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.     

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.     

X80/2205双金属复合管CMT/TIG管端堆焊组织及性能

采用冷金属过渡(CMT)和钨极氩弧(TIG)堆焊工艺对X80/2205双金属复合管管端进行堆焊,研究堆焊速度对堆焊层形貌、组织形态及其比例的影响,从而确定合理的CMT堆焊工艺,并对比分析CMT和TIG堆焊层的组织和性能。结果表明：随着焊速增加,CMT堆焊层焊道宽度变窄,高度降低,由于CMT堆焊层Σ3 CSL晶界比例高于TIG堆焊,CMT堆焊层韧性较高;堆焊层与X80钢交界处存在浮凸的脆硬组织,该组织为具有BCC晶体结构的马氏体,其晶粒细小且多为大角度晶界,导致交界处硬度突变;TIG耐蚀层中铁素体与奥氏体比例为37∶63,CMT铁素体与奥氏体比例为54∶46;CMT堆焊层的耐点蚀性能优于TIG堆焊层和2205内衬层,从焊接效率、耐蚀性考虑,CMT更适合于复合管的管端堆焊。     

焊接方法对镍基合金耐晶间腐蚀性能的影响

为了研究双金属复合管中镍基合金堆焊层的耐腐蚀性能，分别采用钨极氩弧焊(GTAW)与冷金属过渡焊(CMT)两种焊接工艺在X65管线钢表面熔覆一层厚度为3 mm的625合金(Inconel625)内衬层．通过双环电化学动电位再活化(DL-EPR)试验来评估通过两种工艺得到的堆焊层的耐晶间腐蚀性能，试验得出通过CMT得到的堆焊层的晶间腐蚀敏感度(DOS)值比GTAW堆焊层的DOS值低0.5%，这表明相比于传统的GTAW堆焊层，通过CMT工艺得到的堆焊层具备更优良的耐晶间腐蚀性能．此外，模拟服役工况的失重腐蚀试验被用来进一步评估堆焊层的耐腐蚀性能，腐蚀试验后的GTAW堆焊层与CMT堆焊层试样表面均出现了不同程度的腐蚀，其中GTAW堆焊层试样表面出现了大量富含Fe、S的腐蚀产物，而CMT堆焊层表面仅存在极少量的腐蚀产物．通过腐蚀前后试样的质量变化计算得到GTAW堆焊层的腐蚀失重速率为0.12 mm/a，而CMT堆焊层其腐蚀失重速率仅为0.01 mm/a．这进一步证明了相比于GTAW工艺采用CMT工艺得到的堆焊层耐晶间腐蚀性能更好．此外，在同一焊接工艺下，堆焊层的耐晶间腐蚀性能存在不均性，靠近熔合...     

船舶海水泵用材料——镍铝青铜性能的研究

本文介绍了海水泵用材料镍铝青铜的主要性能,并与普通铝青铜的性能进行了比较.重点讨论了合金元素对镍铝青铜材料的腐蚀性能、金相组织和铸造工艺性能的影响,提出了改进铸造镍铝青铜腐蚀性能及铸造工艺性能的几点建议.     

奥氏体不锈钢焊接接头抗腐蚀性能研究

研究了不同焊接工艺对SUS316奥氏体不锈钢焊接接头的抗腐蚀性能。分别采用了钨极氩弧焊（TIG）、熔化极钨极氩弧焊（MIG）和钨极氩弧焊加填丝（TIG＋M）的方法焊接SUS316奥氏体不锈钢，焊接材料选用超低碳高铬镍焊丝H0Cr19Ni12Mo2。利用金相显微镜、晶间腐蚀实验和电化学腐蚀等的测试分析方法，对不同焊接工艺条件下的化学成分、显微组织和抗腐蚀性能进行了分析研究。结果表明，焊缝区抗晶间腐蚀性能依次为母材〉TIG＋M〉MIG〉TIG，焊缝区在硫酸溶液中的抗电压学腐蚀性能依次为；TIG＋M〉MIG〉TIG。     

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。     

不同pH值环境中镍铝青铜冷喷涂涂层腐蚀磨损性能

镍铝青铜合金是铸造大型舰艇螺旋桨的主要材料,海洋污损生物在合金表面附着引起的pH值变化会加速镍铝青铜合金的腐蚀磨损,威胁到舰艇安全航行.采用冷喷涂技术制备了较为致密的镍铝青铜涂层,厚度约300μm,利用扫描电镜、光学显微镜观察了涂层的微观形貌,重点研究了涂层在pH值分别为3、7和11,质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀性能和腐蚀磨损行为.实验结果表明:pH值为3的环境中,镍铝青铜基体发生了选相腐蚀,表面疲劳裂纹主要分布在富Cu的α相上,涂层上的犁削沟槽加深发生了磨粒磨损,涂层耐腐蚀性能优于基体;pH值为7的环境中,基体发生了黏着磨损,表面有片层状金属剥落,涂层中的孔隙收容了大量磨屑避免了剧烈的三体摩擦,表面犁削沟槽较浅,涂层致钝电位高于基体,耐腐蚀性能变差.pH值为11的环境中,基体发生了表面疲劳磨损,涂层磨痕上有较深的犁削沟槽,沟槽内有微裂纹,涂层耐腐蚀性能优于基体.总体来说,在不同pH值环境中,涂层由于在冷喷涂过程中发生了冷加工硬化并且涂层上的孔隙收容了磨屑,导致涂层的耐腐蚀磨损性能增强.     

