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304不锈钢表面激光熔覆铁基合金组织及抗空蚀性能
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作者 金峰 张松 +2 位作者 王莉 吴臣亮 霍莎 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第4期530-537,共8页
【目的】304不锈钢是一种以奥氏体为主要晶体结构的铬镍不锈钢,因其优异的耐热性和耐蚀性,广泛应用于航空、船舶和化工等行业。然而,304不锈钢硬度较低,抗空蚀性能不足,作为水轮机叶片材料时,其表面在复杂环境下易出现凹坑、剥落等现象... 【目的】304不锈钢是一种以奥氏体为主要晶体结构的铬镍不锈钢,因其优异的耐热性和耐蚀性,广泛应用于航空、船舶和化工等行业。然而,304不锈钢硬度较低,抗空蚀性能不足,作为水轮机叶片材料时,其表面在复杂环境下易出现凹坑、剥落等现象,显著缩短叶片使用寿命。【方法】为提升304不锈钢的使用寿命,采用激光熔覆技术在其表面制备了新型铁基合金熔覆层。通过相分析、组织观察、EBSD分析、硬度测试和空蚀试验,系统分析了熔覆层的相组成、晶体学特征、显微硬度及抗空蚀性能。【结果】研究结果显示,铁基合金熔覆层主要由α-Fe基体相和Cr_(23)C_(6)相组成。熔覆层成形质量良好,几乎无微裂纹,仅有少量孔隙。显微结构呈现出典型的非平衡凝固特征,由枝晶及枝晶间的网状组织构成,并从底部至顶部依次出现平面晶、胞状晶、柱状晶及等轴晶的形貌。EBSD分析表明,熔覆层内形成了高密度晶界且无明显织构。熔覆层横截面显微硬度在640~750 HV 0.2之间,显著高于304不锈钢基体的显微硬度(187.6 HV 0.2)。这种高硬度主要归因于溶质原子引起的固溶强化、分散在网状枝晶间的Cr_(23)C_(6)和Cr_(7)C_(3)硬质相的第二相强化,以及高密度晶界带来的晶界强化。在300 min的空蚀试验中,304不锈钢基体的累计质量损失为24.8 mg,而铁基合金熔覆层的损失仅为7.8 mg,约为基体的31.5%。整个试验过程中,熔覆层的累计质量损失均低于304不锈钢基体。空蚀损伤表面分析表明,空泡腐蚀过程中气泡坍塌产生的剪切波会在材料表面形成应力积累,导致滑移带的生成,滑移带处易萌生并扩展裂纹,最终造成材料剥落形成空蚀坑。细小晶粒、高晶界密度及高显微硬度是熔覆层具备优异抗空蚀性能的关键因素。【结论】高硬度铁基合金熔覆层显著提升了304不锈钢基体的抗空蚀性能。本研究设计并制备了一种用于304不锈钢表面改性的高硬度铁基合金熔覆层,为激光熔覆技术在水轮机叶片表面强化涂层中的应用提供了潜在的解决方案。 展开更多
关键词 激光熔覆技术 304不锈钢 铁基合金 相分析 显微组织 织构 显微硬度 空蚀性能
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多弧离子镀硬质膜的抗空蚀性能研究 被引量:7
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作者 潘国顺 杨文言 +1 位作者 邵天敏 王义民 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期15-18,共4页
利用磁致伸缩振动空蚀试验装置 ,研究了灰口铸铁表面多弧离子镀 Ti N、Cr N及 (Ti,Cr) N硬质膜的抗空蚀性能 .研究结果表明 ,离子镀硬质膜的抗空蚀性能与铸铁基体的表面粗糙度、离子镀层的表面特征、镀膜过程中工件负偏压及镀层厚度密... 利用磁致伸缩振动空蚀试验装置 ,研究了灰口铸铁表面多弧离子镀 Ti N、Cr N及 (Ti,Cr) N硬质膜的抗空蚀性能 .研究结果表明 ,离子镀硬质膜的抗空蚀性能与铸铁基体的表面粗糙度、离子镀层的表面特征、镀膜过程中工件负偏压及镀层厚度密切相关 .采用屏蔽离子镀可以有效地减少膜层表面的微颗粒及微缺陷 ,从而改善材料的抗空蚀性能 .当基片负偏压为 30 0 V而膜厚为 3μm时 ,硬质膜的抗空蚀性能最佳 . 展开更多
关键词 多弧离子镀 陶瓷硬质膜 空蚀性能 灰口铁
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微织构激光加工及表面空蚀性能测试 被引量:4
