大型水轮机叶片马氏体不锈钢的超声空蚀行为

利用超声振荡空蚀设备研究了一种大型水轮机马氏体不锈钢合金成分调整前后在蒸馏水和模拟长江水中的空蚀行为.观察空蚀表面形貌,结合力学性能,与普通13-4不锈钢进行对比分析.研究结果表明:3种不锈钢的显微组织由马氏体、铁素体和残余奥氏体组成;降低C,S,Si增加Ni,Mo,Mn并且经过精炼工艺改进后,不锈钢抗空蚀能力高于原合金和13-4不锈钢.调整后不锈钢的空蚀稳定期失重率小于7 mg/h,仅约为原合金的75%和13-4不锈钢的25%.在空蚀过程中,较软的铁素体相首先脱落,其次是较硬的马氏体相,并且观察到了清晰的空蚀表面疲劳源形貌.     

不锈钢空蚀磨蚀的形貌特征研究

本文利用转盘、高头水洞、ＳＥＭ、光学金相、ＥＤＡＸ和波谱等研究了奥氏体不锈钢表面发生纯空蚀、纯磨蚀、空蚀磨蚀共存、静水和动水腐蚀的形貌特征以及某些奇特现象；分析对比了黄河水轮机叶片的原体形貌；讨论了空蚀的机制。     

Cr32Ni7Mo3N特级双相不锈钢的空蚀行为

利用磁致伸缩空蚀试验机对Cr32Ni7Mo3N特级双相不锈钢在蒸馏水和人工海水中进行了空蚀实验,并采用扫描电镜跟踪观察了经不同时间段空蚀后试样的形貌.通过测量失重绘制了材料的累积失重量和失重率曲线.经电化学工作站测量了材料在静态与空蚀条件下的极化曲线和腐蚀电位变化.对比分析了Cr32Ni7Mo3N与SAF2205双相不锈钢在人工海水的抗空蚀能力.结果表明:Cr32Ni7Mo3N特级双相不锈钢空蚀破坏首先在铁素体薄弱区以及铁素体和奥氏体相界发生,并向铁素体内扩展,铁素体发生解离断裂脱落;奥氏体随着空蚀的进行,滑移线增多,显微硬度值增加,且人工海水中奥氏体显微硬度值比在蒸馏水中的高;铁素体大面积破坏后,奥氏体才失稳产生延性断裂脱落,奥氏体的存在延缓了破坏在整个材料表面上的扩展.空蚀与腐蚀交互影响导致材料在人工海水中加速破坏.Cr32Ni7Mo3N特级双相不锈钢在人工海水中的抗空蚀能力优于SAF2205双相不锈钢.     

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.     

受控喷丸对水轮机空蚀的作用

水机空馈破坏具有典型的机械疲劳破坏特征,针对其特点,提出采用受控喷丸工艺来减弱水轮机空蚀强度,延缓空蚀的发展,受控喷丸工艺是提高材料表面疲劳强度的有效方法,对水轮机过流部件采用受控喷丸处理,可提高水轮机抗空蚀性能,延长水机过流部件的使用寿命。     

金属材料空蚀试验研究

研究金属材料的抗空蚀性能是研究空化剥蚀问题的一个重要方面。提高材料的抗空蚀性能,选用抗空蚀性能优异的材料是目前工程上减轻或避免空化剥蚀危害的途径之一。本文提出了近年来在磁致伸缩激振空蚀器上进行金属材料空蚀试验的结果:其中有普通金属类、铸铁类、钢类、铜基合金类以及表面喷焊合金涂层等廿余种材料在自来水、蒸馏水、海水、泥浆水、含砂水中的试验结果,并作了分析讨论。还对材料的相对抗空蚀能力的比较依据作了探讨。     

内燃机缸套空蚀的原因分析

为延缓与预防内燃机缸套空蚀，对引起内燃机缸套空蚀的原因进行了分析，指出了导致内燃机缸套空蚀的几个主要因素，这对延缓与预防缸套空蚀具有指导意义。     

激光表面纹理加工Ti6Al4V空蚀的形貌特征

为提高钛合金的抗空蚀性能,采用激光对Ti6Al4V合金进行表面纹理加工.采用维氏显微硬度计对试样的横截面硬度进行表征,采用磁致伸缩超声振动仪对试样的抗空蚀特性进行测试,采用扫描电子显微镜对试样空蚀形貌进行观测.结果表明,经激光表面纹理加工后,试样的表层硬度均得到明显提高.直线纹理试样空蚀的形貌特征为纹理突起处呈海绵状,网格纹理试样空蚀的形貌特征为纹理突起处出现针孔和疲劳裂纹及由脆性断裂引起材料剥离脱落产生的空蚀坑,状点纹理试样表面仅出现麻点状空蚀特征.各种纹理的凹陷处均无明显的空蚀特征,抗空蚀性能均得到明显增强.     

