图1为高铝浇注料预制件原始成型面、内部切面分别在30°、45°、60°的冲蚀角度下进行试验后的体积冲蚀率测试结果。在30°、45°、60°冲蚀角度时，髙铝浇注料预制件原始成型面、内切面体积磨损率分别为0.056mm3/g和0.017mm3/g、0.082mm3/g和0.030mm3/g、0.112mm3/g和0.060mm3/g。它们的体积磨损率均随冲蚀速度的增大而增大，且内部切面的体积磨损率小于原始成型面。
高铝浇注料预制件属于脆性材料，具有脆性材料的力学特征，硬度大脆性高并且有相对较高的耐压强度，在冲蚀过程中，也满足典型脆性材料的冲蚀磨损行为。在冲蚀角度为30°的小角度时，材料冲蚀磨损的主要方式为切削、犁割作用，而在90°等高角度下，其冲蚀磨损机理主要是脆性断裂引起的裂纹形成和扩展。
而对于这种“骨料-基质”型耐火材料，其被冲蚀表面往往被硬度不高、强度相对较小的基质所富集。因此，小角度下的切削作用往往只能对基质产生一定程度的冲刷，当基质的冲刷逐渐完成，甚至还没有完成时，骨料开始逐渐裸露，但是切削作用对强度高、硬度大的骨料的破坏作用是非常有限的，大多时候是发生碰撞作用，且骨料的所占比例增大，成为抵抗冲蚀磨损的应力集中区，由于骨料的阻挡，磨粒很难再更深一步的对材料进行冲蚀破坏，因此在小角度冲蚀时，高铝浇注料的体积冲蚀率不大。也可以从能量角度进行分析，小角度进行冲蚀时，靶材的法向冲蚀应力较小，转化为材料体积损失的真实应力也就较小，因此体积磨损率不大。随着冲蚀角度的增大，脆性断裂逐渐代替切削、犁割作用成为此时材料冲蚀磨损的主要原因。在高角度下高铝浇注料预制件中的骨料部分成为抵抗冲蚀磨损的主要载体，随和冲蚀时间的增加，骨料渐渐萌生裂纹，进一步导致裂纹的扩展，最后直至骨料大颗粒剥落，造成靶材较大的体积损失，冲蚀磨损率较大。根据典型的脆性材料冲蚀理论，最大冲蚀率出现在90°冲蚀角的时候。
由图2(a)(c)可以看出，对于高铝浇注料预制件原始成型面，在4min冲蚀时间的条件下，磨粒冲蚀破坏的都是靶材表面包裹骨料的基质和细粉，骨料只有初步裸露，形貌完好，基本没有裂纹的产生和扩展，虽然有些地方骨料已经作为抵抗冲蚀的阻碍，但是基质仍然是应力集中的地方;通过对(b)(d)两图的观察可以看出，对于髙铝浇注料预制件的内部切面，抵抗磨粒冲蚀磨损作用的基本都是大颗粒的骨料，基质和细粉则填充在骨料与骨料的间隙从而得到保护，但冲蚀时间较短，且冲蚀角度并不是最大的90°,所以裂纹的产生和扩展并不明显，但是此阶段的应力基本都由强度更高、耐磨性更好的骨料承担，因此材料体积冲蚀率并不大。
通过纵向对比(a)(c)可以看出，冲蚀角度为30°时，骨料只有少部分裸露，且形貌完整，无裂纹，材料原始成型面上基质部分甚至没有被冲蚀完全，主要损坏形式以切削为主，但是磨粒对骨料的切削作用并不明显;直到冲蚀角度为60°时，骨料裸露程度进一步增大，有少数部位的骨料已经基本完全裸露，且裸露部分与基质部分分部均匀，有些骨料呈现尖角形裸露来抵抗磨粒的冲蚀磨损，成为主要承担冲蚀的地方，但整体来说，还是处于基质包裹骨料的形貌结构，冲蚀磨损机理仍以切削为主。
