HVOF/AC-HVAF热喷WC-10Co-4Cr涂层的耐冲蚀性能

采用高速火焰热喷涂系统（HVOF/AC-HVAF）在0Cr13Ni5Mo不锈钢表面制备了三种组织结构不同的WC-10Co-4Cr涂层,通过料浆罐冲蚀试验机对三种涂层和0Cr13Ni5Mo基材的冲蚀行为和冲蚀机制进行了研究,重点分析涂层组织与耐冲蚀性能的关系. 结果表明,三种涂层的耐冲蚀性能均优于0Cr13Ni5Mo基材,冲蚀失重仅为基材的6% ~ 35%,组织越均匀、致密的涂层耐冲蚀性能越优. 低攻角冲击时,涂层冲蚀机制以粘结相去除,WC颗粒剥落为主,基材冲蚀机制主要为微切削;高攻角冲击时,涂层冲蚀机制以涂层剥落为主,基材的冲蚀机制主要为变形磨损. 涂层的组织决定了不同试验条件下涂层的冲蚀行为和冲蚀机制.     

新型耐冲蚀黄铜的组织与性能

在现行HAl77-2A铝黄铜中,加入B、Fe、Ni、Mn、Si等合金元素,研制出新型耐冲蚀黄铜,并对其组织、力学性能、腐蚀、腐蚀磨损和冲蚀性能进行了研究.结果表明,加入B、Fe、Ni、Mn、Si等合金元素后,晶粒细化,在保持了现行HAl77-2A铝黄铜的耐蚀性和塑性的基础上,强度和硬度大幅度提高,抗冲蚀能力得到明显改善.     

耐冲蚀磨损堆焊焊条及性能研究

研制出一种耐冲蚀磨损堆焊焊条,在低碳钢Q235上进行堆焊试验,研究堆焊层金属显微组织及其耐冲蚀磨损性能。结果表明,该焊条具有良好的焊接工艺性能,堆焊过程中飞溅较小,电弧稳定,焊缝成形美观,脱渣性较好,未发现气孔、裂纹等明显焊接缺陷。堆焊层金属显微组织主要为板条马氏体和大量细小弥散分布的碳氮化物析出相;析出相沿基体晶界和晶内均匀析出,产生析出强化作用;堆焊层金属硬度分布均匀,平均硬度为HRC43.8,具有良好的使用性能。与ZG35Si Mn材料相比,堆焊层金属的耐冲蚀磨损性能提高了0.87倍,可用于冲蚀磨损破坏严重部件的制造与修复。     

等离子喷涂耐冲蚀陶瓷涂层的性能研究

采用等离子喷涂工艺在高锰铝青铜基体上制备了 Al2O3-13%TiO2和Cr2O3·5SiO2·3TiO2两种耐冲蚀复合涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、激光扫描显微镜(LSM)等手段观察分析了两种涂层的组织形貌,测试了两种涂层的显微硬度和结合强度,用电化学测量和失重测量分别研究了两种涂层在3.5%NaCl溶液中的电...     

马氏体不锈钢堆焊层组织和耐冲蚀性能

采用2Cr13和经过V、Ti、Nb、N微合金化改性处理的1Cr13马氏体不锈钢进行埋弧堆焊试验,分析微合金元素和热处理工艺对马氏体不锈钢堆焊层显微组织和耐冲蚀性能的影响。研究结果表明:微合金元素V、Ti、Nb与C、N在奥氏体形核初期形成大量颗粒细小、弥散分布的稳定化合物,使堆焊层金属的晶粒得到细化;奥氏体晶粒稳定后,这些化合物又起到析出强化的作用;回火后,部分碳化合物在马氏体板条间析出,起到了二次强化的作用,同时降低马氏体中的碳含量,改善基体韧性。较好的基体强韧性配合最终提高了材料的耐冲蚀性。     

超音速火焰喷涂涂层抗高温氧化和耐冲蚀性能

采用超音速火焰喷涂（HVOF）技术喷涂WC涂层，并对其抗高温氧化和耐冲蚀性能进行测定。试验结果显示，与基体1Cr12W1MoV比较，HVOF制备的WC-17Co、WC-12Co、NiCrBSi＋35WC涂层具有非常良好的抗高温氧化和耐冲蚀性能。其中WC-17Co涂层在任何冲蚀角度下均表现出优良的抗冲蚀能力，是一种理想的汽轮机高压部件防护涂层。     

铁基非晶纳米晶涂层组织及耐冲蚀性能的研究

利用高速电弧喷涂技术制备FeCrBSiMnNbY系非晶纳米晶涂层.采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪等对涂层的组织结构进行表征,着重分析非晶纳米晶的形成机制,并对涂层的高温耐冲蚀性能进行研究.结果表明:涂层的组织主要由非晶相和α(Fe,Cr)相纳米晶组成;其结构致密,组织均匀,孔隙率低,为1.7%;非晶纳米晶涂层具有良好的耐高温冲蚀性能,攻角增加,涂层冲蚀率随之增加;冲蚀温度升高,涂层耐冲蚀性能也随着提高.     

