CrMnN双相不锈钢的空泡腐蚀行为研究

利用磁致伸缩空蚀实验机研究了CrMnN双相不锈钢在3％NaCl溶液中的空蚀行为，采用电化学技术测量了静态和空蚀条件下的自腐蚀电位变化和动电位扫描极化曲线．利用扫描电镜(SEM)跟踪观测了试样表面的空蚀形貌．结果表明：CrMnN双相不锈钢的抗空蚀性能优于水轮机的常规用材0Crl3Ni5Mo．CrMnN双相不锈钢的空蚀破坏首先在铁素体相发生．铁素体相的失效方式为脆性失效，而奥氏体相是延性失效．奥氏体相区由滑移和孪生引起的塑性变形消耗了空泡溃灭产生的冲击能量，从而提高CrMnN双相不锈钢的抗空蚀性能．在NaCl溶液中。空蚀使CrMnN不锈钢的自腐蚀电位负移300mV，阳极电流密度增大近3个数量级，但由NaCl引起的失重量对总失重量的贡献很小．     

1Cr18Mn14N双相不锈钢在腐蚀介质中的抗空蚀性能

利用磁致伸缩空蚀实验机研究了1Cr18Mn14N双相不锈钢在3%NaCl和05 mol/L HCl溶液中的空蚀行为.结果表明：在3%NaCl溶液中，低硬度的Cr18Mn14N双相不锈钢的抗空蚀性能优于高硬度的水轮机常规用材0Cr13Ni5Mo.1Cr18Mn14N双相不锈钢的空蚀破坏首先在铁素体相发生，铁素体相的失效方式为脆性失效，而奥氏体相是延性失效.奥氏体相区由滑移和孪生引起的塑性变形耗散了空泡溃灭产生的冲击能量，从而提高1Cr18Mn14N双相不锈钢的抗空蚀性能.在05 mol/L HCl溶液中，1Cr18Mn14N的抗空蚀性能不如0Cr13Ni5Mo，结果与3%NaCl溶液中的正好相反，这是由于阳极溶解和氢共同作用的结果.     

亚稳奥氏体金属抗空蚀性能及其主要控制因素

用旋转圆盘实验机对5种亚稳奥氏体金属的抗空蚀性能和水轮机叶片用0Cr13Ni5Mo不锈钢进行了对比研究。结果表明，2种应力诱发马氏体Fe-Mn-Si-Cr形状记忆合金的抗空蚀性能远高于3种应变诱发马氏体相变奥氏体不锈钢和0Cr13Ni5Mo不锈钢。高的局域弹性性质he是Fe-Mn-Si-Cr形状记忆合金具有高抗空蚀性能的主要原因。he是影响亚稳奥氏体金属抗空蚀性能的首要控制因素，空蚀诱发马氏体耗散能量，空蚀表层硬度及加工硬化能力是影响亚稳奥氏体金属抗空蚀性能的第二控制因素。     

3A双相不锈钢空泡腐蚀行为研究

通过空泡腐蚀试验、SEM表面形貌观察,研究了不同热处理条件下双相不锈钢3A在自来水中的耐空泡腐蚀性能。试验结果表明:时效状态下的抗空泡腐蚀性能好于固溶态,时效温度越高,抗空蚀能力越强。铁素体首先发生空蚀破坏,失效方式为脆性断裂。奥氏体相区的塑性变形吸收了空泡溃灭产生的冲击能量,提高了不锈钢的抗空蚀能力。     

CrMnB堆焊合金抗空蚀和冲刷磨损性能的研究

研究了CrMnB堆焊合金的抗空蚀和冲刷磨损性能，结果表明，该堆焊合金的抗空蚀和冲刷磨损性能优于0Cr13Ni5Mo马氏体不锈钢，其原因是具有亚稳奥氏体和硼化物共晶组织的CrMnB堆焊合金，在冲击力的作用上，亚稳奥氏体相转变成了马氏体，提高了堆焊合金表面的硬度和强度并吸收了冲击能，同时沿奥氏体边界分布的高硬度的硼化物共晶组织，构成了耐磨“骨架”。     

