化工機械用金屬材料脆化損傷研究

（甘肅工業職業技術學院，甘肅 天水 741000）

化工機械設備由于工作環境較為特殊，因此在機械用金屬材料上需要其具有較好的耐高溫、耐強酸、耐壓力等性能，對材料硬度與耐磨性也有著較大的要求[1]。化工機械用金屬材料在日常機械運行過程中會對材料表面造成脆化磨損，增加機械故障發生幾率且減少機械使用壽命。因此對化工機械用金屬材料脆化損傷進行研究，找到其脆化損傷的主要影響因素。

1 實驗方法

化工機械在工作過程中的高溫、振動等因素作為導致機械用金屬材料脆化損傷原因，因此準備尺寸為300mm＊150mm＊20mm的不同材料試板三個。試板單邊破口為22.5°，根據間隙為12mm～13mm[2]。分別將試板放入液壓振動深孔鉆床上，以轉速為960r/min的噴吸式麻花鉆進行切削后對材料表層進行觀察。隨后將試板坡口與墊板堆焊三層用實驗焊條進行填充后，接通140A電流，道溫為250℃～300℃，焊后回火溫度為760℃，4h后隨爐冷卻到400℃后出爐。

2 結果分析

對三個試板進行處理后，用線切割的方式從樣板上取約0.4mm薄片，制成金屬薄膜試樣，利用JEM-2010型透射電鏡進行組織結構觀察[3]。針對三種金屬熔敷金屬化學成分與不同化工機械用金屬性能比較進行比較，如表1、表2所示：

表1 熔敷金屬化學成分

表2 不同化工機械用金屬性能比較

3 化工機械用金屬材料脆化損傷原因分析

3.1 成分對金屬材料脆化損傷影響

化工機械用金屬材料脆化損傷程度的不同主要取決于金屬材料本身。在眾多化工機械用金屬材料中合金相對于其他單一金屬材料來說有著更好的性能，而合金材料隨著合金成分的改變而呈現出不同的性能[4]。

化工機械用金屬材料在改變其合金元素后能夠在一定程度上改善材料脆性，而金屬材料中雜質達到一定含量時，會使材料性能大大降低。

3.2 組織結構對金屬材料脆化損傷影響

針對金屬材料脆化損傷原因分析過程中，組織結構對于金屬材料也有著極大影響。金屬材料在穩定情況下具有極好的韌性與塑性等環境抗力，這主要由于金屬材料中的分子成分對氧的溶解度較快，在這一過程中減少孔隙原子的有害作用。

不同的化工機械用金屬材料憨頭不同量的晶粒，而含有晶粒較少的金屬材料其性能較差。含有粗大晶粒較多的金屬材料會擁有較好的斷裂韌性，但延展性較差。在研究過程中可以發展，通過對金屬材料中的晶粒進行細化，能夠全面提高金屬材料組織延展性且增加其斷裂韌性，也就是能夠通過加工減少片層組織長達速度，從而獲得一種性能更加優越的化工機械用金屬材料。

3.3 晶體結構對金屬材料脆化損傷影響

化工機械用金屬材料由不同的晶體結構組成，每種金屬的晶體結構都有著理想的配比，而當結構中一種原子含量增加會對整體材料性能造成影響。金屬材料晶體結構中能影響材料脆化損傷的主要因素為軸比與單胞尺寸。金屬材料晶體結構中軸比與單胞尺寸的減少都會讓材料脆性有著極大改善。

單胞尺寸的減少會使材料結構中位錯柏氏矢量醬燒，從而降低材料位錯線能量，增加其變形可能性。而金屬材料晶體結構中的軸比變化與其中原子尺寸有關，對材料強度有著關鍵影響。

4 結語

在對化工機械用金屬材料脆化損傷進行研究過程中，通過對不同化工機械用金屬材料進行試驗，從而對影響金屬材料脆化損傷原因進行分析。

不同金屬材料在加工使用過程中都有著各自的優缺點，因此在對不同材料的機械化工使用中需要針對其材料的優缺點進行不斷調整。研究主要針對金屬材料共同性能進行研究，對發現的結論進行集中利用，為提高化工機械性能提供可靠依據。