γ-TiAl合金的空蚀行为

利用超声振动空蚀试验设备研究了具有单相γ-TiAl组织的Ti-50Al合金的空蚀行为，借助于SEM分析了其空蚀表面，并用洛氏硬度仪模拟空蚀过程中微射流所产生的局部载荷对Ti-50Al合金的作用，测量了其在加载过程中的变形能。结果表明：Ti-50Al合金具有优异的抗空蚀性能，空蚀26h后的累积体积损失量仅为0．926mm^3。该合金优异的抗空蚀性能归因于其在局部载荷作用下有较高的变形能和加工硬化能力。Ti-50Al合金的空蚀是由于晶界阻碍变形,造成应力集中，使裂纹沿晶界形成，导致材料沿晶剥落。     

铁铬合金空蚀过程中电化学力学性能相关性

研究了4种铁铬合金在氯化钠溶液体系中的空泡腐蚀行为. 重点考察了合金性能及空泡作用区相对大小对合金空蚀损失量的影响. 结果表明 合金空蚀损失量随空泡作用区与非空泡作用区表面面积比的增大而增加; 合金的耐蚀性能和力学性能共同影响其空蚀损失量.     

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”。     

TiNiNb合金激光焊接接头的组织与性能

试验研究了TiNiNb宽滞后形状记忆合金Nd:YAG激光焊接的组织与性能.通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射、硬度测试和拉伸试验对母材和焊缝的微观组织、元素分布、相组成以及接头力学性能进行了研究.结果表明:焊缝主要是由TiNi基体相和β-Nb相组成的共晶组织,β-Nb在TiNi基体相晶界和晶内分布不均匀;接头各区域的显微硬度均高于母材;室温下表现出较高的抗拉强度.用Nd:YAG激光焊接TiNiNb形状记忆合金是一种较理想的焊接方法.     

基于热加工图的TiNiNb合金高温塑性研究

采用热模拟压缩试验研究铸态TiNiNb合金在变形温度为700～1050℃、应变速率为0.01～10s-1条件下的热变形特征,基于试验结果建立了铸态TiNiNb合金的热变形本构方程.根据动态材料模型,计算并分析合金的热加工图.利用热加工图确定热变形的流变失稳区,并且获得了试验参数范围内热变形过程的最佳工艺参数,加热温度为750～880℃、应变速率为0.3～10s-1,或者加热温度为880～950℃、应变速率为0.01～0.5 s-1.     

近等原子比TiNi合金的空蚀行为

利用超声磁致伸缩仪对近等原子比TiNi合金进行了空蚀行为研究.结果表明,与水轮机用材0Cr13Ni5Mo不锈钢相比,近等原子比TiNi合金具有极其优异的抗空蚀性能.空蚀前后TiNi合金表面相组成没有发生改变,且空蚀表层未见明显的加工硬化现象.在TiNi合金空蚀表面未脱离的部位上存在网状分布的脆性扩展裂纹,而没有发生明显的塑性变形.TiNi合金优异的抗空蚀性能很可能与其伪弹性对冲击能量的耗散密切相关.     

304奥氏体不锈钢在液态Pb-Bi合金中的空蚀行为

利用超声波空蚀试验装置研究了304奥氏体不锈钢母材及焊缝在550℃液态铅铋合金中的空蚀行为。通过扫描电子显微镜(SEM)观察不同空蚀时间后母材和焊缝的表面形貌,利用原子力显微镜(AFM)分析试样腐蚀后的表面粗糙度。结果表明,随着空蚀时间的增加,母材和焊缝表面的空蚀破坏越严重。焊缝由于存在成分偏析和组织不均匀等问题是空蚀过程中的薄弱区域。整个空蚀过程中,母材表面的粗糙度从0.098 μm增加到0.460 μm,焊缝表面的粗糙度从0.117 μm增加到0.599 μm。     

铸、锻两种状态下TiNiNb合金的热加工性能

由热模拟压缩实验数据分别建立铸态和锻态2种组织状态的TiNiNb合金的本构方程,并采用多项式构建Arrhenius双曲正弦型本构方程参数A、n、、Q与的函数关系。从热变形激活能随不同影响因子的变化规律出发,探究该合金在不同组织状态下的热加工性能。结果表明：铸态TiNiNb合金的流变应力略高于锻态,这主要与金属间化合物的长程有序点阵结构有关,铸态合金的适宜加工参数范围为应变速率小于0.1 s-1,最大应变小于0.4,锻态合金的适宜加工参数范围为应变速率小于0.56 s-1,最大应变小于0.5     

304不锈钢TIG熔覆钴合金涂层的耐空蚀性能

采用TIG（钨极惰性气体保护焊）熔覆方法,在304不锈钢表面制成了钴合金涂层,以目前水轮机过流部件常用材料304不锈钢作为对比材料,对涂层和304不锈钢基体进行了空蚀试验.通过光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及显微硬度测量等手段研究了涂层的组织形态和耐空蚀性能并分析了原因.结果表明,显微硬...     

