NaCl溶液腐蚀后304不锈钢的射流空蚀特征

对采用3%NaCl溶液腐蚀后的304不锈钢试样,借助符合ASTM G134标准的射流空蚀实验装置进行空蚀实验,测量表征试样的质量损失、表面微观组织、表面三维形貌和显微硬度,分析304不锈钢试样的空蚀特征,探究腐蚀时间和空蚀时间对空蚀效果的影响。结果表明,腐蚀时间为24 h的试样,空蚀120 min后即进入空蚀衰减阶段。在空蚀前期,空蚀坑的尺寸小且深度较浅;空蚀后期,试样表面的塑性变形加重,大尺寸空蚀坑增多,晶界处的微裂纹沿晶界扩展,最终空蚀坑之间相互连接导致试样表面出现晶界剥落现象。试样的表面粗糙度随着空蚀时间延长而增大;未经3%NaCl溶液腐蚀时的表面粗糙度最大。空蚀时间为120 min时,腐蚀时间为120 h的试样,其表面塑性变形较腐蚀时间为24 h的试样加剧,且晶界处出现微裂纹。3%NaCl溶液的腐蚀起到延缓空蚀的作用,但延缓程度随着腐蚀时间的延长而减小。     

钴基合金-不锈钢梯度强化材料低应力多碰塑变分析

目的研究钴基合金-不锈钢梯度强化材料抵抗低应力多碰塑性变形的能力,以改善单一涂层应力集中问题。方法制备指数梯度和线性梯度涂层试样,与304不锈钢基体试样一起进行低应力多碰实验,比较分析3种材料的塑性变形量、硬度变化量与金相组织变化。结果线性梯度涂层试样的累积塑性变形量约为304不锈钢的1/2,指数梯度涂层试样的累积塑性变形量约为304不锈钢的1/3;两种涂层试样均存在循环硬化及软化现象,硬度值由表及里逐渐减小,多碰后塑性变形符合"趋表效应"。结论两种梯度涂层强化材料的抗低应力多碰塑变能力均明显优于未强化材料,且指数梯度强化材料性能优于线性梯度强化材料。     

超声波冲击技术对AA6061-T6空蚀行为的影响

AA6061-T6铝合金因较高的比强度、良好的可成型性广泛应用于汽车工业中,但较差的空蚀性能极大的降低了其使用寿命。利用超声波冲击技术在AA6061-T6表面制备了塑性形变强化层,研究塑性形变强化层的微观组织、残余应力及显微硬度分布和抗空蚀性能。结果表明,超声波冲击强化后铝合金表面择优取向由原始的(200)转变为(111),并形成约140μm塑性变形层。与未强化试样相比,强化试样表面显微硬度提高了80.7%,并形成140μm硬化层;表面植入残余压应力达到-259 MPa,残余压应力层深达到700μm。超声波冲击强化处理后的空蚀性能提高2.36倍;空蚀表面形貌分析表明强化后试样空蚀机制由韧性断裂转变为脆性断裂和疲劳破坏。研究表明超声波冲击强化后试样表面晶粒细化、择优取向转变、硬度提高以及较高残余压应力等增强了材料的抗空蚀性能。     

高铬铁基等离子束表面冶金层的耐空蚀性能研究

用等离子束表面冶金法在低碳钢表面制备了高铬铁基冶金层,采用光学显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、超声振荡磁致伸缩仪等研究了冶金层的组织形态和耐空蚀性能;用扫描电子显微镜对空蚀过程中冶金层的形貌变化进行了跟踪观察,并对空蚀破坏的过程进行了分析.结果表明,Fe-Cr-Ni-B-Si-C冶金层有较高的显微硬度,经42 h空蚀试验后累积的质量损失量为0Cr13Ni6Mo不锈钢的1.227倍,具有一定的耐空蚀性能.加入0.17wt%的RE后冶金层晶粒细化,组织均匀致密,显微硬度明显提高,经42 h空蚀试验后累积的质量损失量仅为0Cr13Ni6Mo不锈钢的0.507倍,耐空蚀性能有显著改善.     

新型Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co堆焊合金空蚀性能

采用钨极氩弧焊(TIG)将新型Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co合金堆焊于304不锈钢表面进行空蚀试验,通过失重比较不同合金的抗空蚀性能.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和显微硬度计对合金层进行分析.结果表明:Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co合金的耐空蚀性能均优越于304不锈钢,其中Cr-Ni-Co优于Cr-Ni-Mo;空蚀破坏优先出现在堆焊层的晶界处;Cr-Ni-Co合金在空蚀过程中发生了因奥氏体向马氏体的转变,有利于能量吸收,延缓了空蚀的进行,提高其耐空蚀性能;堆焊合金的抗空蚀能力与合金本身的硬度和加工硬化能力有关.     

