激光清洗的典型应用及对基体表面完整性影响的研究进展

随着社会对环保、清洗效率以及清洗后表面质量的要求越来越高,传统清洗方法如机械清洗、化学溶剂清洗、水射流辅助清洗以及超声波清洗等已无法满足工业清洗的需求,不仅清洗效率低,被清洗表面质量得不到保证,甚至产生二次损伤,还容易对环境造成污染.先进激光清洗技术的出现为这些问题的解决提供了有效手段,这种清洗技术在不对环境造成污染的同时,还能有效保证清洗后的表面质量,展现了其特有的优越性,是21世纪最具潜力的清洗技术之一.激光清洗技术作为一种通过激光与污染物快速作用达到清洁目的的新型绿色清洗技术,可以广泛应用到除漆,除锈,除油,清除微米级、亚微米级颗粒,保护文物以及清洗城市涂鸦等各个方向.近年来,激光清洗成为工业清洗领域的研究热点,国内外研究人员在激光清洗的效率、工艺以及机理等方面做了大量研究工作,使激光清洗技术与理论体系日臻完善,激光清洗技术在各个领域的应用也逐渐成熟.但随着人们对激光清洗的工艺和机理研究不断深入,大多数研究的关注点仍集中在清洗效率和表面清洁度方面,在激光与污物层或基体的交互作用方向、表面完整性和性能演变方向的机理研究仍未取得进展,对清洗后表面质量的研究仍集中于表面粗糙度及显微硬度,对清洗后表层显微组织结构以及表面内应力等表面完整性方面的研究较少.本文列举了国内外各领域在激光清洗方面的典型应用,针对参数匹配的优化、清洗机理、清洗范围以及清洗后表面完整性的相关研究展开了讨论,并对激光清洗技术的未来发展方向进行了展望.     

隔热油管的腐蚀断裂失效分析

分析了某采油厂作业时隔热油管腐蚀断裂失效的原因。分析结果表明:隔热油管的腐蚀断裂是由于隔热油管螺纹与接箍密封性不好,在注入液态CO2和热蒸汽的过程中存在外漏,形成腐蚀溶液造成的。由于在整个闷井阶段持续存在热蒸汽泄漏,在隔热油管表面形成了流动腐蚀液,从而产生腐蚀沟槽的形貌。为避免类似事故的发生,建议在隔热油管与接箍之间的连接螺纹处增加密封设计。     

进口X12CrMoWVNbN10-1-1转子的显微组织和力学性能分析

X12CrMoWVNbN10-1-1钢在我国已被广泛用于超(超)临界机组汽轮机转子等大锻件,需求量较大,但目前仍依赖进口。国内对进口X12CrMoWVNbN10-1-1转子实物件的成分、纯净度、组织和性能尚缺乏全面了解。为此,本文对某进口X12CrMoWVNbN10-1-1转子进行了取样分析,以期为该钢种转子的国产化提供参考。     

一种高铬耐热钢的显微组织和负蠕变现象

采用扫描电镜、X射线衍射和蠕变试验研究了一种高铬铁素体耐热钢Fe-0.02C-8.72Cr-0.45Mo-1.76W-4.18Co-VNbN的显微组织和蠕变性能.结果表明:经1100℃×1h正火和700℃×1h+750℃×1h两阶段回火处理后,实验钢的显微组织为板条状回火马氏体,在650℃时效过程中有Fe2W型的Laves相析出.在650℃、250 MPa条件下该钢出现负蠕变现象,初步分析得知该现象的产生与蠕变过程中相的析出和粗化等有关.     

一种铸造镍基高温合金的凝固行为

M963合金的凝固顺序为：L→L γ→L （γ‘ MC） γ→（γ γ‘) （γ MC） γ→（γ γ‘） （γ MC） γ γ‘；凝固组织呈树枝状结构，由γ固溶体基体。γ‘析出组及分布在枝晶间区的骨架状MC碳化物和（γ＋γ‘）共晶组成；碳降低合金的液相线温度和（γ＋γ‘）共晶温度，提高MC碳化物的形成温度，增加MC碳化物的体积分数，降低（γ＋γ‘)共晶的体积分数；高熔点元素W和Co在枝晶干偏聚，Al,Ti,Nb,Cr和Mo在枝晶间偏聚。     

M963铸造镍基高温合金的液态结构分析

利用高温液态金属x射线衍射仪，研究了M963铸造镍基高温合金的熔体结构及其与熔体热历史的关系．结果表明：经较低温度(1793K)过热的熔体，1773K衍射时，在衍射强度曲线的小角部分出现两个明显的预峰，其相应的结构单元尺寸分别与固态合金中γ′相的100晶面间距和MC碳化物的110晶面间距相对应，说明熔体中存在NiaAl型和MC碳化物型两种有序原子团簇；经较高温度(1873K)过热的熔体，在1853K衍射时，衍射强度曲线的小角部分不出现任何预峰，随着温度的降低，只有与γ’相的100超结构峰对应的预峰重新出现，说明铸造镍基高温合金的熔体结构与熔体的热历史密切相关．     

降低可锻铸铁第一阶段石墨化温度的研究

在国内外近年来可锻铸铁孕育剂研究的基础上，研制出一种能在８００℃以下使共晶渗碳体迅速分解的可锻铸铁用高效孕育剂，其成分为０．４％～０．５％ＦｅＳｉＢａ５ＲＥ３＋０．１％ＮａＣｌ十０．０１％～０．０１３％Ｂｉ．用该复合孕育剂处理的可锻铸铁，在８００℃以下保温２０～３０ｈ，即可完全石墨化，机械性能可达到或超过ＫＴＨ３５０－１０．从而可取消传统的可锻铸铁退火必须经过９００℃以上高温保温的第一阶段石墨化．因此可大大降低退火能耗，减少退火箱的烧损，消除铸件的变形、过热和过烧．既降低生产成本，又提高铸件质量．此外，还讨论了此孕育剂对可锻铸铁的孕育机理．     

熔体过热处理对M963合金组织和高温持久性能的影响

对M963合金熔体进行了过热处理并在1248K／225 MPa条件下测试了其持久性。结果表明，随熔体过热温度的升高，铸态组织中的初生MC碳化物不断细化和均匀分布，合金的持久断裂寿命和塑性明显提高，但温度高达2023K的熔体过热处理，使合金中的气体含量升高，导致显微疏松增加，持久性能降低。在1923K温度下进行熔体过热处理，可使M963合金在1248K／225MPa条件下的持久寿命和持久塑性同时提高一倍以上。