电镀稀士铬提高水轮机的抗空蚀磨损能力

在不锈钢水轮机母材上,用周期反相电镀稀土铬,镀层厚度约0.3 mm,镀层由金属基相和稀土盐颗粒第二相组成,硬度为900Hv～1000 Hv.阳极极化曲线测量表明镀层的腐蚀阻力为母材的7～8倍.在模拟式小水轮机上考核,镀层的抗磨蚀性为母材的25～28倍,为离子氮化不锈钢的10～12倍.在水电生产中应用,电镀水轮机的工作寿命比原不锈钢高2～6倍.     

水轮机抗空蚀磨损金属复层方法、材料和应用

在一般条件下,空蚀磨损状况是决定水轮机是否需要大修的主要因素,采用金属复层是水轮机表面防护以延长大修周期的主要措施.成功地应用Fe-Ni-Cr-B系的GBl系列焊条解决了水轮机空蚀及空蚀磨损联合作用问题,火焰喷焊Ni-Cr-B-Si等解决小型水轮机抗磨问题及超音速火焰喷涂碳化钨解决大中型水轮机抗磨损问题等.此外,还介绍了工程中也获得应用的其他复层方法.     

Cr-Ni型水轮机材料电化学腐蚀和抗空蚀行为

以ZG20Cr13为对比材料,在浓度为1mol/L的H2SO4溶液中测定了ZG06Cr13Ni4Mo（简称13-4）和Cr含量降至10.61%、8.34%和6.64%（mass）时材料的阳极极化曲线.利用超声振荡空蚀实验机和洛氏硬度计分别研究了13-4、8.5Cr-4Ni（简称8.5-4）和高强韧性Cr-Ni型不锈钢SRIF的空蚀行为和局域弹性性质,并研究了试验材料的组织和力学性能.结果表明,随13-4中Cr含量降低,材料的电化学腐蚀性能降低.当Cr含量降低至8.34%时,材料的电化学腐蚀性能与ZG20Cr13相当,仍属于不锈钢范畴.8.5-4、13-4和SRIF的局域弹性性质he无明显差别,13-4的抗空蚀性能略高于8.5-4,SRIF的抗空蚀性能明显高于前两者.     

发动机缸套的空蚀磨损和腐蚀

对K38发动机缸套失效进行了研究，并探讨了缸套失效原因、失效形式以及失效过程中空蚀磨损和腐蚀的作用。结果表明，缸套表面以空蚀磨损破坏缸套中的石墨为主；缸套的次表层破坏是由于空蚀磨损和腐蚀交互作用，使缸套破坏速度加快；缸套深层局部破坏以沉积物腐蚀为主，空蚀磨损为沉积物腐蚀创造了条件。     

HVAF制备WC?12Co涂层的空蚀和磨损性能研究

采用国际上最新的活性燃烧高速燃气喷涂（AC-HVAF）技术制备出WC-12Co金属陶瓷涂层。涂层的X射线衍射检测表明，涂层制备过程中未出现WC粒子的氧化和脱碳现象，涂层相结构基本保持了喂料粉末状态；对制备涂层进行的旋转圆盘空蚀试验表明，WC-12Co硬质涂层抗泥沙磨损性能出色，磨损量仅为不锈钢的1／10；其耐空蚀性能则相反，不及对比0Cr13Ni5Mo不锈钢；对涂层的空蚀破坏机理做了分析，对沙粒磨损损伤特点做了初步探讨。     

