不锈钢表面粉末渗铝及其抗高温氧化性能研究

研究了316L不锈钢表面的固体粉末渗铝以及渗铝处理前后不锈钢的抗高温氧化性.结果表明,研究所用粉末渗铝法可在不锈钢表面形成厚度约100 μm的渗层,渗层主要由NiAl相和Ni3Al相组成,渗层与基体之间结合紧密;对渗铝不锈钢进行热氧化处理,可在其表面形成致密均匀、且主体成分为氧化铝的表面膜;与没有处理的不锈钢相比,渗铝处理后不锈钢的抗高温氧化性能明确增强,这主要是由于渗铝层在高温下所形成的致密氧化膜层阻止了氧化性气体对基体金属的进一步氧化.     

奥氏体不锈钢超高温氧化失效机理研究

利用电子显微镜和能谱等现代分析仪器,系统研究了YUS701型高Cr-Ni奥氏体不锈钢在1 200 ℃超高温腐蚀介质环境下长期服役过程中的氧化腐蚀特征及失效机理.研究结果表明:不锈钢表面氧化膜具有多膜层结构,氧化环境及基体-氧化层界面处的元素分布和扩散对氧化膜的结构与性能有重要影响;氧化膜的失效行为主要表现为氧化层中裂纹的产生和不致密氧化层的剥落.     

电弧离子镀(Ti,Al)N涂层高温氧化形貌分析

利用电弧离子镀在1Cr11Ni2W2MoV不锈钢表面上沉积了(Ti,Al)N梯度涂层,通过用扫描电镜对700℃空气条件下氧化500h试样表面形貌分析来测定其抗高温氧化性能.分析表明:700℃条件下(Ti,Al)N涂层试样表面形成致密完整的Al2O3氧化物层,在200h以后出现少数氧化物颗粒的长大现象.分析认为(Ti,Al)N涂层优良的抗高温氧化性能是由于其特有的成分与结构所致.(Ti,Al)N为陶瓷涂层,氧化时先要发生氮化物的分解,而生成的Al2O3氧化膜不仅可以抑制O、Al等元素的扩散,也会抑制N元素的扩散,使N2在氧化反应界面处富集而降低氧分压,从而会进一步降低氧化速度,少数大氧化物颗粒的出现对涂层的高温氧化性影响甚微.     

Z3CN20-09M钢高温高压水蒸气腐蚀行为研究

为了探究压水堆核电站一回路工况条件对Z3CN20-09M不锈钢的氧化腐蚀行为的影响,采用恒温氧化法对Z3CN20-09M钢在400℃、16.0MPa水蒸气中和400℃空气中的氧化行为进行了对比研究.利用不连续增重法研究其氧化动力学,通过扫描电子显微镜观察氧化膜微观形貌,用能谱分析判断氧化膜成分,X射线衍射仪分析其具体物相组成.试验结果表明:Z3CN20-09M不锈钢在高温高压水蒸气中,氧化动力学曲线遵循双直线规律,在空气中氧化动力学曲线遵循指数规律,水蒸气中腐蚀速率大于空气中腐蚀速率,说明水蒸气对腐蚀有加速作用;高温水蒸汽中氧化膜形貌为针状和大尺寸颗粒状,氧化物为Cr2O3、Fe2O3和FeCr2O4,高温空气中氧化膜形貌为小尺寸颗粒状和絮状,氧化物为Cr2O3和Fe2O3.     

加热温度对铸态Ti1100氧化及表面形貌的影响

研究了铸态Ti1100在不同温度下保温5小时的氧化增重和表面形貌.结果表明,随着加热温度的升高,铸造Ti1100氧化加重.300℃基本不氧化;500℃-700℃,Ti1100试样增重0.28-0.62%;1100℃氧化增重严重,达到12.73%;钛的氧化增重为吸氧.用JSM-6360LV型扫描电子显微镜观察试样表面形貌,300-600℃氧化膜极薄且致密;700℃试样表面有少量的氧化腐蚀坑,表面较致密;900℃试样表面有较多的突起氧化层,表面不致密;1100℃氧化层为板片状TiO2.氧化过程为高温时,氧化膜晶粒粗大变得疏松,氧通过氧化膜扩散进基体.     

20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中的腐蚀行为

采用自主设计动态腐蚀实验装置研究20#钢在CO_2/H_2O两相塞状流条件下的腐蚀行为,利用失重法、SEM、EDS和XRD等手段对腐蚀试样进行腐蚀速率分析、腐蚀形貌观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析.结果表明:随时间的延长腐蚀速率呈先小幅减小、后快速增大、再明显降低的趋势,4h和8h分别达实验条件下的最大值(2.074 6 mm/a)和最小值(1.898 8 mm/a);下管壁腐蚀形貌特征表明随时间延长腐蚀产物膜层由初始阶段疏松团絮状产物+细小针状产物组成含有微裂纹的单层腐蚀产物膜层逐渐转变为双层腐蚀产物膜,外层膜疏松其具有贯穿性裂纹,而内层膜相对致密并随时间延长致密度逐渐提高,EDS分析结果表明内层相对致密膜层的铁含量高于外层膜,属于富铁腐蚀产物,外层相对疏松膜层的碳氧元素含量之和相比内层膜较高;在同时间段上管壁腐蚀产物沿垂直流动方向呈条带状分布,由初始粗大疏松产物颗粒逐渐转变为具有规则排列特征的晶粒;腐蚀产物主要由Fe、C、O三种主要元素组成,主要组成相有Fe_3C、FeCO_3、Fe_3O_4、FeOOH.     

