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高铝浇注料预制件磨损率

2021-03-31

高铝细粉2.jpg

高铝浇注料的使用性能,决定着热工窑炉的节能效果,随着各行业的快速发展,轻质浇注料应用的数量和范围在逐渐扩大,从永久层、隔热层到工作层,从中低温部位扩展到中高温部位,从低负荷环境向高负荷环境过渡。目前在中低温(<1 200 ℃)和高温(>1 500 ℃)部位工作层所用高铝浇注料的技术,性能已基本成熟,但在中高温范围(1 200~1 500 ℃)所用轻质浇注料的性能还有待提升,以满足对高铝浇注料的使用新要求。

高铝浇注料预制件属于脆性材料,具有脆性材料的力学特征,硬度大脆性高并且有相对较高的耐压强度,在冲蚀过程中,也满足典型脆性材料的冲蚀磨损行为。在冲蚀角度为30°的小角度时,材料冲蚀磨损的主要方式为切削、犁割作用,而在90°等高角度下,其冲蚀磨损机理主要是脆性断裂引起的裂纹形成和扩展。

而对于这种“骨料-基质”型耐火材料,其被冲蚀表面往往被硬度不高、强度相对较小的基质所富集。因此,小角度下的切削作用往往只能对基质产生一定程度的冲刷,当基质的冲刷逐渐完成,甚至还没有完成时,骨料开始逐渐 裸露,但是切削作用对强度高、硬度大的骨料的破坏作用是非常有限的,大多时候是发生碰撞作用,且骨料的所占比 例增大,成为抵抗冲蚀磨损的应力集中区,由于骨料的阻挡,磨粒很难再更深一步的对材料进行冲蚀破坏,因此在小 角度冲蚀时,高铝浇注料的体积冲蚀率不大。也可以从能量角度进行分析,小角度进行冲蚀时,靶材的法向冲蚀应力较小,转化为材料体积损失的真实应力也就较小,因此体积磨损率不大。随着冲蚀角度的增大,脆性断裂逐渐代替切 削、犁割作用成为此时材料冲蚀磨损的主要原因。在高角度下高铝浇注料预制件中的骨料部分成为抵抗冲蚀磨损的主 要载体,随和冲蚀时间的增加,骨料渐渐萌生裂纹,进一步导致裂纹的扩展,后直至骨料大颗粒剥落,造成靶材较 大的体积损失,冲蚀磨损率较大。根据典型的脆性材料冲蚀理论,大冲蚀率出现在90°冲蚀角的时候。


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