水轮机金属材料及其涂层抗空蚀和沙浆冲蚀研究进展

空蚀和沙浆冲蚀是对包括水轮机在内的水力机械过流元件产生破坏,进而降低其服役寿命的两种主要破坏形式。采用特定的工艺在水轮机过流元件基体材料表面沉积涂层,以提高元件的抗蚀性能受到越来越多的关注。综述了水轮机常用金属材料和近年来国内外研究人员对水轮机材料及其涂层空蚀和冲蚀失效机理的研究进展,针对国内外文献报道中采用的超音速火焰喷涂、激光熔覆、物理气相沉积和化学气相沉积等工艺制备的涂层的抗空蚀和沙浆冲蚀性能进行了重点论述。依据材料性质对文献中出现的表面强化材料进行分类,即合金材料、陶瓷材料、复合材料、金属玻璃材料和类金刚石材料五类,结合涂层制备工艺对各类涂层失效机理进行剖析。通过案例重点讨论了涂层的微观缺陷,如孔隙、裂纹、未熔颗粒,涂层的硬度,涂层与基材的结合强度,涂层的厚度等因素对抗蚀性能的影响。最后对其研究和应用现状,从工艺方法和材料两方面提出了展望,指出运用先进涂层技术和新型涂层材料制备高效涂层,是解决复杂多相流条件下空蚀和冲蚀联合问题的有效途径。     

抗空蚀金属材料的研究进展

本文简述了空蚀机理及其影响因素,介绍了抗空蚀金属材料方面所取得的进展,在总结现有成果的基础上,提出了抗空蚀金属材料研究的不足,对今后抗空蚀金属材料的研究,给出了一些新的观点和建议.     

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”。     

空蚀磨损和腐蚀在发动机缸套失效中作用分析

对K38发动机缸套失效进行研究,阐述缸套失效的原因,研究缸套失效的形式及缸套失效过程中空蚀磨损和腐蚀的作用.结果表明:缸套的表面破坏,是以空蚀磨损破坏缸套中的石墨为主;缸套的次表层破坏,是由于空蚀磨损和腐蚀交互作用,使缸套破坏速度加快;缸套深层局部破坏,以沉积物下腐蚀为主,空蚀磨损为沉积物下腐蚀创造条件.     

Cr-Mn-N奥氏体-铁素体不锈钢的空蚀行为

利用超声振荡空蚀实验机对Cr-Mn-N奥氏体－铁素体不锈钢进行了空蚀研究。结果表明，低硬度Cr-Mn-N不锈钢的抗空蚀性能高于高硬度的0Cr13Ni5Mo不锈钢。空蚀过程中，Cr-Mo-N奥氏体－铁素体不锈钢中的铁素体优先脱落，空蚀表面的铁素体含量由19％迅速降低到6．9％后保持稳定。奥氏体易于在铁素体脱离后形成的蚀坑处开始脱落，加工硬化是该不锈钢吸收空蚀冲击能量的一个重要途径，是其硬度较低却表面出良好抗空蚀性能的重要原因。     

正火态45钢空蚀磨损的微观机制

用磁臻伸缩振动空蚀仪对正火态的45钢进行了试验，用S-250型扫描电子显微镜观察了空蚀后的微观形貌。结果表明，正火态45钢的空蚀磨损是从晶界，相界开始的；珠光体先于先共析铁素体而受到破坏；微裂纹沿晶界与相界萌生，扩展，然后进入到组成相中最终导臻剥落是其主要破坏机制。     

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.     

热喷涂FeCrBSiNbW涂层结构演变及空蚀性能

利用高速电弧喷涂技术成功制备了FeCrBSiNbW非晶纳米晶涂层,系统研究了不同热处理温度下,高速电弧喷涂FeCrBSiNbW非晶纳米晶涂层组织结构的演变规律。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等对涂层的组织结构进行了表征,在磁致伸缩汽蚀仪上采用失重分析法对不同热处理工艺下涂层的抗空蚀性能进行了研究,探讨涂层的空蚀破坏机理。结果表明：随着热处理温度的升高,涂层中非晶含量逐渐降低,当热处理温度高于550 ℃时,涂层中由单一的α(Fe,Cr)相转变为α(Fe,Cr)+ Fe3B相。涂层中α (Fe,Cr)晶粒尺寸随着热处理温度的升高逐渐增大,显微硬度也随之升高。空蚀实验结果表明,电弧喷涂FeCrBSiNbW非晶纳米晶涂层的抗空蚀性能随着非晶含量的降低而下降, 喷涂态涂层累积空蚀失重量最小,650 ℃热处理后涂层经180 min空蚀试验累积失重量最大,达到56.8 mg;涂层的失效模式主要为脆性剥落机制。     

