低温离子渗氮提高2Cr13不锈钢的冲蚀磨损与冲刷腐蚀抗力

采用喷射式固体粒子冲蚀磨损实验机和浆体冲刷腐蚀装置对比研究了350℃低温离子渗氮和550℃常规高温离子渗氮对2Cr13不锈钢冲蚀磨损和冲刷腐蚀行为的影响规律,通过组织结构分析、硬度测试和电化学交流阻抗分析探讨了低温渗氮改善2Cr13不锈钢抗冲蚀磨损和抗冲刷腐蚀性能的机制。结果表明：低温和常规高温离子渗氮均可提高2Cr13不锈钢在小角度固体颗粒干冲蚀条件下的冲蚀磨损抗力,但是,350℃低温渗氮处理表现出比550℃高温离子渗氮层更好的抗冲蚀磨损性能。在含10%石英砂的中性和酸性5%NaCl水溶液中,350℃低温渗氮处理使2Cr13不锈钢冲刷腐蚀速率分别降低96.7%和87.4%;然而,550℃常规离子渗氮却导致2Cr13不锈钢冲刷腐蚀速率分别提高4.13倍和0.49倍。350℃渗氮层由-εFe3N和N过饱和固溶体αN相组成,其化学稳定性好,硬度高,因而表现出良好的耐腐蚀、抗冲刷磨损与抗冲刷腐蚀性能。550℃渗氮处理时,αN相分解成了α相和CrN化合物,造成基材贫Cr,耐腐蚀性能下降,同时表面硬度低于350℃低温渗氮层,其抗冲蚀磨损性能不及350℃低温渗氮处理,冲刷腐蚀抗力则低于2Cr13不锈钢基材。     

Ni-P-SiC和Ni60JH涂层耐冲刷腐蚀性能的对比

为解决材料在液固两相流环境中的冲刷腐蚀问题,分别采用酸性化学镀镍工艺和超音速火焰喷涂技术在Q235钢基体上制备了Ni-P-SiC涂层和Ni60JH涂层,并采用冲刷腐蚀试验机研究了2种涂层在酸性浆料中的耐冲刷腐蚀性能.结果表明,在冲刷角度和温度一定的条件下,随冲蚀速度增加,2种涂层的损伤明显加剧,耐蚀性好的Ni-P-Si...     

一种新型不锈钢清洗剂对1Cr18Ni9Ti的腐蚀行为

1Cr18Ni9Ti钢用途广泛,但其在清洗中存在腐蚀。采用深度腐蚀测试、电化学测试及金相观测,研究了1Cr18Ni9Ti在新型不锈钢清洗剂NAP中的腐蚀行为。结果表明:1Cr18Ni9Ti在50℃的NAP清洗剂中腐蚀非常轻微,深度腐蚀速率小于0.037mm/a,温度升高时腐蚀加快;NAP由HNO3和羟基乙叉二膦酸(HEDP)复配而成,保留了优良的二次钝化特性和耐点蚀性能,甚至有一定的协同作用,1Cr18Ni9Ti在NAP溶液中的点蚀击穿电位高于在HEDP溶液和10%HNO3溶液中,抗点蚀能力进一步提高;1Cr18Ni9Ti在NAP清洗剂中的腐蚀很轻微,未发现点蚀和晶间腐蚀等局部腐蚀现象。     

等离子熔覆铁基涂层的组织及冲蚀磨损研究

采用等离子熔覆法制备了铁基涂层.研究了涂层的组织结构,测试了涂层的显微硬度及耐冲蚀磨损性能,并利用扫描电镜对涂层显微组织、冲蚀表面形貌进行了分析.结果表明:涂层显微硬度是基体材料不锈钢1Cr18Ni9Ti的2倍,最高达到550,涂层冲蚀后质量损失是不锈钢对比试样1Cr18Ni9Ti和0Cr13Ni5Mo的1/2左右.     