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。     

铁基块体非晶合金的空泡腐蚀研究

通过对超声空化作用过程中试样表面物相组成变化和试样失重的实验研究,分析了Fe74Al4Ga2P12B4Si4铁基块体非晶合金的空蚀过程。分别采用处于晶态和非晶态的铁基块体合金,在自来水中进行超声空化实验,确定了材料特性对空蚀过程的影响。结合已有的空泡形成和溃灭理论,初步提出了铁基块体非晶合金的耐空蚀机理。     

Cavitation erosion resistance and ratio of elastic deformation energy to total deformation energy for Ti_3Al and TiNiNb alloys

1　INTRODUCTIONCavitationerosioniscausedbythegrowthandcollapseofvaporcavitiesorbubblesduetolocalpres surefluctuationinaliquid[1] .Itisaseriousprobleminhigh speedcomponentsofhydraulicmachines .Al thoughagreatamountofworkonthecavitationphe nomenahasbeen published ,thecavitationerosionmechanismofmaterialsisstillnotunderstoodcom pletely .Itisgenerallybelieved[2 ,3] thatmechanicalattackisadominantmechanismforcavitationero sion .Manyinvestigations[4 6 ] attemptedtocorrelatethemechanicalproperti…     

铝合金表面激光熔覆NiCrBSi的空泡腐蚀性能

采用连续波2kW YAG激光器在6061铝合金表面激光熔覆NiCrBSi合金，利用扫描电子显微镜（SEM／EDX），X射线衍射仪等分析检测设备研究熔覆层的组织形貌，化学成分及相组成，利用超超波感应空泡腐蚀设备对熔覆层在3．5％NaCl水溶液中的空泡腐蚀性能进行了系统评价，从而总结出激光熔覆层及基材的空泡腐蚀机制。     

钛合金空蚀损伤及防护的研究进展

钛合金具有密度小、比强度高、耐蚀性好等优势,被广泛应用于诸多工程领域。由于钛合金存在表面硬度低、耐磨性差等缺点,导致其在过流部件中容易发生空蚀损伤,会降低钛合金构件的使用寿命,因此针对钛合金空蚀损伤行为及其防护措施的研究显得极为重要。概述了空蚀现象的作用机理和理论模型,详细介绍了材料自身的力学性能、表面状态、介质类型和溶液温度等对钛合金空蚀行为的影响,着重讨论了针对钛合金空蚀损伤的多种应对措施,如热处理、激光纹理加工、激光气体氮化、化学热处理、离子注入、添加缓蚀剂等技术,总结了相应方法提高钛合金抗空蚀性能的具体原因。其中,热处理技术通过改变钛合金自身的显微组织来提高其抗空蚀性能;激光气体氮化工艺可在钛合金表面形成硬质TiN相,以抵御空泡溃灭时的冲击;化学热处理技术在钛合金表面生成了致密的陶瓷层+固溶扩散层,缓解了空泡的溃灭能,延长了空蚀的孕育期;离子注入技术依靠注入离子在钛合金材料表面产生固溶强化、位错增值强化等效果,降低其空蚀损伤。最后对钛合金空蚀及防护研究的发展方向提出了展望。     

17-4PH不锈钢表面激光熔覆钴基合金涂层的空蚀行为研究

采用激光熔覆方法在汽轮机叶片材料0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)沉淀硬化不锈钢表面制备Co基合金涂层,并研究其在蒸馏水和3%NaCl溶液中的空蚀行为.用扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析熔覆层的显微组织及元素分布并跟踪观察空蚀后试样表面的形貌;用X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计分别检查空蚀前后熔覆...     

Ni基合金喷熔层在NaCl溶液中的抗空蚀性能研究

目的比较不同系列Ni基合金喷熔层在NaCl溶液中的抗空蚀性能,并探讨其空蚀机理。方法采用XRD方法分析了氧乙炔火焰喷熔工艺制备的NiCrBSi、WC增强Ni基、NiCrBSiCuMo合金喷熔层的组织结构,采用洛氏硬度计测量了喷熔层的硬度,通过CorrTest电化学测试系统分析了喷熔层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀性能,使用超声波振动空蚀仪对喷熔层在NaCl溶液中的抗空蚀性能进行了研究。结果 NiCrBSiCuMo合金喷熔层在NaCl溶液中具有优异的抗腐蚀性能。该喷熔层中除含有Cr_(23)C_6、Cr_7C_3、Cr_3C_2、Cr_2B硬质相外,还存在细化涂层组织、改善涂层韧性的Mo_2C与MoSi_2相,其硬度与NiCrBSi合金喷熔层相近(约58HRC),在3.5%NaCl溶液中空蚀16 h的累积体积损失分别为NiCrBSi和WC增强Ni基合金喷熔层的65%与51%。WC增强Ni基合金喷熔层在含有NiCrBSi喷熔层中Cr的碳化物、硼化物硬质相的基础上,还含有WC与W_2C硬质相,虽然喷熔层具有较高的硬度(59.3HRC),但在NaCl溶液中的腐蚀电位较低,腐蚀电流密度最大,抗空蚀性能较差。结论 NiCrBSiCuMo合金喷熔层在NaCl溶液中具有最优异的抗空蚀性能,WC的加入使Ni基合金喷熔层在NaCl溶液中的抗空蚀性能减弱。     

