水机材料的抗磨蚀性判据研究

为了证实水机材料的抗磨蚀和抗空蚀性能与材料的常规宏观性能之间的相依关系，选取4种具代表性的材料（碳化钨涂层、NiCr合金涂层、硼不锈钢涂层和钛），进行空蚀和磨蚀试验，并测试了它们的硬度和抗腐蚀性。试验结果表明，材料的空蚀和磨蚀抗力与硬度和抗腐蚀性有着紧密的相依关系:高硬度是抗磨蚀性优的第一判据，较强的抗腐蚀性是第二判据；高抗腐蚀性是抗空蚀性优的第一判据，较高的硬度是第二判据。     

磨鞋铸造碳化钨铁基复合材料堆焊层强化技术

依据磨鞋硬质合金堆焊层断裂、磨损及剥落的失效形式,自制4种堆焊焊条并对铸造碳化钨堆焊层进行淬火或淬火+深冷处理。试验证实自制焊条碳化钨和管皮重量比直接影响到抗冲击磨损性能及碳化钨的剥落。碳化钨和管皮重量比恰当,堆焊层硬质相的阴影效应和基体、粘结相对硬质相支撑效应的相互作用是提高抗冲击磨损的原因。淬火及淬火+深冷处理磨鞋堆焊层,其抗冲击磨损性能比铸造碳化钨堆焊层分别提高17.4%和43.0%。组织分析表明深冷处理对堆焊层硬质相影响不大。其粘结相成分、形态、分布的变化是深冷处理提高抗冲击磨损性能的原因。     

汽蚀对泵的危害分析及工艺要求

本文主要介绍了汽蚀现象对离心泵的危害,它使离心泵的性能下降、使过流部件点蚀、甚至产生振动和噪音,严重地影响离心泵正常工作。在实际生产应用中,采取特殊的堆焊工艺方式,以提高离心泵的抗汽蚀能力。     

不锈钢堆焊试件熔合区充氢前后的断裂韧性研究

研究了氢对不锈钢堆焊层熔合区的断裂韧性的影响作用。发现不锈钢堆焊层熔合区的断裂韧性随着充氢时间的增加而下降,结果表明,氢是引起加氢反应器不锈钢堆焊层剥离的主要因素。     

钻头齿面堆焊用硬质合金耐磨性试验

为了选择更合适的钻头齿面强化材料,对多种粒度的球状烧结碳化钨和粒状铸造碳化钨堆焊层分别作了磨料磨损试验,以评价其抗磨性能。用Ni基合金作钎料,在高真空度下将硬质合金颗粒焊至20Ni4Mo表面。试验采用多种冲击能量,磨料介质为石英砂、水和少量悬浮剂,用天平称出磨损失重。结果表明:球状烧结碳化钨或不同类型和粒度混合的碳化钨堆焊层都比现行采用的粒状铸造碳化钨具有更好的抗冲击磨料磨损能力。用球状烧结碳化钨代替粒状铸造碳化钨作钢齿钻头齿面堆焊材料是提高齿面强化效果的有效途径。     

加氢反应器氢剥离问题的研究

对高温高压加氢反应器不锈钢堆焊层剥离问题进行了探讨,采用电渣堆焊(ESW)法、埋弧堆焊(SAW)法和高速堆焊(HSW)法堆焊试件,进行抗剥离性能对比试验,提出了控制剥离途径是选择优良的第一层堆焊金属的材质及成分并采用HSW高速堆焊法。     

几种金属材料抗汽蚀和抗磨蚀处理方法的试验研究

本文介绍了在水力机械的抗磨蚀防护中,采用合金粉末喷焊、金属渗硼和渗铬等方法处理后的试件经清水和浑水磨蚀试验的试验结果,指出了能获得较好抗磨蚀性能的方法。     

高铬不锈钢堆焊合金的超细化显微组织及耐磨性

采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备含1.25%～1.75%C,15%～25%Cr,1.5%～1.8%V,2%～3%W和0.6%～1.0%B(质量分数)的高铬不锈钢合金,借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射等分析手段,研究其显微组织、表面形貌及成分分布,考察碳化钨及碳含量对高铬堆焊合金硬度和耐磨性的影响.研究结果表明,高铬堆焊合金的显微组织由α-Fe+(Cr,Fe)23C6+(Cr,Fe)7C3+WC+TiB2等组成,其中,碳化钨颗粒从药芯焊丝过渡到堆焊合金前未完全熔化,阻碍晶粒长大,并使其粒度为5～10 μm,因而,工件无预热且焊后不保温缓冷,堆焊合金没有开裂;耐磨粒磨损试验结果表明,高铬不锈钢堆焊合金的相对磨损系数为实芯焊丝H25Cr3Mo2MnV堆焊合金的5～18倍,耐磨性能好;弥散分布的碳化物颗粒强化α-Fe基体,使磨粒锲入受阻,耐磨性增强.     