电沉积镍合金的冲蚀-腐蚀磨损研究

采用MSH型腐蚀磨损试验机研究了电沉积纯Ni、Ni-P非晶合金、Ni-W-P非晶合金的冲蚀-腐蚀磨损行为,并结合电化学测量系统研究了上述材料冲蚀与腐蚀之间相互促进机理。结合XRD分析了冲蚀前后电沉积镍合金的相变行为。结果表明：冲蚀-腐蚀磨损试验前后,电沉积镍合金镀层的硬度都增加;Ni-P非晶合金受到冲击后,镀层明显的发生了由非晶向微晶的转变;镍合金在含盐砂浆中的腐蚀性能随着工况的不同而不同,试样在含盐砂浆中的冲击速度由0增加到3.14ms-1时,三种材料的腐蚀速率都减小,之后随着冲击速度的增大,试样腐蚀速度增加;镍及镍合金材料的冲蚀-腐蚀磨损失重都以冲蚀失重为主,试验条件下冲蚀与腐蚀的交互作用最高能使材料的冲蚀-腐蚀磨损失重增加42%。     

20SiMn低合金钢和0Cr13Ni5Mo不锈钢的多相流损伤行为

对水轮机用金属材料20SiMn低合金钢和0Cr13Ni15Mo不锈钢进行旋转圆盘仪空蚀和冲刷磨损单元和组合多相流损伤实验。结果表明，20SiMn低合金钢和0Cr13Ni15Mo不锈钢的冲刷磨损及空蚀和冲刷磨损联合作用损伤累积质量损失－时间曲线均呈线性关系，空蚀和冲刷磨损联合作用对材料造成的损伤显著高于空蚀和冲刷磨损单独作用，空蚀和冲刷磨损的交互作用在空蚀和冲刷磨损联合作中起重要的作用；在空蚀和冲刷损联合作用中，液体空化及随后的空泡溃灭改变了流体中固相颗粒的运动方向，引起固相颗粒的流速增加和攻角改变，从而加剧了固相颗粒对材料表面的损伤。     

5种接地金属材料在北方碱性黄土中的腐蚀行为

为了研究常用接地金属材料在北方碱性黄土中的腐蚀规律,利用极化曲线研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢、纯铜、电镀铜覆钢、连铸铜覆钢、镀锌钢在北京及天津碱性黄土中的腐蚀行为,并利用失重法考察了上述材料现场埋置1 a的腐蚀情况。结果表明:在碱性黄土中纯铜和铜覆钢腐蚀速度相当,低于镀锌钢,且不锈钢在碱性黄土中腐蚀过程存在钝化区间,腐蚀程度远低于纯铜和铜覆钢;利用极化曲线法计算出的腐蚀速度比现场埋置1 a的实测数据明显偏高。     

不同砂粒粒径多相流中CrMnB堆焊层的损伤行为

CrMnB堆焊涂层的抗空蚀和冲刷磨损能力明显优于传统水轮机用材0Cr13Ni5Mo,但目前对在冲蚀和空蚀共同作用下环境参数对其损伤机制影响的研究还很少.利用旋转圆盘仪,通过对CrMnB堆焊涂层在含砂水中冲刷磨损、冲刷磨损与空蚀共同作用的研究,探索了不同砂粒粒径下涂层的损伤规律和机制.研究表明,粒径的变化引起了材料损伤机制的变化;失重-粒径曲线在一定的粒径范围内有明显的转折区,小粒径和大粒径下材料的损伤形貌差别明显,大粒径时材料的损伤受空蚀影响很大,小粒径时受空蚀影响较小;在冲刷磨损作用下,小粒径时为点坑形的冲蚀破坏机制,大粒径时为犁削破坏机制;在冲刷磨损和空蚀与冲刷磨损共同作用下,小粒径时仍为点坑形的冲蚀破坏机制,大粒径时则为犁削叠加铲削破坏机制.     

激光熔敷钴合金涂层的抗空蚀和冲刷磨损性能

采用激光熔敷方法在20SiMn低合金钢表面制成了Co合金涂层，以两种目前水轮机转用材20SiMn低合金钢和0Cr13Ni5Mo不锈钢作为对比材料，对涂层进行了空蚀，液固两相流冲刷磨损及空蚀和冲刷磨损联合作用实验，采用失重法并结合能谱分析，X射线衍射分析及显微硬度测量等手段研究了涂层的显微结构和在不同形式损伤下涂层的性能并分析了原因。结果表明：在20SiMn低合金钢表面激光熔敷形成的Co合金涂层有良好的抗空蚀性能，这与涂层在空蚀过程中发生的应力诱发马氏体相变密切相关。良好的抗空蚀性能有利于提高涂层抗空蚀和冲刷磨损联合破坏，从而使涂层表现出与0Cr13Ni5Mo不锈钢接近的抗联合损伤性能。     