合金元素对铝青铜组织和性能的影响

铝青铜是机器制造中最值得注意的结构材料,主要是以铜铝系为基的合金,仅由铜、铝元素构成的是二元铝青铜,为了改善某些性能,常在二元铝青铜中添加铁、锰、镍等元素形成多元铝青铜。因此采用多元素微合金化改变其内部结构是提高材料强韧性的有效途径。     

镍对TiAl合金层片状组织分解的影响

对镍原子百分数分别为０％,０．２％和０．５％的ＴｉＡｌ合金试样在１０５０℃和１１５０℃进行了层片组织分解退火实验。并对ＴｉＡｌ合金的铸态组织和不同条件下退火的组织进行了金相分析。结果表明：镍的加入细化了合金的铸态组织,促进了层片组织分解,显著缩短了分解退火时间。镍原子百分数为０．５％的ＴｉＡｌ合金在１１５０℃下退火１６８ ｈ即可获得均匀细小的等轴近γ组织。     

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.     

含镍合金球墨铸铁的拉伸断裂行为分析

用扫描电镜研究了含镍合金球铁的拉伸断口特性，根据其延伸率可判断其断裂属于脆性断裂，微观断裂机理是准解理加少部分剪断（有韧窝），韧窝主要分布在石墨球周围的基体中；贝氏体或马氏体针片的细化程度和残奥对主裂纹的扩展有较大影响。用层磨断口及深腐蚀技术，研究了二次裂纹的起裂特点，发现了二次裂纹的萌生有三种方式，用振动汽蚀机测定了合金球铁的抗汽蚀性，指出贝氏体或马氏体针愈细小，分布愈散乱，其抗汽蚀性愈好。还用ＳＥＭ分析了汽蚀裂纹的起裂和扩展特性。     

铸态奥－贝球铁的抗汽蚀性

介绍了铸态奥－贝球铁的制取方法及其组织和性能。并研究了铸态奥－贝球铁抗汽蚀特性。实验表明，铸态奥－贝球铁的抗汽蚀性能比普通球铁高出约３倍，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｕ和Ｂ等元素对铸态奥－贝球铁的组织、机械性能及抗汽蚀性都起着十分重要的作用，保留在室温的奥氏体组织有着良好的抗汽蚀性．     

内燃机滑动轴承气蚀损伤破坏过程

用MSC．Marc大型非线性有限元分析软件建立了轴瓦气蚀损伤模型,基于损伤力学理论对气蚀发生过程中气泡渍灭产生的微射流对轴瓦表面材料的力学作用过程进行了数值分析．结果表明：随时间增加,等效塑性应变和损伤量基本上为逐渐增大的趋势;轴瓦表面和接近表面的损伤量较大,越接近摩擦层和镍栅层的结合面附近损伤量越小．采用本方法可以有效计算轴瓦材料受微射流冲击载荷作用时的应变过程和损伤演变,由此提出了一种分析轴瓦表面气蚀磨损的损伤力学方法．     

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.     

Key roles of micro-particles in water on occurrence of cavitation-erosion of hydro-machinery

It has been believed for about one hundred years that the cavitation directly induces the cavitation erosion. It is proposed in this research that cavitation is only the necessary condition but not the sufficient condition of the cavitation erosion. The experiment performed on the rotary disk cavitation system shows that the mi- cro-particles in the fluid play indispensable roles in the cavitation erosion process, and the generation of the erosion pits on the steel surface is also affected by the particles＇ size. These cracks and deformations on the sample surface indicate that the erosion is the result of the mechanical behavior. Numerical calculations are also provided to support this mechanism.     

等离子熔覆高铬铁基涂层高温耐磨性与耐空蚀性

采用等离子熔覆工艺,以Fe-Cr-C-W-Ni复合粉末为原料;在Q235钢基材表面制备了高铬铁基复合涂层。测试了涂层的高温耐磨性和耐空蚀性。结果表明,涂层中含有大量硬质耐磨相（Cr,Fe）7C3,具有较高的显微硬度,涂层在高温干滑动磨损条件下具有优异的耐磨性能和载荷特性,经44 h空蚀试验后累积的质量损失量为0Cr13Ni6Mo不锈钢的0.497倍,具有一定的耐空蚀性能。     

表面重熔加工对材料耐空泡腐蚀的影响

采用TIG(钨极惰性气体保护焊)表面重熔工艺对表面耐空泡腐蚀堆焊材料进行改性加工,与磨削表面加工对比研究了TIG表面重熔对空泡腐蚀的影响.结果表明:在45 h空泡腐蚀试验后,磨削试样的累积失重量是TIG表面重熔试样的1.59倍;相变产生的马氏体剥落是质量损失的主要形式,而TIG表面重熔工艺延迟了奥氏体到马氏体的相变,降低了质量损失;大量裂纹沿着马氏体片层发展,而TIG重熔表面抑制了裂纹发展,避免了大的物质剥落.     

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。