Leave Your Message
Sliežu oksidēšanās īpašības slīpēšanas procesā

Jaunumi

Sliežu oksidēšanās īpašības slīpēšanas procesā

2024-12-25
Abrazīvu un sliežu mijiedarbības laikā sliežu plastiskā deformācija rada siltumu, un berze starp abrazīviem materiāliem un sliežu materiāliem rada arī slīpēšanas siltumu. Tērauda sliežu slīpēšana tiek veikta dabiskā atmosfērā, un slīpēšanas procesā tērauda sliedes materiāls neizbēgami tiek oksidēts slīpēšanas karstumā. Pastāv cieša saikne starp tērauda sliežu virsmas oksidēšanu un sliežu apdegumiem. Tāpēc ir nepieciešams izpētīt sliedes virsmas oksidēšanās izturēšanos slīpēšanas procesā.

Ir ziņots, ka tika sagatavoti trīs veidu slīpēšanas akmeņi ar spiedes stiprību, ar stiprību attiecīgi 68,90 MPa, 95,2 MPa un 122,7 MPa. Atbilstoši slīpēšanas akmeņu stiprības secībai GS-10, GS-12.5 un GS-15 izmanto, lai attēlotu šīs trīs slīpēšanas akmeņu grupas. Tērauda sliežu paraugiem, kas slīpēti ar trim slīpakmeņu komplektiem GS-10, GS-12.5 un GS-15, tos attiecīgi attēlo RGS-10, RGS-12.5 un RGS-15. Veiciet slīpēšanas testus slīpēšanas apstākļos 700 N, 600 apgr./min un 30 sekundes. Lai iegūtu intuitīvākus eksperimentālos rezultātus, sliedes slīpēšanas akmens izmanto tapas diska kontakta režīmu. Analizējiet sliedes virsmas oksidācijas izturēšanos pēc slīpēšanas.

Slīpētās tērauda sliedes virsmas morfoloģija tika novērota un analizēta, izmantojot SM un SEM, kā parādīts 1. attēlā. Zemes sliežu virsmas SM rezultāti parāda, ka, palielinoties slīpēšanas akmens stiprumam, zemes sliedes virsmas krāsa mainās no zilas un dzeltenbrūnas uz sākotnējo sliedes krāsu. Lin et al. parādīja, ka, ja slīpēšanas temperatūra ir zemāka par 471 ℃, sliedes virsma izskatās normālā krāsā. Ja slīpēšanas temperatūra ir no 471 līdz 600 ℃, sliedei ir gaiši dzelteni apdegumi, savukārt, ja slīpēšanas temperatūra ir no 600 līdz 735 ℃, sliedes virsma ir zila. Tāpēc, pamatojoties uz piezemētās sliedes virsmas krāsas maiņu, var secināt, ka, samazinoties slīpēšanas akmens stiprumam, slīpēšanas temperatūra pakāpeniski palielinās un palielinās sliedes degšanas pakāpe. EDS tika izmantots, lai analizētu slīpētā tērauda sliedes virsmas un gružu apakšējās virsmas elementu sastāvu. Rezultāti parādīja, ka, palielinoties slīpēšanas akmens stiprībai, O elementa saturs uz sliedes virsmas samazinājās, kas liecina par Fe un O saistīšanās samazināšanos uz sliedes virsmas un oksidācijas pakāpes samazināšanos. no sliedes, kas atbilst tendencei mainīt krāsu uz sliedes virsmas. Tajā pašā laikā O elementa saturs uz slīpēšanas gružu apakšējās virsmas samazinās arī, palielinoties slīpēšanas akmens stiprībai. Ir vērts atzīmēt, ka tērauda sliedes virsmai, kas slīpēta ar vienu un to pašu slīpēšanas akmeni, un slīpēšanas gružu apakšējai virsmai O elementa saturs uz pēdējās virsmas ir lielāks nekā pirmās. Atlūzu veidošanās laikā notiek plastiskā deformācija un abrazīvu saspiešanas rezultātā rodas siltums; Atkritumu aizplūšanas procesa laikā gružu apakšējā virsma berzē abrazīvā materiāla priekšējo galu un rada siltumu. Tāpēc gružu deformācijas un berzes siltuma kopējā ietekme izraisa augstāku oksidācijas pakāpi uz gružu apakšējās virsmas, kā rezultātā palielinās O elementa saturs.
Sliežu oksidācijas uzvedība du1

a) Zemas stiprības slīpēšanas akmens slīpēta tērauda sliedes virsma (RGS-10)