内燃机缸套空蚀的延缓与预防措施

在内燃机缸套空蚀的原因分析基础上，综述了影响内燃机缸套空蚀的各种因素，提出了延缓与预防内燃机缸套空蚀的可行措施以及维修与管理中应注意的几个问题。     

Fe-Mn-Si基合金中ε马氏体逆相变的内耗

利用音频内耗仪测试了Fe-Mn-Si基形状记忆合金热诱发马氏体、一般应力诱发马氏体和热-机械训练后的应力诱发马氏体的逆相变过程.结果表明，热诱发马氏体的逆相变在400～500K完成；经训练后的应力诱发马氏体逆相变开始温度与热诱发马氏体逆相变开始温度相近，但高于一般应力诱发马氏体的逆相变开始温度；一般应力诱发马氏体的逆相变温度低于热马氏体的逆相变温度，随应变量的增加，A     

铸铁的抗汽蚀性能及其关联因素

本文对铸铁的抗汽蚀性能及其关联因素进行了实验研究,认为石墨是铸铁汽蚀的破坏源,球墨铸铁的抗汽蚀性能优于普通灰铁的抗汽蚀性,灰铁基体组织的抗汽蚀性能以回火马氏体为最好,铁素体最差。经过实验得出增加片墨铸铁强度其抗汽蚀性能提高,增加球墨铸铁基体硬度时,抗汽蚀性能显著提高,铸铁中加入Cr1.00％,Mo0.50％,V0.100％,Re0.05％时,其抗汽蚀性能明显提高。含钒铸铁有较强的抗食盐水汽蚀能力。     

Cavitation erosion behavior of WC coatings on CrNiMo stainless steel by laser alloying

The WC powder was precoated on the surface of CrNiMo stainless steel and then made into an alloying layer by using the laser alloying technique. Phases in the layers were investigated by X-ray diffraction (XRD) analysis and surface morphologies after cavitation erosion were observed with the help of scanning electron microscopy (SEM). The cavitation erosion behavior of the CrNiMo stainless steel and WC laser alloying layer in distilled water was tested with the help of ultrasonic vibration cavitation erosion equipment. The results showed that the thickness of the laser alloying layer was about 0.13 mm. The layer had a dense microstructure, metallurgically bonded to the substrate, and no crack had been found. The cavitation erosion mass loss rate of the laser alloying layer was only 2/5 that of the CrNiMo stainless steel. The layer had better cavitation resistance properties because of its metallurgical combination and the strengthening effects of the precipitate phases.     

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.     

材料的相变研究及其应用

Fe-C和Fe-X-C合金马氏体相变热力学的研究成果使结构钢的Ms温度能以热力学预测。建立了铜基合金及Fe-Mn-Si基合金马氏体相变热力学,为铜基和铁基形状记忆合金的成分和工艺设计提供基础。提出了含ZrO2陶瓷Ms温度的热力学计算方法,以及其母相晶粒大小影响Ms的正确表达式,对陶瓷的生产和工业应用都具有意义。修正马氏体变温相变动力学方程,显示低碳钢中影响碳扩散系数的合金元素影响残余奥氏体量,这有利于低碳马氏体组织钢的开发。GCr15轴承钢中残余奥氏体→马氏体的等温动力学研究显示：钢经淬火后,再进行等温处理以形成很少量的等温马氏体,再作回火,提高钢件的尺寸稳定性（经1000d后与淬火-回火比较,在接触疲劳寿命并不降低的条件下（达34%。研究了Ni-Ti、Cu-Zn-Al、Fe-Mn-Si基合金及ZrO2陶瓷的马氏体相变及其逆相变特征,揭示了影响这些材料形状记忆效应（SME）的一些因素,并指出了改善SME的途径,有利于这些材料的开发应用。贝氏体相变的热力学研究,观察到生长台阶,母相强化对相变影响的研究以及内耗测量结果,均显示贝氏体相变属扩散型机制。Cu-Zn-Al中加入阻碍Zn和Al扩散的合金元素可能提高形状记忆使用寿命。揭示CeO2-ZrO2中存在贝氏体相变,并与其出现脆性有关。Cu-Zn中β相有序化研究对有序化合金的应用具有实际意义。三元合金spinodal分解判据的建立,对借spinodal分解呈现高阻尼或高强度合金的开发颇具价值。由群论导出呈现晶体学可逆性的条件为形成单变体马氏体。应用孤立子于相变的形核-长大模型初见成效。     

Fe－Mn－Si－Cr形状记忆合金的耐腐蚀性能

通过腐蚀重量法实验及电化学测试，研究了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ形状记忆合金的耐腐蚀性能，并与Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ形状记忆合金及１８－８铬镍不锈钢的耐腐蚀性能作了比较。结果表明，Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ合金的耐腐蚀性能明显高于Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金，在Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ合金中随着铬含量的增加，其耐腐蚀性能也相应提高。     

Fe—Mn—Si—Cr—N形状记忆合金应力诱发马氏体量的测定

通过X射线衍射峰位置和强度的计算,可以测定Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体（ε相）体积分数。选择既不重叠又有足够强度的奥氏体的{111}r、{200}r和马氏体的{101}ε衍射峰用于定量测定γ相和ε相的含量,并以定量金相结果进行了验证。结果表明,该合金的应力诱发马氏体的体积分数fhcp和应变量之间符合Olsen和Cohen用于Fe-Cr-Ni合金的指数关系：fhcp=1-exp{-β[1-exp(1αη)]^n},拟合的参数α、β和n分别为12.5、2.2和0.5,其中n值与Fe-Cr-Ni合金的n值（4.5)不同,表明Fe-Mn-Si基合金在较小的应变量下就可获得比Fe-Cr-Ni合金大得多的应力诱发马氏体量,原因可归结于两种合金的相变机制不同。实验和拟合结果也证实了Olsen和Cohen认为的在Ms点以上不能通过应力诱发得到100%的马氏体。     

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。