耐冲蚀磨损胶粘涂层的研究

利用自制气固冲蚀磨损试验装置，研究了粘料和固化剂的种类、增韧剂的种类和加入量，棕刚玉填料的粒度和加入量对耐磨涂层冲蚀率的影响，成功地研制出一种新型耐磨涂层。在不同攻角下对该涂层与１６Ｍｎ钢进行了对比试验。     

定向凝固Fe-3.5B合金耐锌液冲蚀性能研究

利用旋转盘技术研究了Fe_2B排布方式及间距对定向凝固Fe-3.5B合金耐锌液冲蚀性能的影响,并分析了冲蚀界面形貌。结果表明,冲蚀过程中Fe_2B平行于锌液流动方向的试样(横向试样,记Fe_2B_(∥)),其冲蚀率随冲蚀时间的延长快速降低,而Fe_2B垂直于锌液流动方向的试样(纵向试样,记Fe_2B_┴),冲蚀速率降低缓慢。当Fe_2B间距为3.67μm时,平行试样冲蚀率最小,而Fe_2B间距为1.87μm时,垂直试样冲蚀率最小。横向试样表现出界面钉扎效应,极大地抑制锌液冲蚀损伤。     

激光熔覆Ni基合金/SiC涂层耐冲蚀性能的研究

采用激光熔覆技术分别在45#钢表面制备Ni基合金及Ni基合金/SiC涂层,研究了熔覆层的硬度和耐冲蚀性能,探讨了熔覆层的冲蚀磨损机理.     

铬白口铸铁的耐砂冲蚀特性

本研究取共晶体量为50％及80％,Cr/C在1～11之间变化,制成Cr3.0～26.0％、C1.7～3.8％成分范围很宽的试样,研究了铸态试样和热处理试样在腐蚀条件下的砂冲蚀特性。并且研究了合金元素镍、钼、钒、钛等对耐砂冲蚀特性的影响。为评价耐砂冲蚀特性,采用EPMA仪测定了初晶基体中的铬浓度及其与砂冲蚀特性的关系。一、试样及实验方法以软钢、石墨粉、铬铁作原料,用高频炉熔制的Fe-Cr-C系中间合金和纯镍、钼铁、钒铁及钛铁配成总量为500克的目标成分的试样。将这些合金放     

碳化钨硬质合金的抗冲蚀性能及高温高压下的耐腐蚀性能

对三种不同成分的碳化钨硬质合金材料进行了冲蚀试验和高温高压腐蚀试验,研究了硬质合金的抗冲蚀性能和耐腐蚀性能。结果表明:在高速流体携固体微颗粒冲击下,硬质合金黏结相流失,使WC颗粒失去支撑而脱落;WC含量越高,硬质合金的硬度越高,抗冲蚀性能越好;硬质合金中Ni元素含量越高,其耐腐蚀性能越强。     

PVD陶瓷覆膜工艺对控压节流阀耐冲蚀性能影响研究

采用PVD陶瓷覆膜工艺对控压钻井节流阀阀芯表面处理,通过实验对比研究不同表面覆膜处理的阀芯耐冲蚀性能。结果表明,经过冲蚀后,Ti Al N涂层材料阀芯的质量损失约为Ti N涂层材料的1/3,Ti Al N涂层材料阀芯冲蚀最严重处表面轮廓损失约为Ti N涂层材料的1/2,Ti Al N涂层材料在提升控压钻井节流阀耐冲蚀性能和使用可靠性上较Ti N涂层材料优越。     

铸铁涂料耐金属液冲蚀能力的研究

在铸件砂型的浇口杯内分别涂覆各种涂料,试验它们的耐金属液冲蚀力.通过测量这些涂料的高温强度和浇结点,证明如果涂料具有较高的高温强度,或具有一定的浇结能力,就会具有较好的耐金属液冲蚀能力.     

高压高产气井应急试采过程中采气树抗冲蚀性能分析

目的研究高压高产气井在大排量应急试采工况下,日产量和日出砂量对气固两相流采气树冲蚀行为的影响。方法运用CFD数值模拟方法,在Eulerian和Lagrangian坐标系下求解气体-颗粒、颗粒-壁面间的相互作用,并捕捉颗粒运动轨迹。采用用户自定义函数(UDF)编写冲蚀磨损方程,分析日产量和日出砂量对于采气树冲蚀速率、冲蚀位置和颗粒轨迹的影响。结果日产量由100万方增加到1000万方时,采气树内气体流速逐渐增大,最大流速为当地音速365 m/s,最大冲蚀速率则由4.14×10~(-8) kg/(s·m~2)增大至3.462×10~(-7) kg/(s·m~2)。气体从采气树四通内流入两翼支管发生节流,压降随日产量的增加而增大。当日产量为1000万方时,最大压降为1.52 MPa;当日产量超过300万方,气体流入旁通支管时,压降形成的流动功将大部分颗粒直接带入支管,造成主要冲蚀区域由四通内壁扩大至旁通支管内壁。当日出砂量由7.7方增大至38.5方时,最大冲蚀速率由7.121×10~(-8) kg/(s·m~2)增大至3.462×10~(-7) kg/(s·m~2)。结论日产量和日出砂量均与冲蚀速率呈正相关关系,控制应急试采日产量是降低采气树冲蚀速率的有效方式。     

