海水环境中金属材料腐蚀磨损及耐磨防腐一体化技术的研究进展

随着"建设海洋强国"战略的实施,发展海洋装备、建设海洋工程成为推进和实施国家海洋战略的重要内容。鉴于海洋装备长期服役于海洋环境,因此海洋工程材料的腐蚀损伤是不可回避的关键问题,尤其是海洋装备中的运转部件,如海水泵、阀、海水液压传动系统、水下作业机器手、深海勘探和开采装备等面临腐蚀与磨损的耦合损伤。基于此,针对典型金属材料在海水环境中的腐蚀磨损失效行为及机理,综述了服役工况、腐蚀介质、电化学及材料因素对典型金属材料(如不锈钢、钛合金、铝合金、镍合金)在海水环境中腐蚀磨损性能的影响,综合分析了服役工况、腐蚀介质浓度、p H值、外加电位与材料性能之间的关系,阐明了金属材料腐蚀磨损过程中腐蚀、磨损及其交互作用。在此基础上,对比了一系列耐磨与防腐一体化涂层技术,如PVD涂层、热喷涂涂层、电镀涂层及聚合物粘结涂层的腐蚀磨损性能及典型应用,分析了耐磨与防腐一体化防护材料对腐蚀磨损性能的优化机理,以期为解决金属材料的腐蚀磨损问题提供有益借鉴。     

预热对27SiMn钢激光熔覆热影响区显微组织和力学性能的影响

采用激光熔覆技术在27SiMn钢表面制备了铁基熔覆层,考察了预热对27SiMn钢热影响区显微组织及力学性能的影响。结果表明,激光熔覆27SiMn钢热影响区出现大量马氏体组织;拉伸断裂断口由河流状解理面、撕裂棱及韧窝组成,表现为准解理断裂;预热处理有效减少了马氏体含量,且出现珠光体组织。预热温度100℃时,淬火层硬度下降25.4%、延伸率提升11.5%、抗拉强度下降14.3%。预热温度升高至300℃时,拉伸断裂方式转变为韧性断裂。适当的预热可有效减少27SiMn钢热影响区的马氏体组织,缓解淬冷导致27SiMn钢的韧性下降问题,提升激光熔覆27SiMn钢液压油缸的服役安全性。     

鄂尔多斯煤田典型煤矿环境的腐蚀性研究

煤矿设备因长期处于高湿、高风速和酸碱浸蚀等恶劣的环境中,受到的腐蚀损害十分严重。目前,关于煤矿典型环境腐蚀性的实地研究还比较少,相关的技术指导和参考数据较稀缺,制约了煤矿设备耐蚀材料与防护技术的开发。以鄂尔多斯煤田3个煤矿为例,分别检测了与矿井空气、水、乳化液和煤炭样品的环境腐蚀性有关的参数。检测结果表明:矿井空气环境的腐蚀评级与SO₂密切相关,3个煤矿的煤矿装备材料与防护技术的研发应充分考虑矿井空气环境中SO₂的含量;3个煤矿的顶板水样品的腐蚀程度均为弱腐蚀,而乳化液的为中腐蚀。提高乳化液配制水标准,有助于减轻液压支架油缸的腐蚀损害;3个煤矿的煤炭的腐蚀程度评级均为4级。另外,在液压支架用液压油缸表面分别制备不同的外壁激光熔覆层和内壁熔铜层,并将镀层样品分别在乳化液、煤泥和中性盐雾腐蚀环境下进行腐蚀试验,结果表明,各样品在不同腐蚀环境下的腐蚀行为差异明显,作用机理也各有不同。这些试验和分析为提升煤矿装备的服役安全性提供了理论参考。     