316L不锈钢表面B-RE共渗层组织及磨蚀性能北大核心CSCD

为提高316L奥氏体不锈钢的抗磨蚀性能,选用膏剂渗硼技术对316L奥氏体不锈钢表面进行硼-稀土共渗处理。采用电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计分析共渗层组织形貌、相组成及硬度,并利用超声波振荡空蚀仪和喷射式冲刷腐蚀试验机研究共渗层的抗空蚀、冲蚀性能。结果表明,316L不锈钢表面B-RE共渗层组织致密,齿形平坦,表层为一薄层单一FeB相,内层为Fe_2B、Cr_7C_3以及基体相γ-Fe,并出现Cr元素富集现象。共渗后显微硬度高达1654~2124 HV,由表及里呈逐渐下降趋势。磨蚀试验表明,共渗层的抗空蚀能力比基材提高1个数量级,抗冲蚀性能明显提高,冲蚀机理由基材的机械冲击转变为共渗层的流体冲刷作用。     

316L不锈钢表面B-RE共渗层组织及磨蚀性能

为提高316L奥氏体不锈钢的抗磨蚀性能,选用膏剂渗硼技术对316L奥氏体不锈钢表面进行硼-稀土共渗处理。采用电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计分析共渗层组织形貌、相组成及硬度,并利用超声波振荡空蚀仪和喷射式冲刷腐蚀试验机研究共渗层的抗空蚀、冲蚀性能。结果表明,316L不锈钢表面B-RE共渗层组织致密,齿形平坦,表层为一薄层单一FeB相,内层为Fe_2B、Cr_7C_3以及基体相γ-Fe,并出现Cr元素富集现象。共渗后显微硬度高达1654~2124 HV,由表及里呈逐渐下降趋势。磨蚀试验表明,共渗层的抗空蚀能力比基材提高1个数量级,抗冲蚀性能明显提高,冲蚀机理由基材的机械冲击转变为共渗层的流体冲刷作用。     

清水和含沙水中20SiMn和0Cr13Ni5Mo钢的空蚀行为

利用超声振荡空蚀实验机对两种主要的水轮机用金属材料进行了清水和含水水条件下的空蚀行为研究,结果表明,高硬度的0Cr13Ni5Mo不锈钢抗清水和含水沙水的空蚀性能均显著高于低硬度的20SiMn低合金钢,在清水空蚀中0Cr13Ni5Mo不锈钢均匀脱落,而20SiMn低合金钢不均匀脱落,表面出明显的空蚀坑,空蚀和沙子冲蚀磨损的联合作用使得两种材料在含沙水中的空蚀失重显著高于水空蚀,0Cr13Ni5Mo不锈钢在含沙水中的空蚀育期显著缩短。     

新型Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co堆焊合金空蚀性能

采用钨极氩弧焊(TIG)将新型Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co合金堆焊于304不锈钢表面进行空蚀试验,通过失重比较不同合金的抗空蚀性能.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和显微硬度计对合金层进行分析.结果表明:Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co合金的耐空蚀性能均优越于304不锈钢,其中Cr-Ni-Co优于Cr-Ni-Mo;空蚀破坏优先出现在堆焊层的晶界处;Cr-Ni-Co合金在空蚀过程中发生了因奥氏体向马氏体的转变,有利于能量吸收,延缓了空蚀的进行,提高其耐空蚀性能;堆焊合金的抗空蚀能力与合金本身的硬度和加工硬化能力有关.     

CrMnB堆焊合金空蚀和磨蚀行为研究

根据材料的抗磨蚀机制，研制出了一种具有良好抗磨蚀性能的CrMnB堆焊焊条，其抗空蚀和抗磨蚀性能分别是对比材料OCr13Ni5Mo马氏体不锈钢的5．4倍和2．64倍。其原因是具有亚稳奥氏体和硼化物共晶组织的CrMnB堆焊合金，在空蚀和砂粒的冲刷磨损过程中，亚稳奥氏体相转变成马氏体，提高了堆焊合金的硬度和强度并吸收了冲击能，同时沿奥氏体边界分布的高硬度的硼化物共晶组织，构成了耐磨“骨架”，阻挡了砂粒的切削作用。     

低碳钢与304不锈钢的超声空蚀机理对比研究

目的研究低碳钢及304不锈钢在蒸馏水中的超声空蚀行为及损伤机理,并评价低碳钢及304不锈钢的抗空蚀能力,为抗空蚀材料的选择提供依据。方法采用符合ASTM国际标准的超声空蚀实验装置,开展低碳钢及304不锈钢在蒸馏水中不同时间的超声空蚀实验,从累积质量损失(失重)、累积质量损失率(失重率)、试样表面形貌和残余应力等方面对两种材料的超声空蚀行为进行描述和对比分析。结果低碳钢试样空蚀开始15 min后进入空蚀加速期,在90 min左右存在较短的空蚀稳定期,而后迅速进入空蚀衰减期;304不锈钢试样在空蚀30min内累积失重率变化缓慢,之后随着空蚀时间的延长而急剧增加,在120min后进入空蚀衰减期。低碳钢与304不锈钢的空蚀变形机制以滑移为主。随着空蚀的发展,低碳钢晶粒经历了晶粒取向→晶粒细化→晶界开裂→晶粒碎化→剥落的变化过程。而在同等实验条件下,304不锈钢试样的变化相对滞后,且残余应力值较大。结论由于空蚀裂纹在304不锈钢中的深层扩展受到奥氏体相的阻碍,从而对空蚀的发展产生关键的抑制作用,使得304不锈钢的抗空蚀能力较强。     