渗氮对钢的气蚀与磨蚀特性的影响

研究了渗氮对０Ｃｒ１３Ｎｉ４Ｍｏ、Ｑ２３５、１６ＣｒＮｉ４Ｍｏ和１２Ｃｒ４Ｎｉ４Ｍｏ４Ｖ四种钢气蚀与磨蚀特性的影响。发现渗氮可使Ｑ２３５、１６ＣｒＮｉ４Ｍｏ和１２Ｃｒ４Ｎｉ４Ｍｏ４Ｖ三种钢的耐气蚀与磨蚀性能显著提高，却使０Ｃｒ１３Ｎｉ４Ｍｏ（不锈钢）的耐气蚀性能明显下降，但能使其耐磨蚀性能提高。分析认为，这与气蚀、磨蚀机理及渗氮层的力学、物理化学特性有关。     

表面纹理和表面膜对Ti6Al4V合金空蚀特性的影响

为研究表面纹理和表面膜对材料抗空蚀特性的影响,采用激光表面改性的方法对Ti6Al4V合金进行纹理加工,在纹理加工试样上采用自组装技术制备自组装分子膜。采用接触角测量表征试样的表面特性,通过对试样的抗空蚀特性进行测试和对试样空蚀前后的表面形貌进行观测,分析试样的空蚀发生机制。结果表明,Ti6Al4V试样上激光加工表面纹理可显著提高其抗空蚀能力,纹理加工试样上制备自组装分子膜,由于具有疏水特性可以进一步改善试样的抗空蚀能力;网格纹理试样的抗空蚀能力由于表面硬度高、硬度梯度大及突起高硬度点分布均匀而强于直线纹理试样;沉积薄膜纹理试样的抗空蚀能力随着间距的增大而增大,未沉积薄膜试样的抗空蚀能力随着间距的增大而减小。     

多次冲击载荷下TiNiNb合金的反常磨损行为

在往复冲击载荷下对TiNiNb合金的冲击磨损性能进行研究。结果表明:当单位面积冲击能量为1.61J/cm2时,TiNiNb合金表现出通常的耐磨行为,磨损率始终维持稳定;但当单位面积冲击能量上升到2.42 J/cm2且冲击进行到30万次后,磨损率曲线发生转折,转折后的磨损率仅为1.61 J/cm2冲击时的1/2.1。经X射线衍射分析和扫描电镜观察发现,磨损率下降的主要原因是高能冲击30万次后,表层组织中出现大量的非晶,导致通常的磨损机制在很大程度上受到抑制,使磨损率急剧下降,并因此使得高能量冲击下的磨损量最终也低于低能量冲击下的磨损量。     

CoCrAlYTaCSi涂层和ZL101铸铝合金的气蚀性能研究

目的对比研究两种材料在RP-3航空煤油和去离子水中的耐气蚀性能,分析材料的气蚀机理以及介质的理化性质对其的影响机制,探讨用去离子水代替航空煤油以便快速筛选航空用耐气蚀材料的可行性。方法采用超音速火焰喷涂技术在铸铝合金(ZL101)表面均匀喷涂CoCrAlYTaCSi涂层。使用X射线衍射仪分析喷涂粉末、涂层和基体材料的物相组成。使用扫描电镜及其自带能谱仪分析材料气蚀前后的形貌以及元素分布。采用纳米压痕仪检测材料的力学性能。使用超声波振动气蚀试验机表征涂层及铸铝合金在航空煤油和去离子水中的气蚀性能。综合考虑两种材料气蚀后的平均侵蚀深度、形貌以及两种液体介质的理化性能,分析相应气蚀机理。结果 CoCrAlYTaCSi涂层主要由AlCo、Al_(80)Cr_(20)、Al_(45)Cr_7等物相组成,且分布均匀;铸铝合金主要由Al和Al_9Si相组成,增强相主要沿晶界分布。涂层的纳米硬度和弹性模量分别约是铸铝的6倍和2倍。气蚀中,铸铝合金晶粒内部的Al最先被损坏,加剧了气蚀进程;而CoCrAlYTaCSi涂层由于物相分布均匀、力学性能优异,所以损坏程度远轻于铸铝合金,在水和航空煤油中的平均侵蚀深度分别仅约为铸铝合金的2%和1%。两种材料在航空煤油中的平均侵蚀深度都比在水中的小。结论 CoCrAlYTaCSi涂层的物相分布均匀,具有较高的致密度、硬度和弹性模量,其在两种介质中均显示出更高的气蚀抵抗力。但材料在两种液体中的气蚀机理并不相同,导致在航空煤油介质中,CoCrAlYTaCSi涂层显示出更加优异的抗气蚀性能。