特厚F690海工钢焊接接头的组织及腐蚀磨损研究

选择OK Tubrod 15.27S为焊丝,利用自动埋弧焊技术对厚度为80 mm的特厚F690海工钢板进行了双面多层焊接,观察了F690海工钢焊接接头的显微组织,测试分析了F690海工钢焊接接头在3.5%NaCl溶液中的摩擦磨损行为、腐蚀行为。结果表明:在焊接电流450 A、焊接速度52 cm/min条件下得到的接头组织致密,焊缝区显微组织主要由细小的板条状贝氏体和粒状贝氏体组成。在3.5%NaCl溶液中,焊缝区比热影响区表现出更好的耐磨性;焊缝区和热影响区的磨损机制与载荷大小有关,10 N时表现为磨粒磨损,20 N和30 N时表现为磨粒磨损和粘着磨损的混合磨损。与热影响区相比,焊缝区的自腐蚀电位较高、钝化区较小,耐蚀性较低。     

宽温域连续润滑材料的研究进展

航空、航天及核电等高新技术产业中苛刻工况下相关运动部件的润滑和耐磨问题是影响整个系统可靠性和寿命的主要因素,因此对具有宽温域连续润滑功能的新型润滑材料提出了越来越迫切的需求。文中综述了自润滑复合材料、"发汗"润滑材料、PS/PM自润滑涂层及温度"自适应"润滑涂层的研究成果,包括润滑剂及复配的选择依据、新型润滑剂对宽温域连续润滑材料组织结构、摩擦学行为、摩擦化学反应、润滑机理等的影响,并对不同润滑剂材料体系的宽温域连续润滑材料进行了系统的总结,在此基础上展望了宽温域连续润滑材料的发展趋势。     

LS-DYNA在板料成形仿真中的应用

讨论了LS-DYNA自适应方法在板料成形分析中的一般过程；基于LS—DYNA的板料成形有限元分析分为前处理、求解和后处理；前处理设置单元属性、构建模型、划分网格、定义接触、初始条件、载荷及约束、求解时间和输出文件等。再用LS—PREPOST查看结果，动画模拟过程，得出能量、应力等变化曲线。并以板料的半球件成形为例进行了分析和验证。     

板料成形有限元模拟中自适应三角形网格的研究

针对非规则几何区域的有限元网格剖分,提出了栅格法与推进法结合的新的三角形自适应剖分算法、三角形单元网格的动态自适应加密和聚合算法和基于板料模具穿透量的加密判据和基于法矢量的聚合判据,实现了空间三角形单元网格的划分、自适应加密、动态聚合和重划分.     

激光熔覆TiC增强镍基熔覆层的微观组织与耐磨性研究

选择微纳尺度TiC为增强相、镍粉为基体粉,利用激光熔覆技术制备TiC增强镍基熔覆层,考察了TiC对熔覆层微观结构和耐磨性的影响。结果表明,镍基熔覆层组织以γ-Ni和TiC为主;高TiC含量时易引起熔覆层顶部TiC偏聚;随着TiC含量增加,熔覆层的硬度逐渐增大且表层硬度升高更为明显;三体磨损实验结果表明,复合熔覆层的耐磨性随着TiC含量升高而降低,表明冲击载荷下脆性增强相不利于提升熔覆层的耐磨性。     

MgCO3对AM60B镁合金组织形貌及性能的影响

采用金相显微镜、电子探针、扫描电镜及电子万能拉仲试验机等设备分析研究了MgCO3对AM60B镁合金的显微组织和力学性能的影响。显微组织观察表明,MgCO3能够明显起到品粒细化的作用,改善了实验合金的显微组织。力学性能测试表明,由于MgCO3的添加提高了合金的力学性能。并且当MgCO3添加量质量分数为1．2％时,合金的抗拉强度达到181MPa,硬度达到57HV。     

Ni元素对等离子喷涂铁基涂层组织和摩擦磨损性能的影响

为解决铝合金发动机缸体耐磨性差的问题,采用等离子喷涂技术在铝合金表面制备了不同Ni含量的铁基涂层(XPT?512?Ni),系统研究金属Ni对铁基涂层组织结构、力学性能以及摩擦磨损性能的影响.结果表明:XPT?512?Ni系铁基涂层组织主要由铁素体(F)、渗碳体(Fe3 C)以及少量FeO和Ni相组成;涂层与铝基体形成良...