TBM滚刀刀圈材料合金成分对组织和耐磨性能的影响

• 作者: 夏毅敏 尚勇 薛广记 贾连辉 龙伟民
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 滚刀刀圈 合金成分 共晶碳化物 耐磨性能
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 所属期刊栏目: 矿业工程? 冶金工程? 环境工程? 化学与化学工程? 材料科学与工程
• 页码范围: 2730-2738
• 页数: 9页
• 分类号: U455.31
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2020.10.005

摘要

为提高TBM滚刀刀圈在高磨蚀地层的使用寿命,研究刀圈合金成分和组织中耐磨相种类及状态对耐磨性的影响规律,调配新型TBM刀圈材料进行微观组织观察,并通过磨粒磨损试验、缩尺滚刀破岩试验及掘进破岩试验进行磨损性能对比.研究结果表明:C,Cr和Mo等合金元素的增多有助于共晶碳化物耐磨相的形成,对材料的耐磨性有一定的提升作用,而对材料的抗冲击性却是不利的;耐磨相的尺寸和形貌对材料耐磨性能及硬度的影响各不相同,大块的共晶碳化物对耐磨性的贡献比粒状的共晶碳化物的高,大块的共晶碳化物对硬度的贡献比粒状的共晶碳化物的略小.在掘进高磨蚀、完整性较好的弱冲击岩层时,相比于常规的高韧性C-1材料,C-2新材料的刀圈寿命可提升30％以上,C-3新材料的刀圈寿命可提升70％以上.3种材料的综合性能能够满足不同岩层的掘进要求,可为刀圈地质适应性选型提供参考.