钨系合金白口铸铁低应力冲蚀磨料磨损的研究

金属杂质泵等过流元件在双相介质中工作,不仅承受介质中固相的磨料磨损,液相的冲刷,而且受到腐蚀的破坏,即属于低应力冲蚀磨料磨损。材料抵抗这种磨损的性能应归结为抗砂蚀性。本文就钨系铸铁的成分、组织、机械性能和电化学性能对其抗砂蚀性的影响以及磨损机理进行了试验研究。结果表明,增加铸铁的含钨量特别是采用钨、铬多元合金化可提高其抗砂蚀性;其理想组织应为马氏体加弧立状碳化物;铸铁的宏观硬度与抗砂蚀性之间存在较复杂的关系,而提高其耐蚀性将收到显著效果;低应力冲蚀磨损和气蚀磨损综合进行的过程,三者互相促进,但仍以磨料磨损为主。     

蒸汽发生器炉管壁减薄机理

从腐蚀理论和影响因素来解释了“蒸汽发生器炉管失效分析”一文中所揭示的现象 ,蒸汽发生器炉管减薄主要源于内表面腐蚀 ,炉管径向截面出现裂纹和次生裂纹 ,腐蚀表面有冲蚀和气蚀痕迹。介绍了蒸汽发生器炉管壁减薄机理 ,炉管壁在高温高压的工况下 ,金属与水汽接触产生汽水腐蚀 ,形成以氧化铁为主的腐蚀产物。炉管内液体在流动过程中地被加热 ,产生大量的蒸汽泡 ,蒸汽泡溃灭过程中造成氧化膜甚至母体金属破坏。与此同时 ,应力和活性阴离子对氧化膜的破坏造成孔蚀 ;氧的存在加剧了腐蚀作用。气蚀作用能使脱落的固体颗粒在水汽中形成固液汽三相流冲蚀作用 ,使材料被除去 ,母体金属与介质直接接触 ,周而复始的连续作用使管壁减薄。通过论述 ,以期对炉管减薄有更清晰的认识 ,从而对蒸汽发生器的使用起到一定的指导作用     

冲蚀条件下等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的磨损特性

研究了在固体颗粒冲蚀条件下 ,不同冲击速度、不同磨料尺寸等因素对等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层冲蚀磨损率的影响 ,并在不同条件下与 2 0钢进行了对比试验 ,分析了等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层的冲蚀磨损特性及磨损机理 ,提出等离子喷涂Al2 O3 陶瓷涂层具有脆性特征的冲蚀磨损特性 ,它适用于细磨料低速冲蚀磨损条件     

乙二醇溶液为载冷剂的电子设备冷却系统腐蚀分析

介绍了乙二醇溶液作为载冷剂在电子设备冷却系统中的应用,分析了乙二醇溶液的腐蚀机理及气蚀与冲蚀对腐蚀的影响,提出了添加缓蚀剂延缓腐蚀、对铝合金导管增加防腐涂层、增设过滤器去除杂质等解决措施.     

热处理对高铬铸铁磨损特性的影响

高铬铸铁具有优良的耐磨性,主要是由于其基体为马氏体组织,碳化物类型为六方晶系的（Ｆｅ,Ｃｒ）７Ｃ３,碳化物呈六角棒状、针状、条状分布,显著地改善了材质的力学性能．煤粉对管道的磨损,属于软磨粒低应力的磨料磨损,这种高铬铸铁用于此工况下能发挥出其优良的性能．经金属Ｘ射线分析证明碳化物是（Ｆｅ,Ｃｒ）７Ｃ３,通过透射电镜分析,发现其基体组织为奥氏体、板条（位错）马氏体与孪晶马氏体．用电子探针对金相组织中的黑色区进行了分析,发现此处贫铬而易被腐蚀．通过磨损试验证明高铬铸铁耐磨性好,成本低,与稀土高铬镍氮相比,成本降低６０％,与钨铬合金相比,成本降低７０％．     

金刚石的盐浴镀钨

在金刚石工具制造技术中，为了提高金刚石与基体的结合性能，对金刚石表面进行了高温盐浴镀钨处理；用Ｘ射线衍射分析方法测定了镀层表面结构并作了冲击磨料磨损试验。结果表明：高温盐浴方法不仅使金刚石获得了金属化表面结构，而且不破坏金刚石品质；镀覆后金刚石与金属基体之间的结合良好。盐浴镀钨处理可有效地发挥金刚石优异的抗磨作用。     

低角冲蚀磨损机理的研究

作者通过扫描电镜观察、磨屑分析、磨损面次表层硬度分析、增量冲蚀磨损法以及冲蚀磨损的准动态观察等多种分析方法对几种钢和纯金属在低角下的冲蚀磨损机理进行了深入的研究。结果发现:对于延性比较大的金属材料,磨损初期主要是发生塑性变形,形成压坑与变形唇,继之,度形唇被反复地前挤后压,终以小块剥落而磨损。延性比较小的材料则更多地产生微切削磨损。     