Cr-Ni-Mo-Cu堆焊合金与304不锈钢的空蚀

将Cr-Ni-Mo-Cu合金通过钨极氩弧焊堆焊到304不锈钢表面,利用超声波振动设备模拟空蚀环境,研究Cr-Ni-Mo-Cu合金作为不锈钢堆焊层,在人工海水环境下的空蚀行为及耐空蚀性能,测定Cr-Ni-Mo-Cu堆焊合金空蚀过程中的失重量和失重率,并与同样空蚀条件下的304不锈钢进行对比,用扫描电镜(SEM)对试样堆焊层的空蚀后的表面与截面进行观察.结果表明:Cr-Ni-Mo-Cu合金材料比304不锈钢具有更好的耐空蚀性能;空蚀过程中合金在晶界薄弱处易产生裂纹,并在延伸和扩展后促使材料发生剥落;空蚀冲击使合金发生了加工硬化,提高了堆焊层的耐空蚀性能.     

球墨铸铁的汽蚀特性研究

针对球铁的汽蚀特性进行了研究,认为球铁中的石墨是球铁的汽蚀破坏源。汽蚀过程为:汽蚀冲击力首先击碎汽蚀面上的石墨并留下坑点和孔洞;孔洞底部基体组织发生变形以及汽蚀面下出现脱体现象;基体组织萌生裂纹;汽蚀裂纹扩展汇交形成层状剥蚀。球铁比普通灰铁具有较优的抗汽蚀性的主要原因,是由两种铸铁不同的石墨形状和结晶过程引起的。回火马氏体球铁具有最优的抗汽蚀性,脱体现象仅发生在1～2个共晶团的间距内,裂纹扩展受马氏体片的掉列方向影响;铁素体球铁具有最差的抗汽蚀性,在铁素体环中裂纹容易形成和扩展。提高球铁抗汽蚀能力的方法就是要消除铁素体环。     

镍基等离子熔覆堆焊层的空蚀特征与性能

利用等离子熔覆设备堆焊制备了三种不同成分的镍基合金层(Ni46、Ni67、Ni60/35WC),制样后在旋转圆盘空蚀试验机上对制备的合金层进行了空蚀磨损实验.采用SEM、XRD、显微硬度、失重分析法对空蚀前后的合金层进行了对比分析.结果表明:所有堆焊层的失重均大于对比的304不锈钢;SEM形貌观察堆焊层组织中存在缺陷或孔隙,空蚀后组织中的缺陷呈裂纹状发展,因此空蚀伴随着强烈的疲劳损失过程;XRD分析表明空蚀过程诱发了Ni60/35WC表面的相变;另外,空蚀还引起了材料Ni67和Ni60/35WC加工硬化,而Ni46出现了加工软化.     

水轮机过流部件抗磨蚀新技术

小水电站基本分两种类型：一类为原有水利工程配套而建设的坝后式电站和灌渠上的电站;另一类是河道引水式电站,第一类电站水质好、水流清澈;第二类电站存在水质差、杂物多、泥沙含量大等问题。近年来,生态环境恶化,水土流失加剧,加上建设初期考虑泥沙磨蚀问题不够充分,导致引水式电站水轮机泥沙磨蚀问题愈演愈烈。本文针对引水式电站水轮机磨蚀问题,提出应用非金属坑磨材料涂层防护水轮机过流部件。     

不锈钢钴基耐磨堆焊焊接工艺

钴基合金因其良好的耐高温性,耐腐蚀性和耐磨性,是目前应用最广泛的一种堆焊合金。本文主要简述了堆焊的类型和钴基合金耐磨性的机理;详细阐述了奥氏体不锈钢和钴基合金堆焊的难点,即焊接结晶裂纹和冷裂纹的倾向较大,在保证焊接效率的前提下,难以保证堆焊层质量;并通过分析导致奥氏体不锈钢和钴基合金堆焊难点的原因,从冶金和工艺方面总结了提高奥氏体不锈钢和钴基合金堆焊质量的措施。     

316H不锈钢表面等离子粉末堆焊Tribaloy® T400涂层的性能研究

采用等离子粉末堆焊工艺在316H不锈钢表面堆焊Tribaloy^® T400 (T400) 合金涂层,研究焊接时不同焊接热输入对堆焊件表面形貌、成分、维氏硬度、摩擦因数以及磨损质量的影响。结果表明：当焊接热输入为840 J/mm时,堆焊件表面没有明显的缺陷,维氏硬度以及耐磨性能达到最佳,且Cr元素含量最低;对316H不锈钢和堆焊件的磨损机制进行研究发现,316H不锈钢的磨损机制主要为剥层磨损,伴随有少量氧化磨损,堆焊件的磨损机制主要为磨粒磨损,伴随有黏着磨损。对焊接热输入为840 J/mm的堆焊件在700 ℃的环境中进行时效实验,堆焊件的维氏硬度随着时效时间的延长而增大,堆焊件经1000 h时效后,维氏硬度由原来的528增加到602,堆焊层具有较高的高温力学稳定性。     

