不同材料抗气蚀性能的比较

对泵、阀、水轮机等流体机械过流部件常用材料进行了气蚀试验，通过光镜和扫描电对气蚀断口进行了观察，并结合材料的组织特点进行了分析。结果表明，当组织不均匀时，较弱组织道德破坏；具有均匀组织特别是低碳马氏体组织的不锈钢其抗气蚀性能优良；使钢具有均匀组织和高地提高抗气蚀性能有利。     

热变形后低铬耐磨铸铁的组织与耐磨性的关系

研究了低铬耐磨铸铁经40％热变形及不同方式冷却后的组织与耐磨性的关系。结果表明：该铸铁经热变形后的组织与耐磨性有良好的对应关系，其耐磨性随硬度的增加而增大，同时也与组织中碳化物的形状、大小及分布有关。     

热变形后低铬耐磨铸铁的组织与耐磨性的关系

研究了低铬耐磨铸铁经40%热变形及不同方式冷却后的组织与耐磨性的关系。结果表明:该铸铁经热变形后的组织与耐磨性有良好的对应关系,其耐磨性随硬度的增加而增大,同时也与组织中碳化物的形状、大小及分布有关。     

渗氮对钢的气蚀与磨蚀特性的影响

研究了渗氮对０Ｃｒ１３Ｎｉ４Ｍｏ、Ｑ２３５、１６ＣｒＮｉ４Ｍｏ和１２Ｃｒ４Ｎｉ４Ｍｏ４Ｖ四种钢气蚀与磨蚀特性的影响。发现渗氮可使Ｑ２３５、１６ＣｒＮｉ４Ｍｏ和１２Ｃｒ４Ｎｉ４Ｍｏ４Ｖ三种钢的耐气蚀与磨蚀性能显著提高，却使０Ｃｒ１３Ｎｉ４Ｍｏ（不锈钢）的耐气蚀性能明显下降，但能使其耐磨蚀性能提高。分析认为，这与气蚀、磨蚀机理及渗氮层的力学、物理化学特性有关。     

刀具特性参数与真空热处理工艺的关系

阐述了真空热处理工艺及其优缺点,从刀具形状、尺寸、材料等特性参数来考虑其对真空热处理装炉方式、升温速率、加热温度、保温时间、真空度的确定和可控气压的调节、冷却方式和介质优选的影响,详细讨论复杂刀具真空热处理工艺路线与各工序的相关问题.使真空热处理在保证刀具表面质量和小变形的同时,完善刀具的各项性能.     

Cavitation Erosion Characteristics of Nitrocarburized and HPDL-Treated Martensitic Stainless Steels

This article deals with plasma ion-nitrocarburising and high power diode laser (HPDL) surface treatment of 13Cr4Ni and X10CrNiMoV1222 martensitic stainless steels to enhance their cavitation erosion resistance. These steels are commonly used in hydro turbines and boiler feed pumps. These treated steels have been evaluated for cavitation erosion resistance and it has been observed that the plasma ion-nitrocarburising process has significantly enhanced the cavitation erosion resistance as compared to untreated steel whereas HPDL-treated steels have shown marginal improvement. This is due to formation of high hardness nitrides during nitrocarburising and formation of moderate hardness martensitic phase due to rapid heating and cooling rates involved in HPDL treatment. The cavitation erosion and micro-hardness data of plasma ion-nitrocarburized as well as HPDL-treated steel samples and their comparison with hard deposits such as stellite and HVOF coating form the main part of the article.     

热处理对M50NiL和16CrNi4Mo钢的抗气蚀与磨蚀性能的影响

对Ｍ５０ＮｉＬ和１６ＣｒＮｉ４Ｍｏ钢经不同工艺热处理后,在旋转圆盘仪上进行了气蚀和磨蚀试验,测出了相应的失重曲线,并对其显微组织进行了分析。最后优选出抗气蚀和磨蚀性能的强化工艺和组织形态。     