Sliežu oksidācijas uzvedība du2

(b) Tērauda sliedes virsma, kas noslīpēta ar vidējas stiprības slīpēšanas akmeni (RGS-12.5)

Sliežu oksidācijas uzvedība du3

(c) Augstas izturības slīpēšanas akmens slīpēta tērauda sliedes virsma (RGS-15)
1. att. Tērauda sliežu virsmas morfoloģija, gružu morfoloģija un EDS analīze pēc slīpēšanas ar dažādu slīpēšanas akmeņu intensitāti
Lai turpinātu pētīt oksidācijas produktus uz tērauda sliežu virsmas un oksidācijas produktu izmaiņas atkarībā no sliežu virsmas apdeguma pakāpes, tika izmantota rentgena fotoelektronu spektroskopija (XPS), lai noteiktu elementu ķīmisko stāvokli tuvākajā virsmas slānī. no slīpētām tērauda sliedēm. Rezultāti parādīti 2. att. Sliedes virsmas pilna spektra analīzes rezultāti pēc slīpēšanas ar dažādas intensitātes slīpēšanas akmeņiem (2. att. (a)) parāda, ka uz zemes sliedes virsmas ir C1s, O1s un Fe2p pīķi, un O atomu procentuālais daudzums samazinās līdz ar to. apdeguma pakāpe uz sliežu virsmas, kas atbilst EDS analīzes rezultātu modelim uz sliežu virsmas. Sakarā ar to, ka XPS nosaka elementu stāvokļus materiāla virsmas slāņa tuvumā (apmēram 5 nm), pastāv noteiktas atšķirības XPS pilna spektra noteikto elementu veidos un saturā salīdzinājumā ar tērauda sliedes substrātu. C1s maksimumu (284,6 eV) galvenokārt izmanto, lai kalibrētu citu elementu saistīšanas enerģiju. Galvenais oksidācijas produkts uz tērauda sliežu virsmas ir Fe oksīds, tāpēc tiek detalizēti analizēts Fe2p šaurais spektrs. 2. att. (b) līdz (d) parāda Fe2p šaura spektra analīzi attiecīgi uz tērauda sliežu RGS-10, RGS-12.5 un RGS-15 virsmas. Rezultāti liecina, ka ir divi saistīšanās enerģijas maksimumi pie 710,1 eV un 712,4 eV, kas saistīti ar Fe2p3/2; Ir Fe2p1/2 saistošās enerģijas maksimumi pie 723,7 eV un 726,1 eV. Fe2p3/2 satelīta maksimums ir 718,2 eV. Divus maksimumus pie 710,1 eV un 723,7 eV var attiecināt uz Fe-O saistīšanās enerģiju Fe2O3, savukārt maksimumus pie 712,4 eV un 726,1 eV var attiecināt uz Fe-O saistīšanas enerģiju FeO. Rezultāti liecina, ka Fe3O4 Fe2O3. Tikmēr pie 706, 8 eV netika konstatēts analītiskais maksimums, kas norāda uz elementāra Fe neesamību uz zemes sliežu virsmas.
Sliežu oksidācijas uzvedība du4
a) Pilna spektra analīze
Sliežu oksidācijas uzvedība du5
(b) RGS-10 (zils)
Sliežu oksidācijas uzvedība du6
(c) RGS-12.5 (gaiši dzeltens)
Sliežu oksidēšanās uzvedība du7
d) RGS-15 (tērauda sliedes oriģinālā krāsa)

2. att. XPS analīze sliežu virsmām ar dažādu apdegumu pakāpi

Pīķa laukuma procenti Fe2p šaurā spektrā parāda, ka no RGS-10, RGS-12.5 līdz RGS-15 Fe2+2p3/2 un Fe2+2p1/2 pīķa laukuma procenti palielinās, bet Fe3+ pīķa laukuma procenti. 2p3/2 un Fe3+2p1/2 samazinās. Tas norāda, ka, samazinoties virsmas apdeguma pakāpei uz sliedes, Fe2+ saturs virsmas oksidācijas produktos palielinās, savukārt Fe3+ saturs samazinās. Dažādas oksidācijas produktu sastāvdaļas rada dažādas zemes sliedes krāsas. Jo augstāka virsmas apdeguma pakāpe (zilā krāsā), jo lielāks Fe2O3 produktu saturs oksīdā; Jo zemāka virsmas apdeguma pakāpe, jo augstāks ir FeO produktu saturs.