CrMnN双相不锈钢的空泡腐蚀行为研究

利用磁致伸缩空蚀实验机研究了CrMnN双相不锈钢在3％NaCl溶液中的空蚀行为，采用电化学技术测量了静态和空蚀条件下的自腐蚀电位变化和动电位扫描极化曲线．利用扫描电镜(SEM)跟踪观测了试样表面的空蚀形貌．结果表明：CrMnN双相不锈钢的抗空蚀性能优于水轮机的常规用材0Crl3Ni5Mo．CrMnN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消耗了空泡溃灭产生的冲击能量，从而提高CrMnN双相不锈钢的抗空蚀性能．在NaCl溶液中。空蚀使CrMnN不锈钢的自腐蚀电位负移300mV，阳极电流密度增大近3个数量级，但由NaCl引起的失重量对总失重量的贡献很小．     

超声声速无损评定304不锈钢晶粒尺寸

用A型脉冲超声纵波对不同晶粒尺寸的304不锈钢进行超声声速测量,建立纵波声速和晶粒尺寸之间的关系.结果表明,奥氏体不锈钢晶粒尺寸随着保温时间的延长或固溶温度的提高而长大,水冷条件下的纵波声速呈指数衰减趋势,空冷条件下的纵波声速呈线性衰减趋势.     

Cr-Ni-Co奥氏体堆焊材料的空泡腐蚀行为

采用一种新型的Cr-Ni-Co奥氏体堆焊材料用钨极氩弧焊(TIG)堆焊到304不锈钢表面,将堆焊层与304不锈钢基体做对比,在人工海水的条件下利用超声波振动设备对两种材料进行耐空泡腐蚀试验,用失重法评价两种材料的抗空蚀性能,对Cr-Ni-Co堆焊层不同时间的空蚀形貌用扫描电镜(SEM)进行跟踪观测.结果表明,与304不...     

清水和含沙水中20SiMn和0Cr13Ni5Mo钢的空蚀行为

利用超声振荡空蚀实验机对两种主要的水轮机用金属材料进行了清水和含水水条件下的空蚀行为研究,结果表明,高硬度的0Cr13Ni5Mo不锈钢抗清水和含水沙水的空蚀性能均显著高于低硬度的20SiMn低合金钢,在清水空蚀中0Cr13Ni5Mo不锈钢均匀脱落,而20SiMn低合金钢不均匀脱落,表面出明显的空蚀坑,空蚀和沙子冲蚀磨损的联合作用使得两种材料在含沙水中的空蚀失重显著高于水空蚀,0Cr13Ni5Mo不锈钢在含沙水中的空蚀育期显著缩短。     

TC4钛合金在溴化锂水溶液中的空蚀行为

利用超声波气蚀试验机研究了TC4钛合金在温度为25℃蒸馏水和38%溴化锂水溶液中的空蚀行为。利用扫描电镜跟踪观察了空蚀形貌,测量了空蚀条件下的累积失重以及表面粗糙度的变化,对比了其在溴化锂溶液中静态和空蚀条件下的动电位极化曲线。结果表明,在空蚀相同时间条件下,TC4在溴化锂溶液中的累积失重量相比蒸馏水中有所升高。与静态相比,空化使TC4的自腐蚀电位正移近230mV,电化学腐蚀速率增加一个数量级。两种介质中的空蚀形貌相似,都是由初期出现裂纹和蚀坑发展到后期的蜂巢状结构。在溴化锂水溶液空蚀过程中,力学因素是造成腐蚀磨损失重的主要因素,但在交互作用中腐蚀对空蚀的促进作用更为明显。     

Thermal spray and weld repair alloys for the repair of cavitation damage in turbines and pumps: A technical note

The cavitation and erosion resistance of 21 thermal spray coatings and four weld repair materials were investigated in the laboratory using cavitation jet and slurry erosion testing. Of the thermal spray coatings, Stellite® 6 deposited by the high velocity oxyfuel (HVOF) process had the lowest cavitation rate (11.7 mg/h). This was higher than the corresponding cavitation rate (3.2 mg/h) of 308 stainless steel weld metal currently used as a reference. In the slurry erosion testing, the volume loss of Stellite® 6 applied by the HVOF process was 5.33 cubic mm/h, much lower than the corresponding loss (11.17 cubic mm/h) in the currently used stainless steel 304 reference. Furthermore, the electrochemical potential difference between the carbon steel and HVOF sprayed Stellite 6 coating was 0.25 volts, half the potential difference between the 304 stainless steel carbon steel substrate, and will result in reduced galvanic corrosion of the substrate near the contact areas. Stellite 6 deposited by the HVOF process was recommended for repair of damage resulting from erosion and subsequent cavitation by caused by surface roughening.     