高压轴向柱塞泵缸体抗空化结构分析

针对高压轴向柱塞泵缸体内油液空化现象,分析缸体倾斜式柱塞腔和腰形孔抗空化结构对空化的抑制情况。基于Pumplinx仿真分析平台,对柱塞泵工作过程中缸体柱塞腔内气体体积分数进行仿真分析,分别探究缸体柱塞腔倾斜角度和腰形孔倾斜角度对空化的抑制情况;通过Kriging插值预测已知参数邻近未知参数,解析抗空化最优结构参数。结果表明：缸体腰形孔和柱塞腔倾斜最优角度分别为75.3°和9°,柱塞腔内气体体积分数分别降低了1.2%和1.7%。     

Influence of Welding Parameters on Microstructure and Mechanical Performance of Resistance Spot Welded High Strength Steels

This paper presents an experimental study on physical and mechanical properties of high strength steel plates（AISI 4130） joined by resistance spot welding by means of hardness mapping technique. Welding current and electrode force were selected as experimental parameters. The welded joints were exposed to tensile-shearing tests in order to determine the strength of the welded zones. Hardness and microstructural examinations were carried out in order to examine the influence of welding parameters on the welded joints. Hardness mapping test was conducted on the large area of weld zone, including the heat afected zone and base plate. Hardness map was used to investigate the efects of current on hardness and microstructure in diferent regions of weld. Low electrode force and high welding current, used during the welding, increased the expulsion. An optimum weld quality was obtained by using 6.5 kA weld current. It was found that mechanical performance of resistance spot welded samples is controlled by nugget diameter and expulsion. Results revealed that hardness mapping technique provides one of the best methods for the physical and mechanical understanding of heterogeneous microstructures using hardness criterion.     

Effect of the Chemical Composition and Structure of High-Chromium-Nitrogen Steels on Their Corrosion Resistance

Corrosion properties of high-chromium-nitrogen steels with different structures determined by the heat treatment processes are investigated. It is shown that the ferritic structure provided by hardening from 1200°C and tempering at 700°C is preferable for steels bearing 21 – 24% Cr and over 1% N.     

Corrosion Resistance of Knife Steels

Metal Science and Heat Treatment -     

表面微结构的宽深比与占空比对马氏体不锈钢空化和空蚀的影响

目的 探究表面微结构尺寸变化对空蚀过程的影响以及作用机制。方法 根据点阵型表面微结构的截面形状,改变其宽深比和占空比,用Gambit对其建立二维平面模型。使用Fluent软件对不同尺寸下微结构模型的空蚀过程进行模拟计算,得到绝对压力、含汽率以及气泡运动速度等参数。最后根据模拟计算的结果,在样品表面加工出不同占空比的微结构,使用磁致超声振动空化设备,在与数值模拟相同环境条件下进行空蚀试验,采用失重法对模拟结果进行验证。结果 数值模拟分析显示,微结构的宽深比和占空比对空蚀过程均有影响。当宽深比小于2.5时,微结构底面的含汽率降至0.1以下,沟槽内形成一层“液垫”,减缓了空蚀。相较于其他占空比,当占空比为0.91时,含汽率最小,保持在0.4以下,样品表面同样形成“液垫”,缓冲了气泡溃灭时作用在材料表面的冲击力。此外,随着占空比的增大,微结构表面的绝对压力与液体的饱和蒸汽压差距增大,降低了空化程度,同样起到了减缓空蚀的作用。不同占空比下的微结构样品和光滑样品的空蚀试验结果表明,微结构样品的空蚀质量损失均小于光滑样品的空蚀质量损失,且当占空比为0.91时,空蚀质量损失最小,为5.95 mg,远小于占空比为0.71和0.38时,微结构样品。同样证明了表面微结构占空比越大,材料的耐空蚀性能越好。结论 微结构宽深比主要影响微结构底面的含汽率,而占空比影响样品表面的绝对压力和微结构顶面的含汽率。相较于光滑表面,微结构样品可以有效减缓马氏体不锈钢的空蚀损伤。当宽深比较小、占空比较大时,材料表面的含汽率保持在较低的水平,有利于减缓空蚀损伤。     

