圖1為高鋁澆注料預制件原始成型面、內部切面分別在30°、45°、60°的沖蝕角度下進行試驗后的體積沖蝕率測試結果。在30°、45°、60°沖蝕角度時，髙鋁澆注料預制件原始成型面、內切面體積磨損率分別為0.056mm3/g和0.017mm3/g、0.082mm3/g和0.030mm3/g、0.112mm3/g和0.060mm3/g。它們的體積磨損率均隨沖蝕速度的增大而增大，且內部切面的體積磨損率小于原始成型面。
高鋁澆注料預制件屬于脆性材料，具有脆性材料的力學特征，硬度大脆性高并且有相對較高的耐壓強度，在沖蝕過程中，也滿足典型脆性材料的沖蝕磨損行為。在沖蝕角度為30°的小角度時，材料沖蝕磨損的主要方式為切削、犁割作用，而在90°等高角度下，其沖蝕磨損機理主要是脆性斷裂引起的裂紋形成和擴展。
而對于這種“骨料-基質”型耐火材料，其被沖蝕表面往往被硬度不高、強度相對較小的基質所富集。因此，小角度下的切削作用往往只能對基質產生一定程度的沖刷，當基質的沖刷逐漸完成，甚至還沒有完成時，骨料開始逐漸裸露，但是切削作用對強度高、硬度大的骨料的破壞作用是非常有限的，大多時候是發生碰撞作用，且骨料的所占比例增大，成為抵抗沖蝕磨損的應力集中區，由于骨料的阻擋，磨粒很難再更深一步的對材料進行沖蝕破壞，因此在小角度沖蝕時，高鋁澆注料的體積沖蝕率不大。也可以從能量角度進行分析，小角度進行沖蝕時，靶材的法向沖蝕應力較小，轉化為材料體積損失的真實應力也就較小，因此體積磨損率不大。隨著沖蝕角度的增大，脆性斷裂逐漸代替切削、犁割作用成為此時材料沖蝕磨損的主要原因。在高角度下高鋁澆注料預制件中的骨料部分成為抵抗沖蝕磨損的主要載體，隨和沖蝕時間的增加，骨料漸漸萌生裂紋，進一步導致裂紋的擴展，最后直至骨料大顆粒剝落，造成靶材較大的體積損失，沖蝕磨損率較大。根據典型的脆性材料沖蝕理論，最大沖蝕率出現在90°沖蝕角的時候。
由圖2(a)(c)可以看出，對于高鋁澆注料預制件原始成型面，在4min沖蝕時間的條件下，磨粒沖蝕破壞的都是靶材表面包裹骨料的基質和細粉，骨料只有初步裸露，形貌完好，基本沒有裂紋的產生和擴展，雖然有些地方骨料已經作為抵抗沖蝕的阻礙，但是基質仍然是應力集中的地方;通過對(b)(d)兩圖的觀察可以看出，對于髙鋁澆注料預制件的內部切面，抵抗磨粒沖蝕磨損作用的基本都是大顆粒的骨料，基質和細粉則填充在骨料與骨料的間隙從而得到保護，但沖蝕時間較短，且沖蝕角度并不是最大的90°,所以裂紋的產生和擴展并不明顯，但是此階段的應力基本都由強度更高、耐磨性更好的骨料承擔，因此材料體積沖蝕率并不大。
通過縱向對比(a)(c)可以看出，沖蝕角度為30°時，骨料只有少部分裸露，且形貌完整，無裂紋，材料原始成型面上基質部分甚至沒有被沖蝕完全，主要損壞形式以切削為主，但是磨粒對骨料的切削作用并不明顯;直到沖蝕角度為60°時，骨料裸露程度進一步增大，有少數部位的骨料已經基本完全裸露，且裸露部分與基質部分分部均勻，有些骨料呈現尖角形裸露來抵抗磨粒的沖蝕磨損，成為主要承擔沖蝕的地方，但整體來說，還是處于基質包裹骨料的形貌結構，沖蝕磨損機理仍以切削為主。