35碳钢Cr-Ti共渗及Al-Ti共渗层的高温氧化行为

用循环氧化法测定了35钢Cr Ti及Al Ti共渗层的抗高温氧化性能.Cr Ti共渗层内侧富集的Ti以稳定的TiC形式存在,阻碍了表层富集的Cr向内层扩散,在700、800℃×96h条件下的抗高温氧化性能与0Cr18Ni9不锈钢接近.Al Ti共渗层内侧富Al,外侧富Ti.但经24h氧化加热后,Al、Ti元素的分布发生逆转,Al向表面富集,而Ti在渗层内侧富集并形成TiC,使氧化增重速率明显下降.如果以24h氧化加热后的氧化增重速率为比较标准,Al Ti共渗层在900℃×96h的抗高温氧化性能优于Cr Ti共渗.     

奥氏体不锈钢表面等离子渗锆合金层的抗酸腐蚀性研究

为提高0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢在特殊应用环境的耐酸腐蚀性能,采用双辉等离子渗金属技术在不锈钢基体表面渗锆,对渗锆合金层的相结构进行检测分析,将奥氏体不锈钢基体试样和表面渗锆试样分别在0.5 mol/LH2SO4溶液、0.5mol/L HNO3溶液、0.5 mol/L HCl溶液进行电化学腐蚀对比试验。结果表明:在H2SO4溶液、HNO3溶液、HCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗锆合金层的2.18倍、9.73倍、24.43倍;不锈钢基体表面腐蚀较为严重,而渗锆合金层表面仅出现轻微的局部腐蚀坑。奥氏体不锈钢表面渗锆后,渗锆合金层中合金元素呈梯度分布,且腐蚀时在表面形成了一层致密的氧化锆钝化膜,因而其抗酸腐蚀性能相对基体大幅提升,在HCl溶液比在H2SO4溶液和HNO3溶液中耐蚀效果更明显。     

奥氏体不锈钢低温离子渗碳

为避免奥氏体不锈钢在渗碳过程中析出铬的碳化物而降低其原有的耐蚀性能,开发了低温离子渗碳处理技术。利用低温离子渗碳技术对AISI 316L、AISI 321和AISI304三种不同类型的奥氏体不锈钢进行了渗碳处理,并对不锈钢渗碳层组织和性能进行了研究。结果表明,渗碳温度、渗碳时间和基体材料成分对渗碳层的组织和性能都有重要的影响。渗碳温度在400~550℃时,AISI 316L和AISI 321不锈钢可以获得无碳化物析出的具有单一γc相结构的渗碳层;XRD分析结果证实了550℃是AISI 321和AISI 316L奥氏体不锈钢的临界渗碳温度,500℃是AISI 304不锈钢的临界渗碳温度,在此温度以上渗碳时,渗碳层有铬的碳化合物析出;含有Mo或Ti的奥氏体不锈钢(AISI 316L,AI-SI 321)和不含Mo或Ti的不锈钢(AISI 304)相比,在400~500℃渗碳时可以获得较好的渗碳层。     

Al-Si共渗涂层对1Cr18Ni9Ti不锈钢氧化行为的影响

采用料浆法与真空扩散相结合的方法在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备Al-Si渗层,并研究其在1 000℃空气中的氧化行为.利用带能谱的扫描电镜(SEM/EDS)对氧化产物的显微组织形貌进行观察与分析.结果表明:无涂层不锈钢在1 000℃空气中的氧化动力学曲线遵循直线规律,表面产生了疏松、不完整的氧化膜,且局部存在裂纹,与基体的黏结性能差,经EDS分析可知氧化膜的主要成分为Cr_2O_3以及Fe_2O_3等氧化物,抗氧化性能差.渗Al-Si涂层不锈钢在氧化前期比无涂层不锈钢氧化增重大,主要是由于产生了Al_2O_3保护性膜,氧化后期氧化增重明显降低,氧化动力学曲线呈现抛物线规律,并且产生了Al_2O_3保护性膜,厚度约为8μm,与基体的黏附性能好,可有效阻止氧化反应的进一步发生,提高不锈钢的抗氧化性能.     