结构陶瓷的力学行为与耐冲蚀磨损性能的关系

采用旋转转盘式液/固双相流冲蚀磨损试验机,研究Cr15Mo3高铬铸铁和α-Al2O3、ZTA、Si3N4 3种结构陶瓷材料的抗冲蚀磨损性能,分析了试验材料冲蚀磨损微观失效行为.结果表明Si3N4、ZTA、α-Al2O3陶瓷材料的抗冲蚀磨损性能分别为Cr15Mo3的21.2倍,7.0倍和5.2倍;陶瓷材料的冲蚀磨损率与材料韧性的4次方成反比,与材料强度也成反比,陶瓷材料韧性和强度是影响其抗冲蚀磨损性能的重要因素,硬度不是主要因素.冲蚀磨损后,微观上Cr15Mo3整体材料去除多,冲蚀、腐蚀坑明显,失效形貌呈"W"型;Al2O3、ZTA材料主要是晶界粘结相失去多,晶粒裸露,但晶粒无破碎和裂纹产生,失效形貌呈"U"型,Si3N4材料晶界粘结相失去少,冲蚀磨损表面光滑.     

钢的回火时间-温度-硬度动力学关系

研究了55NiCrMoV7钢在100℃～700℃、90s～665h之间回火的组织和力学性能变化。以钢的淬、回火和退火硬度作为基本参数,定义了回火度的概念,提出了具有Johnson-Mehl-Avrami关系式形式的、适用于无二次硬化钢的回火(时效)动力学规律。由该规律出发可以推出Hollomon-Jaffe回火参数与时间、温度和硬度的关系式。     

贝氏体钢的显微组织和耐磨性

设计了一类新型系列贝氏体钢，研究了其组织和耐磨性，试验表明，在低碳范围几乎可得到全部贝氏体组织，随含碳量增加，贝氏体量减少，形态也发生变化，同时马氏体量增多。“Ｃ”曲线测定结果表明，所设计的钢具有高的贝氏体淬透性，可在较大截面上获得均匀的组织和性能。耐磨性试验结果表明，在合适的成分和空冷时可得到近半贝氏体和半马氏体的组织，比目前使用的几种典型耐磨材料具有更高的耐磨性。     

材料的抗磨损与抗汽蚀性能试验研究

用失重法研究颗粒浓度,旋转速度,液体介质对杂质泵过流部件材料磨损与汽蚀的影响,通过12种材料对比试验,探索硬度与磨损,韧性与汽蚀之间的关系。结果表明,含Cr,W,Mo的材料硬度高,抗磨损性能好,含Ti,Ni,Al的材料韧性高,抗汽蚀性能好;既有高硬度,又有良好韧性的材料抗磨蚀性能好;材料的抗磨性与材料本身的硬度有关;材料的抗空蚀性与材料本身的塑性,韧性和强度有关。     

低碳钢与304不锈钢的超声空蚀机理对比研究

目的研究低碳钢及304不锈钢在蒸馏水中的超声空蚀行为及损伤机理,并评价低碳钢及304不锈钢的抗空蚀能力,为抗空蚀材料的选择提供依据。方法采用符合ASTM国际标准的超声空蚀实验装置,开展低碳钢及304不锈钢在蒸馏水中不同时间的超声空蚀实验,从累积质量损失(失重)、累积质量损失率(失重率)、试样表面形貌和残余应力等方面对两种材料的超声空蚀行为进行描述和对比分析。结果低碳钢试样空蚀开始15 min后进入空蚀加速期,在90 min左右存在较短的空蚀稳定期,而后迅速进入空蚀衰减期;304不锈钢试样在空蚀30min内累积失重率变化缓慢,之后随着空蚀时间的延长而急剧增加,在120min后进入空蚀衰减期。低碳钢与304不锈钢的空蚀变形机制以滑移为主。随着空蚀的发展,低碳钢晶粒经历了晶粒取向→晶粒细化→晶界开裂→晶粒碎化→剥落的变化过程。而在同等实验条件下,304不锈钢试样的变化相对滞后,且残余应力值较大。结论由于空蚀裂纹在304不锈钢中的深层扩展受到奥氏体相的阻碍,从而对空蚀的发展产生关键的抑制作用,使得304不锈钢的抗空蚀能力较强。