高鋁澆注料預制件磨損率
2021-03-31
高鋁澆注料的使用性能,決定著熱工窯爐的節(jié)能效果,隨著各行業(yè)的快速發(fā)展,輕質(zhì)澆注料應用的數(shù)量和范圍在逐漸擴大,從永久層、隔熱層到工作層,從中低溫部位擴展到中高溫部位,從低負荷環(huán)境向高負荷環(huán)境過渡。目前在中低溫(<1 200 ℃)和高溫(>1 500 ℃)部位工作層所用高鋁澆注料的技術,性能已基本成熟,但在中高溫范圍(1 200~1 500 ℃)所用輕質(zhì)澆注料的性能還有待提升,以滿足對高鋁澆注料的使用新要求。
高鋁澆注料預制件屬于脆性材料,具有脆性材料的力學特征,硬度大脆性高并且有相對較高的耐壓強度,在沖蝕過程中,也滿足典型脆性材料的沖蝕磨損行為。在沖蝕角度為30°的小角度時,材料沖蝕磨損的主要方式為切削、犁割作用,而在90°等高角度下,其沖蝕磨損機理主要是脆性斷裂引起的裂紋形成和擴展。
而對于這種“骨料-基質(zhì)”型耐火材料,其被沖蝕表面往往被硬度不高、強度相對較小的基質(zhì)所富集。因此,小角度下的切削作用往往只能對基質(zhì)產(chǎn)生一定程度的沖刷,當基質(zhì)的沖刷逐漸完成,甚至還沒有完成時,骨料開始逐漸 裸露,但是切削作用對強度高、硬度大的骨料的破壞作用是非常有限的,大多時候是發(fā)生碰撞作用,且骨料的所占比 例增大,成為抵抗沖蝕磨損的應力集中區(qū),由于骨料的阻擋,磨粒很難再更深一步的對材料進行沖蝕破壞,因此在小 角度沖蝕時,高鋁澆注料的體積沖蝕率不大。也可以從能量角度進行分析,小角度進行沖蝕時,靶材的法向沖蝕應力較小,轉(zhuǎn)化為材料體積損失的真實應力也就較小,因此體積磨損率不大。隨著沖蝕角度的增大,脆性斷裂逐漸代替切 削、犁割作用成為此時材料沖蝕磨損的主要原因。在高角度下高鋁澆注料預制件中的骨料部分成為抵抗沖蝕磨損的主 要載體,隨和沖蝕時間的增加,骨料漸漸萌生裂紋,進一步導致裂紋的擴展,后直至骨料大顆粒剝落,造成靶材較 大的體積損失,沖蝕磨損率較大。根據(jù)典型的脆性材料沖蝕理論,大沖蝕率出現(xiàn)在90°沖蝕角的時候。
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