风机叶轮腐蚀开裂机制与预防

在微观组织和裂纹形貌观察的基础上,分析了失效叶轮早期腐蚀开裂机制。结果表明,叶轮失效是Cl-促进下应力腐蚀开裂造成的。在叶轮本体上焊接扰流板后,焊接热循环使靠近熔合线的叶轮本体组织发生了显著变化,其中二次相的析出直接导致了叶轮本体耐蚀性降低,进而在工作应力和焊接残余应力联合作用下发生了应力腐蚀开裂,分析表明,叶轮本体上工作应力非均匀分布,越靠近叶轮心部,工作应力越大,越容易引发应力腐蚀开裂。进而提出了去除靠近叶轮心部4个扰流板的预防措施并进行了生产验证,结果表明,这一做法可有效预防叶轮过早应力腐蚀开裂。     

金属材料FV520B冲蚀模型的建立与验证

为了用数学的方式描述金属材料的冲蚀率随靶材属性、颗粒属性、环境因素的变化规律,从颗粒冲击靶材的碰撞过程入手,通过求解颗粒运动方程和碰撞的能量方程,建立了基于微切削和变形磨损的塑性材料冲蚀模型。借助金属材料FV520B的正交冲蚀试验结果,利用回归分析法获得FV520B冲蚀率计算模型,并通过方差分析和单因素冲蚀试验对计算模型进行了验证。方差分析结果表明,该冲蚀率计算模型非常显著,由模型获得的冲蚀率计算值与单因素试验结果吻合程度较高,说明该模型在预测金属材料FV520B不同环境下的冲蚀磨损时具有较好的适应性和可靠性,研究结果对叶轮材料FV520B冲蚀磨损寿命的评估具有指导意义。     

钻井泵缸套材料磨料—腐蚀磨损实验研究

在实验研究中使用电化学测试技术和磨损试验方法,实现了磨损与腐蚀率的同时测量,提出了一种研究磨料——腐蚀磨损的定量分析方法。大量的试验结果表明,在各种介质中,磨损与腐蚀都存在不同程度的相互作用,材料的总磨损量不只是其二者的线性迭加,而产生了一增量:石油钻井泥浆介质的增量达材料磨料——腐蚀磨损总量的20％左右,碱性介质5％左右,盐性介质12％左右,而在PH5以下的酸性介质竟达80％左右,此时高铬铸铁耐磨性也不能满足钻井工况(H_2S地层),故研制陶瓷缸套是有现实意义的。     

新型压裂泵阀材料的耐磨损性能研究

通过对多种材料在不同试验条件下耐冲击磨料磨损性能的初步研究,优选出20CrMnTi材料开展了在冲击磨损,滑动磨料磨损和冲击磨料磨损条件下的进一步试验,分析了在各磨损与变形条件下的特点,对所观察到的现象与机理进行了讨论,得出了一些有益结论。研究表明,20CrMnTi材料经渗碳＋淬火＋低温回火处理后,具有较好的抗冲击磨料磨损的能力。这对研究新型压裂泵泵阀抗冲击磨料磨损性能的材料具有一定的指导意义。     

热轧高锰钢Mn13的冲击磨料磨损性能研究

以热轧高锰钢Mn13为材料,在MLD-10动载磨料磨损试验机上研究了Mn13钢板以石英砂为磨料时,不同冲击功条件下的冲击磨料磨损性能,利用XRD和SEM分析了其组织转变及磨损机制.实验结果表明:Mn13钢板冲击磨料磨损的磨损失重和磨损率随冲击功的增大而减小,加工硬化程度随冲击功的增大而提高,冲击磨损硬化层中马氏体转变量也随冲击功的增大而增加,马氏体转变是其发生加工硬化的主要原因.Mn13钢板的磨损破坏形式主要表现为塑变堆积和凿削坑,局部存在犁削破坏,其磨损机制表现为多次塑变导致的疲劳断裂.     

淹没磨料射流的岩石冲蚀实验研究

为了有效解决水下切割问题,并大大提高射流的切割能力,将淹没射流装置与磨料射流系统融合形成淹没磨料射流系统,采用高分辨率的数码摄像系统,研究了淹没磨料射流空泡云的形成;利用电子天平的精确测量系统,测试分析了淹没磨料射流对岩石的冲蚀性能.结果表明:淹没磨料射流在岩石冲蚀实验中,最优有效靶距直径比为4.28,最优冲蚀时间为1 min,较纯水空化射流工作效率提高3倍.随着泵压的增加,淹没磨料射流对花岗石的冲蚀质量、冲蚀深度增加;随着围压的增加,对花岗石的冲蚀质量、冲蚀深度减少.     

叶轮机械叶片冲蚀理论与试验研究的现状及发展

从颗粒冲蚀破坏透平叶片气动性能的实质及对策、颗粒冲蚀成因的理论及试验研究、优化抗冲蚀材质及表面处理工艺等3个方面,综述了叶轮机械叶片冲蚀理论与试验的研究现状,展望了本领域深化研究的趋势.     