双相不锈钢空蚀表面TEM研究

对双相不锈钢空泡腐蚀试样进行单侧电解减薄,用透射电镜研究了表面组织。结果表明,双相不锈铜表面存在非晶层、铁素体纳米晶、面心立方和渗碳体纳米晶;非晶层内存在大量球形泡,泡内部主要为非晶态,泡壁主要为铁素体晶体。此外．空泡溃灭产生的瞬时温唐高达750K以上。     

铸造Cr—Mn—N系不锈钢腐蚀磨损行为的研究

加Ｃｕ，Ｍｏ等合金元素的铸造Ｃｒ－Ｍｎ－Ｎ系不锈钢在Ｈ２ＳＯ４，ＨＮＯ３，ＨＡＣ等不同介质中的抗腐蚀性能远优于３０４不锈钢，究其原因，除了Ｃｒ－Ｍｎ－Ｎ系不锈钢与３０４不锈钢有相似的耐蚀性能外，磨损实验证明其比Ｎｉ系不锈钢有更好的的加工硬化能力，适用于磨损为主的工况。     

高含沙水流用水轮机叶片表面热喷涂WC/Co涂层的性能

通过高速火焰喷涂技术(高速氧-燃气喷涂,HVOF)在水轮机叶片用06Cr13不锈钢表面喷涂WC/Co涂层。采用金相显微镜、硬度计、万能试验机分析了WC/Co涂层的孔隙率、显微硬度及其与基体的结合强度;并在高含沙水流环境中通过冲蚀、汽蚀试验测试WC/Co涂层的耐冲蚀性能和耐汽蚀性能。结果表明:WC/Co涂层的孔隙率、显微硬度及其与基体的结合强度分别为0.68%、1211HV、70MPa;WC/Co涂层具有优良的耐冲蚀性能,冲蚀后其磨损量仅为06Cr13不锈钢基体的0.18倍;WC/Co涂层具有良好的致密度、结合力及强韧性,因此涂层也具有优良的耐汽蚀性能。     

NiCrWFeSiBCCo合金涂层的组织与耐空蚀性

采用超音速火焰喷涂技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体表面制备NiCrWFeSiBCCo合金涂层. 采用金相显微镜(OM)、超景深体视显微镜(SM)、扫描电镜(SEM)观察涂层的显微组织和空蚀前后表面的微观形貌;采用表面粗糙度测试仪和显微硬度测试仪对涂层表面粗糙度和显微硬度进行表征;采用X-Ray衍射仪(XRD)分析涂层的相组成;采用磁致伸缩空蚀试验仪测定涂层的空蚀性能,并与1Cr18Ni9Ti不锈钢的空蚀性能进行比较. 结果表明,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备的NiCrWFeSiBCCo涂层组织均匀,结构致密(平均孔隙率为0.63%),硬度为1 004 HV,NiCrWFeSiBCCo涂层的抗空蚀性能明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢.     

Thermal spray and weld repair alloys for the repair of cavitation damage in turbines and pumps: A technical note

The cavitation and erosion resistance of 21 thermal spray coatings and four weld repair materials were investigated in the laboratory using cavitation jet and slurry erosion testing. Of the thermal spray coatings, Stellite® 6 deposited by the high velocity oxyfuel (HVOF) process had the lowest cavitation rate (11.7 mg/h). This was higher than the corresponding cavitation rate (3.2 mg/h) of 308 stainless steel weld metal currently used as a reference. In the slurry erosion testing, the volume loss of Stellite® 6 applied by the HVOF process was 5.33 cubic mm/h, much lower than the corresponding loss (11.17 cubic mm/h) in the currently used stainless steel 304 reference. Furthermore, the electrochemical potential difference between the carbon steel and HVOF sprayed Stellite 6 coating was 0.25 volts, half the potential difference between the 304 stainless steel carbon steel substrate, and will result in reduced galvanic corrosion of the substrate near the contact areas. Stellite 6 deposited by the HVOF process was recommended for repair of damage resulting from erosion and subsequent cavitation by caused by surface roughening.