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船用螺旋桨、水轮机叶片等过流部件在江河海水中工作时,泥沙与过流部件表面相互作用形成的磨损对过流部件造成很大损害,降低其使用寿命,破坏的部件需要经常进行维修或替换。延长使用寿命主要可从两个方面考虑:一是研究新型耐磨损材料,将其用于构件的生产,增强构件表面抗磨损能力;二是用价格较为昂贵的耐磨损材料对其进行修复或表面处理,取代昂贵的整体合金,降低成本。 本课题设计了CrNiMo和CrNiCo两种新型合金,用钨极氩弧焊(TIG)分别堆焊在304基体表面,将每一种堆焊后的材料分别分为三组,对其中的两组再分别进行表面重熔和固溶处理。将经过不同处理的堆焊合金进行金相观察和硬度测试,然后进行湿砂磨损试验和滚滑动磨损试验,计算失重,用扫描电镜(SEM)对磨损表面形貌进行观察,分析磨损机理。 研究结果表明:重熔与固溶处理可细化堆焊合金的晶粒;在湿砂磨损与滚滑动磨损中,CrNiMo与CrNiCo两种堆焊合金的抗磨损性能均优于304不锈钢。湿砂磨损中,CrNiCo耐磨性能最优,CrNiMo次之,304不锈钢较差;形变强化对304不锈钢以及CrNiCo耐磨性能有一定的提高,对CrNiMo效果不明显;湿砂磨损的主要机理是硬磨粒的犁皱与疲劳破坏。滚滑动磨损,以人工海水作为磨损介质,CrNiMo堆焊合金的失重量最小,CrNiCo次之,304不锈钢较差。304基体的磨损机理是塑性变形引起的剥落损害,CrNiMo与CrNiCo的磨损机制是较为明显的磨粒磨损。不同的热处理方式对材料的耐磨性有影响:湿砂磨损试验中,固溶处理和重熔处理显著提升合金的耐磨损性能,重熔处理对CrNiCo效果更好,而固溶处理对CrNiMo效果更优;滚滑动磨损试验中,固溶与重熔处理均降低堆焊合金的耐磨性能。重熔与固溶处理对材料的磨损机理没有影响。