高速高精度加工的几种方法

目的介绍了高速加工的数控编程策略. 方法论述了高速高精度加工的几种方法, 如待加工轨迹监控法、专家系统法、曲线插补法及试切法等. 结果与结论待加工轨迹监控法和专家系统法能够动态调节机床的进给速度, 曲线插补法能够提高机床的平均进给速度, 试切法则可以为任意半径的圆弧段设定一个最高允许进给速度.     

高温高压固井防气窜技术

高温高压固井的特点是要面对复杂的地质情况和多变的地层压力体系,需要解决水泥浆的抗高温性能、稳定性能,尤其是防窜性能等具体问题。因此,对水泥浆的综合性能和防窜性能要求很高。     

免振捣高强高性能混凝土的试配研究

研究针对高强度高性能混凝土实现免振捣的关键——降低混凝土的屈服应力和粘度入手,优选高性能减水剂,试配了不同浆体体积、水灰比、砂率的免振捣高强高性能混凝土,并研究其工作性能及强度的主要影响因素,进而采用不同种掺和料配置出C80~C100级免振捣高强高性能混凝土,经耐久性实验,表明该种混凝土完全可以在实际工程中应用.     

Computer Controlled High Precise, High Voltage Pules Generator

High precise, high voltage pulse generator made up of high-power IGBT and pulse transformers controlled by a computer are described. A simple main circuit topology employed in this pulse generator can reduce the cost meanwhile it still meets special requirements for pulsed electric fields (PEFs) in food process. The pulse generator utilizes a complex programmable logic device (CPLD) to generate trigger signals. Pulse-frequency, pulse-width and pulse-number are controlled via RS232 bus by a computer. The high voltage pulse generator well suits to the application for fluid food non-thermal effect in pulsed electric fields, for it can increase and decrease by the step length 1.     

Recrystallization of High Carbon Steel during High Strain Rate

The recrystallization of high carbon steel during high temperature and high speed rolling has been studied by analyzing the Stress-strain curves and the austenite grain size. Isothermal multi-pass hot compression at high strain rate was carried out by Gleeble-2000. The austenite grain size was measured by IBAS image analysis system. The results show that static recrystallization occurred at interpass time Under pre-finish rolling, and at the finish rolling stage, due to the brief interpass time, static recrystallization can not be found.     

抗高温高密度水基钻井液体系研究

针对抗高温高密度钻井液体系及应用工艺对超深井、深井成功钻探至关重要,国内外抗温200℃、密度达2.30 g/cm3的水基钻井液体系的研究应用报道较少,且国外在此条件下多选择油基钻井液体系的问题.通过优选磺化类抗温处理剂、加入高温稳定剂等途径建立了抗温200℃、密度达2.30 g/cm3的淡水钻井液体系和含氯化钾体系.该体系热稳定性优良,高温高压下流变性合理,具有一定抑制性.对深井、超深井钻井液的选择使用具有指导意义.     

高温高湿养护对高强混凝土耐久性的影响

随着对混凝土研究的深入发展,不同养护方式对混凝土长期耐久性的影响也逐渐受到重视。高强混凝土强度较高,对于养护条件的要求也更加的严格。高温高湿养护作为提高混凝土早期强度的重要技术手段,在工程应用中具有重要的意义,不仅如此,它对混凝土的长期耐久性也具有一定的改善作用:高温高湿养护能够提高高强混凝土的抗冻性能和抗氯离子渗透性,但在改善高强混凝土抗碳化性方面并没有发挥十分积极的作用。     

高温高压气藏高矿化度地层水结盐实验研究

针对高矿化度地层水的影响,开展高矿化度地层水结盐实验研究。研究结果表明,当压力下降到30 MPa时,开始出现结盐现象,颗粒漂浮于地层水中;当压力下降到10 MPa时,大量颗粒附着在观察窗表面,说明结盐在低压条件下才能发生。在地层水-天然气体系中,结盐后Cl~-和Na~+含量的变化较大,Ca~(2+)、SO2-4及HCO-3等离子含量小幅降低。地层水经过岩心后密度降低10%,岩心上有明显的白色晶体,电镜扫描图上有明显的结晶颗粒,结晶盐以NaCl为主,伴有其他盐晶体。结盐造成孔隙度和渗透率损伤。原始渗透率越低,损伤越大,说明结盐对低渗透或特低渗透气藏的影响不可忽略。     

高温高压下高密度全油基钻井液流变模式

在高温高压深井中,受温度和压力的影响,油基钻井液处理剂会发生降解、交联、甚至固化等,导致钻井液的流变性发生巨变,严重影响了钻井液的携岩性,甚至会导致钻井无法进行,为准确掌握油基钻井液在井底高温高压下的流变状态,建立了全油基钻井液的高温高压流变模式。使用Fann50SL型高温流变仪分析温度和压力对两种油基钻井液体系流变性能的影响,并采用回归分析方法对实验数据进行处理。实验及回归分析表明,钻井现场作业中普遍采用的宾汉模式不能完全准确表示全油基钻井液的高温高压流变特性,应根据具体地层条件和钻井液组成采用实验手段选出最优流变参数模型。