图3为高铝浇注料预制件原始成型面、内部切面分别在4m/s、6m/s、8m/s的冲蚀速度下进行试验后的体积冲蚀率测试结果。在4m/s、6m/s、8m/s冲蚀速度时，高铝浇注料预制件原始成型面、内切面体积磨损率分别为0.026mm3/g和0.009mm3/g、0.060mm3/g和0.026mm3/g、0.121mm3/g和0.039mm3/g。它们的体积磨损率均随冲蚀速度的增大而增大，且内部切面的体积磨损率小于原始成型面。 在研究冲蚀速度与体积磨损率的关系时，本实验选取的冲蚀角度是45°，冲蚀时间为4min。在冲蚀速度为4m/s时，磨粒与靶材的法向速度分量较小，所具有的冲蚀能很少，对靶材的冲蚀破坏作用有限，因此在较低速度时，靶材体积冲蚀率很小，但是通过观察发现，4m/s的冲蚀速度超过了冲击速度的门槛值，是足以对靶材造成体积损失的。在较大的冲蚀速度时，磨粒具有更大的动能，沿靶材法向的分量更大，因此磨粒与靶材接触时产生的应力也就增大，造成的体积损失变大。通过观察图3中高铝浇注料预制件内部切面体积磨损率随冲蚀速度的增大曲线时可以发现，其体积冲蚀率随着冲蚀速度的增大是稳定增大的，没有出现跳跃式的增大或者下降，这是因为高铝浇注料预制件内部切面骨料与基质的比例是均匀的，但是观察高铝浇注料预制件原始成型面在冲蚀速度为8m/s时可以发现，其体积冲蚀率有一个突然增大的趋势，这是因为对于材料原始成型面来说，骨料与基质的比例并不均匀，硬度低，耐磨性相对较差的基质占了绝大部分的比例，因此在较高的冲蚀速度下，基质部分由于冲蚀作用很快剥落，造成体积流失，因此体积冲蚀率迅速增大。 对比图3中不同测试面的体积磨损率也可以看出，高铝浇注料预制件内部切面的体积磨损率在不同冲蚀速度下均小于原始成型面，且内部切面体积磨损率增长率明显小于原始成型面，这与材料本身可以造成体积损失的门槛冲蚀速度有关，也与磨粒自身的冲蚀速度有关。 图4为高铝浇注料预制件原始成型面和内部切面在4m/s、6m/s、8m/s冲蚀速度下的冲蚀形貌图。 由图4(a)可以看出，对于高铝浇注料预制件原始成型面，在4m/s的冲蚀速度下，靶材表面基质部分并没有发生大面积的体积损失，骨料尚未裸露，冲蚀磨损机理多以切削为主，可以在图中看出基质由于受到磨粒冲蚀作用的划痕，但是大部分基质形貌完好，所以此时靶材体积冲蚀率很小。对于图4(c)，当磨粒冲蚀速度达到8m/s时，同样是对于靶材原始成型面，表面基质基本被冲蚀完全，高铝骨料已经完全裸露，作为抵抗冲蚀作用的部分，基质散布在骨料与骨料的间隙，但是骨料表面基本不存在可视的微裂纹。由图4(b)可以看出，对于高铝浇注料预制件内部切面，在4m/s的冲蚀速度下，靶材内部形貌完整，并无明显破坏痕迹，骨料堆积均匀，无裂纹产生。随着冲蚀速度的不断增大，磨粒对靶材接触点的冲蚀应力不断增大，直到高铝骨料无法承受磨粒带来的冲蚀作用。通过图4(d)可以看出，当冲蚀速度增大到8m/s，靶材表面基质已经全部剥落，少量骨料表面萌生了横向裂纹与纵向裂纹，而裂纹的萌生和扩展是导致高铝浇注料预制件靶材体积损失的主要原因，此冲蚀速度下的体积磨损主要来自被破坏的骨料。通过对比相同冲蚀速度下的高铝浇注料预制件不同测试面可以看出，内部切面由于始终是耐磨性更好的骨料承受冲蚀作用，冲蚀破坏发生的更加稳定，反映到体积磨损率曲线上则表现为平稳的增长，但是对于原始成型面，当冲蚀速度较小时，无法提供足够的冲蚀磨损能量，导致材料体积磨损率很小，但是当冲蚀速度增大后，靶材表面基质无法承受磨粒带的冲蚀破坏作用，很快被冲蚀完成，骨料也存在由于裂纹的扩展而脱落的现象，因此体积磨损率迅速增大，导致曲线斜率很大。