圖3為高鋁澆注料預制件原始成型面、內部切面分別在4m/s、6m/s、8m/s的沖蝕速度下進行試驗后的體積沖蝕率測試結果。在4m/s、6m/s、8m/s沖蝕速度時，高鋁澆注料預制件原始成型面、內切面體積磨損率分別為0.026mm3/g和0.009mm3/g、0.060mm3/g和0.026mm3/g、0.121mm3/g和0.039mm3/g。它們的體積磨損率均隨沖蝕速度的增大而增大，且內部切面的體積磨損率小于原始成型面。 在研究沖蝕速度與體積磨損率的關系時，本實驗選取的沖蝕角度是45°，沖蝕時間為4min。在沖蝕速度為4m/s時，磨粒與靶材的法向速度分量較小，所具有的沖蝕能很少，對靶材的沖蝕破壞作用有限，因此在較低速度時，靶材體積沖蝕率很小，但是通過觀察發現，4m/s的沖蝕速度超過了沖擊速度的門檻值，是足以對靶材造成體積損失的。在較大的沖蝕速度時，磨粒具有更大的動能，沿靶材法向的分量更大，因此磨粒與靶材接觸時產生的應力也就增大，造成的體積損失變大。通過觀察圖3中高鋁澆注料預制件內部切面體積磨損率隨沖蝕速度的增大曲線時可以發現，其體積沖蝕率隨著沖蝕速度的增大是穩定增大的，沒有出現跳躍式的增大或者下降，這是因為高鋁澆注料預制件內部切面骨料與基質的比例是均勻的，但是觀察高鋁澆注料預制件原始成型面在沖蝕速度為8m/s時可以發現，其體積沖蝕率有一個突然增大的趨勢，這是因為對于材料原始成型面來說，骨料與基質的比例并不均勻，硬度低，耐磨性相對較差的基質占了絕大部分的比例，因此在較高的沖蝕速度下，基質部分由于沖蝕作用很快剝落，造成體積流失，因此體積沖蝕率迅速增大。 對比圖3中不同測試面的體積磨損率也可以看出，高鋁澆注料預制件內部切面的體積磨損率在不同沖蝕速度下均小于原始成型面，且內部切面體積磨損率增長率明顯小于原始成型面，這與材料本身可以造成體積損失的門檻沖蝕速度有關，也與磨粒自身的沖蝕速度有關。 圖4為高鋁澆注料預制件原始成型面和內部切面在4m/s、6m/s、8m/s沖蝕速度下的沖蝕形貌圖。 由圖4(a)可以看出，對于高鋁澆注料預制件原始成型面，在4m/s的沖蝕速度下，靶材表面基質部分并沒有發生大面積的體積損失，骨料尚未裸露，沖蝕磨損機理多以切削為主，可以在圖中看出基質由于受到磨粒沖蝕作用的劃痕，但是大部分基質形貌完好，所以此時靶材體積沖蝕率很小。對于圖4(c)，當磨粒沖蝕速度達到8m/s時，同樣是對于靶材原始成型面，表面基質基本被沖蝕完全，高鋁骨料已經完全裸露，作為抵抗沖蝕作用的部分，基質散布在骨料與骨料的間隙，但是骨料表面基本不存在可視的微裂紋。由圖4(b)可以看出，對于高鋁澆注料預制件內部切面，在4m/s的沖蝕速度下，靶材內部形貌完整，并無明顯破壞痕跡，骨料堆積均勻，無裂紋產生。隨著沖蝕速度的不斷增大，磨粒對靶材接觸點的沖蝕應力不斷增大，直到高鋁骨料無法承受磨粒帶來的沖蝕作用。通過圖4(d)可以看出，當沖蝕速度增大到8m/s，靶材表面基質已經全部剝落，少量骨料表面萌生了橫向裂紋與縱向裂紋，而裂紋的萌生和擴展是導致高鋁澆注料預制件靶材體積損失的主要原因，此沖蝕速度下的體積磨損主要來自被破壞的骨料。通過對比相同沖蝕速度下的高鋁澆注料預制件不同測試面可以看出，內部切面由于始終是耐磨性更好的骨料承受沖蝕作用，沖蝕破壞發生的更加穩定，反映到體積磨損率曲線上則表現為平穩的增長，但是對于原始成型面，當沖蝕速度較小時，無法提供足夠的沖蝕磨損能量，導致材料體積磨損率很小，但是當沖蝕速度增大后，靶材表面基質無法承受磨粒帶的沖蝕破壞作用，很快被沖蝕完成，骨料也存在由于裂紋的擴展而脫落的現象，因此體積磨損率迅速增大，導致曲線斜率很大。