金属材料的空蚀研究进展

综述了空蚀的基本原理、研究空蚀的实验设备、空蚀程度的表示方法、空蚀评价指标的研究现状和抗空蚀金属材料的选择原则及几种最新型耐空材料,指出了目前抗空蚀金属材料的研究热点和未来的发展方向。     

TiNiNb合金的空蚀

利用旋转圆盘装置研究TiFiNiNb合金和0Crl3Ni5Mo不锈钢的空蚀行为，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TiNiNb合金和0Cr13Ni5Mo不锈钢的作用，结果表明，TiNiNb合金的抗空蚀性能优于0Crl3Ni5Mo。在压痕试验中，TiNiNb合金能吸收高于0CI13Ni5Mo的弹性能，该性能特点使TiNiNb合金在空蚀过程中能吸收和释放较多的冲击能量，减少损失，呈现良好的抗空蚀性能。     

两种铁基形状记忆合金抗空蚀性能比较

对Fe-26Mn-6Si-7Cr-1Cu和Fe-20Mn-6Si-7Cr-1Cu两种Fe基形状记忆合金进行了超声波振动空蚀试验，结果表明，两种合金都具有优良的抗空蚀性能，比较而言，Fe-26Mn-6Si-7Cr-1Cu合金的抗空蚀性能优于Fe-20Mn-6Si-7Cr-1Cu合金。在局部载荷作用下可吸收较多弹性变形能及在空蚀过程中有较高应变诱发马氏体相变能是前者抗空蚀性能优于后者的主要原因。     

水轮机的磨损及其焊接修复

本文介绍水轮机的主要磨损形式,其中气蚀磨损（也称作空蚀）、冲蚀磨损和气蚀与冲蚀复合磨损为目前水轮机的主要磨损方式。并介绍水轮机磨损焊接修复方法,推荐使用与母材相同类型的药芯焊丝对水轮机的磨损进行焊接修复。     

热喷涂抗空蚀涂层及改性技术研究进展EI北大核心CSCD

当今世界各国对高速舰船、绿色水电设施以及先进飞行器的需求愈发迫切,但动力核心部件-推进器、水轮机和航空发动机无一例外存在严重的空蚀损坏问题,亟需利用对部件尺寸适应性好的热喷涂技术在其表面制备抗空蚀涂层进行防护。针对现役过流部件常用金属材料在不同液体介质中易空蚀损坏的本质问题,分类详述热喷涂技术制备的金属、陶瓷和金属陶瓷三大类抗空蚀涂层的优势和研究现状,着重介绍其抗空蚀机理,并基于热喷涂涂层空蚀损坏的共性难题,论述多种行之有效的改性技术。通过与常用金属材料的空蚀性能对比,指出在不同工况环境下分别最有潜力获得应用的涂层种类。提出未来应从研制新材料和发展实用性更强的改性技术两个方面共同设计构筑性能更为优异的抗空蚀涂层,更好地推动其应用并解决装备的空蚀损伤问题。     

超音速火焰喷涂Cr3C2/NiCr涂层抗加沙空蚀性分析

采用HVOF技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上制备了Cr3C2/NiCr涂层,借助XRD,TEM,SEM等方法分析了涂层的组织形貌及相组成.以1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢作为对比材料,用磁致伸缩空蚀仪配备扬沙装置测试了涂层在清水以及含沙水中抗空蚀性能.结果表明,涂层呈层状结构,含有未熔颗粒和少量孔隙,涂层由Cr3C2,Cr7C3,Cr23C6及NiCr等相组成;在清水试验中,1Cr18Ni9Ti不锈钢抗空蚀性能良好,与空蚀过程中1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢产生加工硬化有直接关系;在含沙40 kg/m3试验水中,Cr3C2/NiCr涂层呈现出较好的抗空蚀性能,与涂层自身相组成以及较高硬度有关.Cr3C2/NiCr涂层破坏总是从孔隙等薄弱环节开始,而1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的破坏起始于晶界和孪晶界.     

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。