减二线馏分油中炼厂常用钢材的动态冲刷腐蚀行为

为了更好地解决炼厂在流动条件下减二线馏分油对管路的腐蚀问题,研究了流动条件下Q235碳钢和Cr5Mo合金钢的耐环烷酸和硫冲刷腐蚀性能,并与炼厂常用钢材渗铝碳钢和304不锈钢进行比较。结果表明:Cr5Mo钢的腐蚀速率明显小于Q235钢的,酸值越大两者的腐蚀差别越明显(酸值>5 mg KOH/g);随着酸值和硫含量的增大,Q235钢腐蚀速率有明显增大的趋势; Cr5Mo钢的腐蚀速率随着酸值的增大基本保持不变,甚至有一定的下降;相比于Q235(腐蚀速率6.3 mm/a)和Cr5Mo钢(腐蚀速率1.5 mm/a),渗铝碳钢和304不锈钢表现出优异的耐冲刷腐蚀性能,渗铝碳钢腐蚀速率为0.2 mm/a,而304不锈钢几乎没有失重。     

双连续Si3N4/1Cr18Ni9Ti复合材料的制备和冲蚀性能

用凝胶注模和压力铸造两步法制备具有双连续结构的Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料并分析其物相组成、宏观和微观结构,研究了材料的冲蚀率与攻角、流速、含沙量以及时间的关系。结果表明,与1Cr18Ni9Ti材料相比,Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料具有双连续结构,界面结合良好;其冲蚀率随着攻角变化的幅度小,冲蚀率与流速之间的关系由1Cr18Ni9Ti材料的线性关系转变为指数关系(E∝V^0.67),且随着时间的延长冲蚀率降低;冲蚀率与含沙量之间的关系仍呈线性。具有双连续结构的Si₃N₄/1Cr18Ni9Ti复合材料,具有更加优异的耐冲蚀性能。     

Cavitation erosion characteristics of a Fe–Cr–Si–B–Mn coating fabricated by high velocity oxy-fuel (HVOF) thermal spray

A Fe–Cr–Si–B–Mn coating was prepared by high velocity oxy-fuel (HVOF) thermal spray on the surface of 1Cr18Ni9Ti stainless steel. Microstructures of the coating were investigated by X-ray diffraction (XRD), optical microscopy (OM) and scanning election microscopy (SEM), and the cavitation erosion resistance of the coating was evaluated using a GB6383-86 standard method in fresh water and compared with hydro-machine material ZG06Cr13Ni5Mo martensite stainless steel. The coating consisted of a Fe–Cr-rich matrix and several kinds of borides, the former comprised both amorphous phase and nanocrystalline grains. The nanocrystalline grains with a size about 10–50 nm further formed into an agglomerate-like structure with an average size of 100–500 nm. The coating had a significantly higher microhardness (HV_0.21008) than the comparing material ZG06Cr13Ni5Mo (HV_0.2260), which resulted in greater weight losses of ZG06Cr13Ni5Mo at the whole cavitation erosion process. It was found that the mass loss began at the edges of the pores or the interface between un-melted or half-melted particles and the matrix in the coating, while the mass loss was initiated at the lath interface of martensite in the ZG06Cr13Ni5Mo. The experimental results indicate that the HVOF thermal spray is a promising method to prepare the cavitation resistance coating.     

Erosion Characteristics of Aluminum-based Metal Matrix Composites in Slurry Environments

The erosion resistance of the Al18B4O33 whisker reinforced AC4C Al composites in water and saline slurry were investigated using a jet-in-slit rig. Erosion tests were performed at slurry velocities between 6.4 m/s to 15.2 m/s and at normal impact angle. The detachment of flake and dislodgement of whisker were identified as the major mechanisms of material removal in slurry environments. The composites showed better erosion resistance due to the protection of the matrix by the whisker at low slurry velocities. Because of reduced fracture strain, the erosion rates of the composites were generally greater than that of the unreinforced alloy at high slurry velocities. Owing to interfacial reaction which resulted in decrease in hardness and fracture strain,the T6 treatment for the composites had a deleterious influence on the erosion resistance. By considering the material removal processes in the water slurry, a simple rationalization of the inverse dependence of slurry erosion rate on Hεf was obtained. In the saline slurry, there exists a strong synergistic effect between erosion and corrosion. The volume loss of the composites was enhanced through cracking of flakes and detaching of whisker induced by stress and corrosion.     