超音速火焰喷涂纳米结构WC-12Co涂层耐泥沙冲蚀性能研究

采用超音速火焰喷涂(HVOF)分别制备了纳米结构、双峰结构及微米结构WC-12Co金属陶瓷复合涂层,比较了不同结构WC-12Co涂层的组织结构及显微硬度,进行了不同结构WC-12Co涂层和Ni60喷熔层的泥浆冲蚀磨损试验,并探讨了它们的泥浆冲蚀机理.结果表明:采用超音速火焰喷涂制备的纳米结构及双峰结构WC-12Co涂层结构致密,涂层显微硬度明显高于微米结构WC-12Co涂层;与微米结构WC-12Co涂层相比,纳米结构和双峰结构WC-12Co涂层具有更优良的抗泥浆冲蚀性能,其耐泥浆冲蚀性能分别提高了50%及20%以上.     

等离子增强磁控溅射Ti-Si—C-N基纳米复合膜层耐冲蚀性能研究

介绍了等离子增强磁控溅射(PEMS)技术,系统研究了其制备的Ti-si-C-N纳米复合膜层.首先讨论该技术工作原理,并描述了膜层的制备工艺过程.通过SEM、XRD、EDS、纳米压痕、微米压痕及冲蚀试验等研究了膜层性能,发现膜层为纳米复合结构,以非晶SiCxNy为基质,内含4.7～30nm的TiCo.3N0.7纳米晶.膜层硬度高达40GPa,同时研究了Si含量的影响.膜层表现出的耐冲蚀性比基体材料高100倍以上,其韧性对耐冲蚀性影响很大.讨论了溅射工艺参数对膜层微观组织结构、纳米硬度、附着力及耐冲蚀性方面的影响,同时研究了多层膜层.此类膜层有望应用于气轮压缩机及固定式涡轮的严重固体颗粒冲蚀(SPE)和液滴浸蚀(LDE)的防护.     

基于气固两相流的气体钻井套管冲蚀数值模拟研究

气体钻井过程中携岩速度较高,岩屑对套管冲蚀较为严重,冲蚀磨损导致套管含缺陷,降低套管强度,缩短服役寿命。基于气固两相流和冲蚀理论,建立了气体钻井环空岩屑运移模型,采用Grant和Tabakoff半经验公式求解岩屑粒子冲蚀速率。计算了钻柱关键点处套管冲蚀情况及携岩速度、岩屑直径和岩屑数量对套管冲蚀的影响情况。通过数值模拟计算得出钻柱接头位置套管的冲蚀速率明显高于其他位置的冲蚀速率。为有效控制套管的冲蚀速率,建议在气体钻井中有效的控制携岩气流速度;建议在由冲蚀较严重而造成套管失效几率高的气体钻井中使用牙轮钻头钻进。     

HVOF热喷WC-Co-Cr涂层在不同攻角下的料浆冲蚀行为

用3种高速火焰热喷涂(HVOF)设备将成分相同的6种商品粉末喷涂在0Cr13Ni5Mo不锈钢基材上,制成9种WC-Co-Cr涂层.用自制射流冲蚀试验机对各涂层在15°、45°、75°和90°攻角下的料浆冲蚀行为进行研究,重点分析涂层孔隙和层状结构等缺陷在不同攻角下所起的作用.结果表明:低攻角时涂层冲蚀机制以微切削去除为主,高孔率涂层更易发生切削导致冲蚀率较高;高攻角时涂层冲蚀机制以冲击作用下裂纹萌生扩展导致涂层剥落为主,高孔率涂层有利于对冲击能量的吸收耗散,孔隙抑制裂纹扩展,而层状结构明显的涂层其裂纹更易在层间萌生和扩展,导致涂层呈片状剥落,冲蚀率更高.在试验的基础上提出了考虑缺陷的硬质涂层射流冲蚀模型,并讨论了涂层冲蚀率随攻角变化的双峰值现象.     

不同颗粒粒度表面复合材料的耐冲蚀磨损性能

采用负压铸渗工艺制备了WC／铁基表面复合材料，研究了不同颗粒粒度的复合材料的抗冲蚀磨损性能，并分析了磨损机理。结果表明，铸渗法制备的WC／铁基表面复合材料具有良好的抗冲蚀磨损性能，当颗粒粒度为40～60目，体积分数为30％时，其抗冲蚀磨损性能是高铬铸铁(Cr15Mo3)的3．2倍。当颗粒粒度适当(40～60目)时，颗粒对基体的“钉扎”作用强，不易脱落，颗粒间隙小，能有效保护基体，复合材料的抗冲蚀磨损性能较好．