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分析斗齿的疲劳剥落机制

2020-10-16 08:35:57

挖掘机斗齿插入岩石(矿石)中做往复运动,其表面形成的塑变犁沟经岩石颗粒对隆起部位进行多次碾压,可形成金属多次流动台,当挖掘机斗齿材料受到的应力超过强度极限时会产生裂纹脆裂为碎屑。碎屑一是垂直于磨损方向裂开,二是沿着磨损方向裂开或被撕裂下来,其正面为平滑的沟槽条纹,背面较平整,侧面为碾压变形形成的重叠条纹。若岩石带有棱角则会剪切变形层而形成碎屑,呈扁平薄片状,边缘粗糙。还有一种情况,当挖掘机斗齿与岩石反复作用时,挖掘机斗齿产生塑性变形而引起很高的加工硬化作用,使挖掘机斗齿齿面脆性增大,在岩石的强烈撞击下,挖掘机斗齿齿面会形成脆裂碎屑,其表面有深浅不一的放射状裂纹。这种脆裂特征严格说也是疲劳剥落机制。

磨损失效机制与材质及工况条件有关,主要有切削、疲劳剥落等机制。一般而言,切削机制在挖掘机斗齿的磨损失效过程中占主导地位,达7O以上;随斗齿硬度的提高,疲劳剥落机制逐渐增加,占2O~3O;当材料硬度达到上限时,脆性升高,可能发生脆性碎裂。对于以切削机制为主的工况,提高挖掘机斗齿材料的硬度有利于提高其耐磨性;对于疲劳剥落机制而言,要求材料具有良好的硬韧性配合;高硬度、高断裂韧度、低裂纹扩展速率及高冲击疲劳抗力都有利于提高材料的耐磨性。


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