不锈钢在榆林海域暴露8年的腐蚀行为

５种不锈钢在榆林海水环境中暴露８年,其主要腐蚀形态是点蚀、溃疡腐蚀、隧道腐蚀和缝隙腐蚀。在全浸区的腐蚀比在潮差区的严重。在全浸区和潮差区,５种不锈钢的耐蚀顺序一致,耐蚀性最好的为０００Ｃｒ１８Ｍｏ２,其次依次为００Ｃｒ１９Ｎｉ１０、１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ、Ｆ１７９和２Ｃｒ１３。     

电沉积Ni-P非晶合金的冲蚀-腐蚀磨损行为

采用MSH型腐蚀磨损实验机,通过改变水砂两相流的冲击速度、含砂量和固相粒径等环境因素,研究了电沉积Ni-P非晶合金的冲蚀-腐蚀磨损行为。结果表明,电沉积Ni-P非晶合金的冲蚀失重率和冲蚀-腐蚀失重率均随着冲击速度、含砂量和固相粒径的增加而增大。与AISI 304不锈钢相比,电沉积Ni-P非晶合金冲蚀失重率和总失重率较高,但腐蚀失重率较低,也表现出了良好的抗冲蚀-腐蚀磨损性能。棒状Ni-P非晶合金镀层的冲蚀-腐蚀磨损,正面以砂粒挤压锻打造成的唇片和断裂为主,侧面以切削和犁削为主。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢的土壤腐蚀行为研究

在酸性,中性及碱性土壤中,用自然埋设试件的方法,研究了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢分别经过１,３,５年三个试验周期后的腐蚀特征,结果表明,不锈钢在酸性及中性土壤中腐轻微,在高盐碱性土壤中腐蚀比中酸性土壤稍微严重些,而且出现点蚀现象;土壤中Ｃｌ＾－及ＳＯ＾２－４是影响不锈钢腐蚀的最主要因素是,随着土壤中Ｃｌ＾－及ＳＯ＾２－４增多,不锈钢的腐蚀失重近似线性增大;     

钢在疏浚过程中的腐蚀磨损交互作用研究

疏浚过程作业中,大量泥沙通过管道以浆体的形式输送。管体一方面发生磨损,同时还承受海水介质的腐蚀破坏,从而使得管体产生严重的磨蚀失效。采用旋转型试验装置对比研究了海水浆体疏浚环境下几种钢的腐蚀磨损交互作用,测量了磨蚀过程中各磨蚀分量的比例,对比了试验速度对试验钢磨蚀中交互作用的影响。结果表明:在海水浆体疏浚过程中存在着明显的腐蚀与磨损的交互作用,材料的磨蚀失重以磨损失重为主,纯磨损失重占磨蚀总失重的比例超过57%;4号钢的交互作用失重占总磨蚀失重的30.6%,其他各试验钢的交互作用占总磨蚀失重比例均在21%以上,最高接近40%;纯腐蚀失重所占比例不超过3.0%。速度降低到1.1 m/s时,各试验钢在海水浆体中的纯磨损失重相对3.3 m/s时降低1个数量级,其中普碳钢的纯磨损失重占主要地位,而高强度的3号和4号试验钢的磨蚀失重则以交互失重为主。     

稀土对1Cr18Ni9钢腐蚀性能及组织状态影响

利用化学法对1Cr18Ni9钢表面扩渗稀土,通过X－射线衍射分析了试样表面的组织状态。结果表明,1Cr18Ni9钢渗入稀土后,表面有CeFe7和LaO新相产生,并引起奥氏体含量降低,铁素体含量增加,改变了试样表面的微观结构。阳极极化曲线的测定结果表明,扩渗稀土后的1Cr18Ni9钢试样耐腐蚀性能超过了稳定化处理的1Cr18Ni9Ti钢水平。