磨料射流辅助三翼钻头破岩实验研究

通过对磨料射流辅助三翼钻头破碎岩石的力学分析,理论上给出了提高钻进速度的依据,利用自行设计的磨料射流实验系统,采用收敛型喷嘴以不同泵压对预制水泥试件进行冲蚀实验,试验研究表明,在泵压及磨料浓度保持不变的情况下,随着冲蚀深度(靶距)的增加,磨料射流的破岩能力先增大后减小,呈抛物线型变化,存在破碎的最优靶距;随着试件硬度的增加,破岩速度减小,冲蚀深度减小,但破岩最优靶距没有变,同一靶距下,破岩速度变小;随着泵压的增大,磨料射流的最优靶距随之增大,最优靶距受喷嘴加速直线段长度的影响;通过致密砂岩的钻进对比实验得出,在同等扭矩及推力条件下,磨料射流辅助钻进的效率可以提高63.4%.     

电站锅炉中受热面温度对灰磨损影响规律的试验研究

在热态冲蚀磨损的试验台上完成的20~#碳钢表面温度变化时,飞灰冲蚀磨损的影响规律试验表明:飞灰磨损相对磨损量随金属表面温度的升高而降低(在试验温度范围内)。进一步的测试和分析指出:金属的氧化膜随温度的升高而增厚,所以起到了保护金属基质的作用。文中首次采用温度指数来表征金属表面温度对相对磨损量的影响,并利用二元线性回归的方法处理试验数据建立了金属表面温度在190～350℃范围内20~#碳钢相对磨损量计算的数学模型。     

近α钛合金砂带磨削的磨粒磨损研究

针对锆刚玉磨料砂带和近α钛合金工件材料的特点,通过三维体式显微镜对锆刚玉磨料砂带干式磨削近α钛合金时的磨粒磨损面积、磨粒高度、磨损量和金属去除量进行了研究;同时采用扫描电子显微镜和能量分散光谱扫描对磨粒磨损形态进行研究;并分析不同磨粒磨损阶段对磨削工件表面的影响。研究表明:磨粒磨损形态有脱落,磨耗和破碎,主要以磨耗磨损为主;砂带线速度vs、进给速度vw和磨削深度ap增大均使砂带磨粒磨损加剧。在低切削速度、低进给量、低切削深度下锆刚玉磨料砂带加工钛合金时的切削加工性最好,因此锆刚玉磨料砂带适用于钛合金的干式磨削加工。     

含杂质盐岩三轴蠕变特性试验研究

针对杂质盐岩蠕变力学特性问题,利用大型程控流变仪,对两种不同杂质盐岩进行分级加载下的三轴蠕变试验。试验结果表明:围压和杂质含量不同,盐岩破坏形态及力学参数均有差异。围压小于临界围压,盐岩呈剪切破坏;围压大于临界围压,盐岩呈大变形鼓状破坏。围压和杂质含量一定,岩盐稳态速率随偏应力增加呈指数增长;偏应力和杂质含量一定,蠕变速率随围压增大而降低,长期强度有所增大;偏应力和围压一定,低杂质(ω=2.1%)盐岩稳态蠕变速率高于高杂质(ω=46.8%)盐岩。体积变形经历了压密期-平静期-扩容期3个阶段,高杂质盐岩体积应变低于低杂质盐岩。将不溶物杂质含量与应力敏感性常数n的关系同分数阶蠕变本构方程进行耦合,建立耦合杂质的盐岩分数阶非定常蠕变模型;将理论模型与试验数据对比分析证实了该模型的合理性。     

离心机过流件常用材料的冲蚀磨损研究

利用喷砂机对离心机过流件常用的Q235A,Cr12Mov,ZG310-570和Q345A 进行冲蚀磨损试验,探讨它们的冲蚀磨损特性。结果表明：材料的硬度越高,其质量损失率越低,抗冲蚀磨损性能越强,4种材料的抗冲蚀磨损性能由高到低的顺序依次是Q345A,ZG310-570,Cr12Mov,Q235A;随着冲蚀角度的增大,质量损失率呈现先增大后减小的变化趋势,其中冲蚀角为30°时的质量损失率最大;在小角度冲蚀下,材料的磨损机理主要表现为微观切削,而大角度冲蚀下的磨损机理则主要表现为反复塑性变形导致的疲劳断裂。     

20g钢的冲蚀磨损性能的研究

采用气流喷砂型实验机,试验研究20g钢的冲蚀磨损性能。结果表明,20g钢是典型的金属塑性材料,其耐冲蚀磨损性能比较差。其冲蚀率峰值出现在30°附近(在本实验条件),其冲蚀磨损机理在攻角小于30°之前以切削模型为主,在攻角大于30°之后以局部塑性变形模型为主。其冲蚀磨损没有明显的孕育期,直接进入了持续期,冲蚀失重随冲击时间的增加而增加。冲击速度对20g钢的冲蚀磨损有很大的影响,其冲击速度与冲蚀率成指数关系,在本实验条件下,其指数为2.23。表明在高速时,20g钢的冲蚀磨损严重。