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。     

热带海洋大气环境下不锈钢的腐蚀寿命评估

目的 给出一种模拟万宁海洋大气环境的室内加速环境谱并对典型不锈钢材料进行寿命预测。方法 采用失重法对4种不锈钢的耐蚀性进行宏观分析。采用X射线光电子能谱分析仪（XPS）对4种不锈钢的腐蚀产物类型进行分析。采用扫描电子显微镜（SEM）对4种不锈钢的腐蚀产物进行微观分析。采用腐蚀电化学法对4种不锈钢进行宏观电化学分析。采用灰色关联度分析法研究室内加速环境谱与万宁海洋大气环境下户外暴露试验的相关性。结果 4种不锈钢的腐蚀失重速率都随着试验时间的增加而降低,其中430不锈钢腐蚀速率的减小程度最明显。4种不锈钢均在室内加速腐蚀试验中表现出较好的耐蚀性,耐蚀性由好到差依次为2205、316L、304、430不锈钢。XPS结果显示,304不锈钢与316L不锈钢的腐蚀产物主要为Fe₂O₃和Fe₃O₄;2205不锈钢的腐蚀产物主要包括Fe₂O₃以及Fe OOH或FeCr₂O₄;430不锈钢的腐蚀产物属于典型不锈钢的腐蚀产物,主要由...     

20SiMn在蒸馏水和3%NaCl溶液中的空蚀行为

利用磁致伸缩空蚀实验机研究了20SiMn低合金钢在蒸馏水和3％NaCl溶液中的空蚀行为。利用扫描电镜(SEM)跟踪观察了试样表面的空蚀形貌，测量了静态和空蚀条件下的极化曲线和腐蚀电位变化，分析了腐蚀因素的影响。结果表明：空蚀使20SiMn的自腐蚀电位正移近200mV，使电化学腐蚀速率增大54倍；3％NaCl溶液中最大失重率约为蒸馏水中的3倍。两种介质中的空蚀形貌相似，空蚀破坏首先在铁索体相以及相界和晶界发生，在空蚀初期，材料的失重主要来源于铁素体相区的小片剥落，随着空蚀的进行，由于裂纹的扩展和连接导致材料大块脱落。     

Effect of hydrochloric acid on pickling of hot-rolled 304 stainless steel in iron chloride-based electrolytes

Weight loss, corrosion potential and EIS measurements were performed to understand the role of HCl in the pickling of oxidised 304 stainless steel in iron chloride-based electrolytes. The surface finish was analysed with SEM-EDX. The oxidised 304 stainless steel is active on immersion, resulting in a low corrosion potential and a high weight loss. After certain duration the stainless steel either remains active or becomes passive depending on HCl content. At low HCl contents, an ongoing active-to-passive transition results in localised corrosion at pits, grain boundaries and honeycombed recesses. The corrosion potential becomes high and the weight loss is suppressed. The weight loss decreases in the initial stage and rises on extended pickling with adding HCl. Because of anodic brightening, the 304 stainless steel is always active as HCl is concentrated. In contrast with the material that is passivated, the charge transfer resistance is considerably low and the double layer capacitance is large during that brightening.     

亚稳奥氏体金属抗空蚀性能及其主要控制因素

用旋转圆盘实验机对5种亚稳奥氏体金属的抗空蚀性能和水轮机叶片用0Cr13Ni5Mo不锈钢进行了对比研究。结果表明，2种应力诱发马氏体Fe-Mn-Si-Cr形状记忆合金的抗空蚀性能远高于3种应变诱发马氏体相变奥氏体不锈钢和0Cr13Ni5Mo不锈钢。高的局域弹性性质he是Fe-Mn-Si-Cr形状记忆合金具有高抗空蚀性能的主要原因。he是影响亚稳奥氏体金属抗空蚀性能的首要控制因素，空蚀诱发马氏体耗散能量，空蚀表层硬度及加工硬化能力是影响亚稳奥氏体金属抗空蚀性能的第二控制因素。