长颈法兰内表面用CO_2气体保护焊堆焊的工艺研究

压力容器长颈法兰内表面堆焊不锈钢耐蚀层,以增加其耐蚀性。本文论述了不锈钢芯焊丝CO2保护焊配用合理的焊接辅机实现了不锈钢层水平位置的自动堆焊,从而提高了堆焊质量。     

不锈钢热浸镀铝抗高温氧化腐蚀性能的研究

:钢材经热浸镀铝后 ,具有了良好的抗高温氧化腐蚀性能。为进一步提高 1Cr18Ni9Ti、1Cr13不锈钢的高温使用性能 ,本文对两种材料进行了热浸镀稀土铝合金处理和抗高温氧化性能的试验。高温氧化试验结果表明 ,1Cr18Ni9Ti、1Cr13不锈钢经热浸镀铝处理后抗高温氧化腐蚀性能明显提高 ,这主要取决于合金层中Al-Fe金属间化合物在高温氧化中的变化。 90 0℃氧化 5 0 0h ,1Cr18Ni9Ti钢浸镀件形成致密的α -Al2 O3氧化膜和 β -NiAl相层 ;1Cr13钢浸镀件形成Al2 O3氧化膜及Cr2 O3氧化物。研究表明 ,不锈钢中Cr、Ni元素对提高抗高温氧化性具有重要的影响作用。     

不锈钢基体NiCrBSi/NiCrBSi(SiC-Mo)合金层的激光熔敷

为提高不锈钢叶片的耐磨损和气蚀的性能,在材料表面以激光熔敷NiCrBSi合金层。对合金层的显微结构、与不锈钢基体结合方式和SiC等颗粒增强改性对组织结构的影响进行了研究。采用5kW连续二氧化碳激光器对不锈钢上等离子喷涂预置NiCrBSi合金层进行表面熔敷。扫描电子显微镜和X射线衍射分析结果表明:涂层显微结构为细化树枝晶,由γ基体与γ/γ′和NiB的共晶组成。合金粉中添加SiC-Mo颗粒后,熔敷层显微组织更加细化,成为与基体具有一定取向关系的枝晶组织,形成过饱和固溶体和极细的共晶体。SiC弥散分布于自溶性镍基合金中,熔敷不出现裂纹,可进一步提高涂层抗磨蚀性。该激光熔敷自溶性NiCrBSi合金挂片在黄河三门峡3号水轮机中环上现场测试结果表现出优良的抗磨蚀性。     

双相钢不锈钢药芯焊丝堆焊试验

双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半且兼有两相组织特征。它保留了铁素体不锈钢导热系数大、线膨胀系数小、耐点蚀,缝蚀及氯化物应力腐蚀性能的特点;又具备奥氏体钢不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点,双相不锈钢堆焊层的力学性能和耐蚀性取决于接头能否保持适当的相比例,正确选用焊接材料、严格控制焊接热输入量以及制定合理的焊接工艺是是双相不锈钢焊接的关键,本文进行了双相不锈钢药芯焊丝堆焊工艺试验、焊接工艺评定及产品的施焊,各项技术指标均满足要求,证明所选用的焊接方法、焊接材料、焊接工艺规范正确合理。     

镍基和钴基合金喷熔涂层的抗汽蚀性能研究

采用氧乙炔火焰喷熔法在Q235钢表面制备了镍基和钴基合金涂层.利用光学显微镜(OM)和X射线衍射仪(XRD)对涂层进行了组织和相结构分析,测试了涂层的硬度和抗汽蚀性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)对两种涂层的汽蚀形貌进行了观察,探讨了镍基和钴基喷熔层的汽蚀破坏机理.实验结果表明:镍基和钴基喷熔层都优于常用于水利机械的抗汽蚀马氏体不锈钢ZG06Cr16Ni5Mo(16-5钢),适用于对水利机械零件进行修复和预防护.     

高压球形封头不锈钢堆焊问题的分析和研究

通过对尿素合成塔球形封头内表面堆焊技术进行分析,探讨了凸型封头表面堆焊方法的选择、普低钢表面不锈钢堆焊材料的确定及堆焊工艺评定、检验标准等问题。结果表明：选用正确的焊接材料和合理的堆焊工艺,在球形封头内表面堆焊不锈钢可以得到理想的抗高温、耐腐蚀效果和稳定的焊接质量。