触变-塑变复合成形铸铁材料的耐磨损和抗腐蚀性能研究

摘要

目的针对天然气压缩机用铸铁构件服役环境恶劣的情况,研究一种提升其耐磨损和抗腐蚀性能的成形工艺。方法以天然气压缩机用FCD400铸铁材料为研究对象,通过熔融-冷却试验和热压缩试验获得FCD400铸铁材料在高温条件下的固-液相变规律、半固态触变成形性能、塑性成形性能。基于该铸铁材料性能建立合适的触变-塑变复合成形工艺方案。通过二段热压缩试验开展FCD400铸铁材料的触变-塑变复合成形的物理模拟,验证触变-塑变复合成形的可行性。随后,通过摩擦磨损试验和中性盐雾腐蚀试验,对比触变-塑变复合成形铸铁材料和原始铸态材料的耐磨损和抗腐蚀性能,验证触变-塑变复合成形的有效性。结果触变成形阶段变形量为12 mm且塑性成形阶段变形量为20 mm的触变-塑变复合成形FCD400铸铁材料具有更加精细的珠光体片层,以及更高的硬度和更好的耐磨性能。触变成形阶段变形量为20 mm且塑性成形阶段变形量为12 mm的触变-塑变复合成形FCD400铸铁材料具有更加离散且细小的球状石墨,离散分布的细小球状石墨对基体的撕裂作用更小并能够减缓腐蚀速率。结论通过调节触变-塑变复合成形工艺参数,能够实现对FCD400铸铁材料的耐磨损和抗腐蚀性能的主动调控。