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作者 赵恩兰 杨海峰 +3 位作者 孙渤 郭华锋 王磊 董妍 《热加工工艺》 北大核心 2020年第16期106-108,共3页
采用紫外纳秒脉冲激光在1060高纯度铝板表面进行加工,研究了不同的激光加工遍数对三角形微织构和矩形微织构表面形貌的影响,并对平面、三角形微织构、矩形微织构和激光处理的粗糙表面进行空蚀性能实验研究。结果表明,矩形微织构表面具... 采用紫外纳秒脉冲激光在1060高纯度铝板表面进行加工,研究了不同的激光加工遍数对三角形微织构和矩形微织构表面形貌的影响,并对平面、三角形微织构、矩形微织构和激光处理的粗糙表面进行空蚀性能实验研究。结果表明,矩形微织构表面具有最好的抗空蚀性能,其归因于表面微结构对空化和空泡溃灭的抑制作用。 展开更多
关键词 纳秒激光 高纯度铝板 织构 空蚀性能
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亚稳态金属材料抗空蚀性能研究 被引量:1
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作者 王再友 徐英鸽 朱金华 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2003年第1期32-35,共4页
用旋转圆盘实验机研究了三种金属材料的空蚀。试验结果表明 :Fe -Mn -Si形状记忆合金、Fe -Cr-Ni-Mn不锈钢空蚀中分别诱发产生密排六方晶体结构的马氏体和体心立方晶体结构的马氏体 ,其抗空蚀性能依次为 0Cr13Ni5Mo不锈钢的 7.3倍和 2 .... 用旋转圆盘实验机研究了三种金属材料的空蚀。试验结果表明 :Fe -Mn -Si形状记忆合金、Fe -Cr-Ni-Mn不锈钢空蚀中分别诱发产生密排六方晶体结构的马氏体和体心立方晶体结构的马氏体 ,其抗空蚀性能依次为 0Cr13Ni5Mo不锈钢的 7.3倍和 2 .1倍。亚稳态金属材料抗空蚀性能与空蚀过程中动态相变对应力的响应密切相关。空蚀诱发马氏体相变不仅有利于改善材料抗空蚀性能 ,而且马氏体相变及其逆转变引起的能量耗散和伪弹性大大提高了Fe-Mn 展开更多
关键词 马氏体相变 亚稳态金属材料 0Cr13Ni5Mo不锈钢 空蚀性能
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32Mn25Al3Cr5RE耐空蚀性能研究 被引量:1
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作者 陈才金 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期45-47,共3页
报道了32Mn25Al3Cr5RE不锈钢振动空蚀现象和机理。试验结果表明,不同状态32Mn25Al3Cr5RE的耐空蚀性能比1Cr18Ni9Ti高3~7倍。
关键词 不锈钢 高锰钢 空蚀性能
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空蚀诱发相变对金属材料抗空蚀性能的影响
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作者 王再友 朱金华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1191-1194,1203,共5页
用旋转圆盘试验机研究了 4种金属材料的抗空蚀性能 ,结果表明 :亚稳态金属材料Fe -Mn-Si合金、Fe -Cr -Mn -Ni和Fe -Cr -Ni不锈钢空蚀中分别诱发了密排六方晶体结构马氏体和体心立方晶体结构马氏体 ,其抗空蚀性能依次分别为 0Cr13Ni5Mo... 用旋转圆盘试验机研究了 4种金属材料的抗空蚀性能 ,结果表明 :亚稳态金属材料Fe -Mn-Si合金、Fe -Cr -Mn -Ni和Fe -Cr -Ni不锈钢空蚀中分别诱发了密排六方晶体结构马氏体和体心立方晶体结构马氏体 ,其抗空蚀性能依次分别为 0Cr13Ni5Mo不锈钢的 7 3倍、1 8倍和 1 6倍 ;空蚀诱发马氏体相变有助于提高材料的抗空蚀性能 ,并与空蚀过程中动态相变对应力的响应密切相关 ;马氏体相变及其逆转变引起的能量耗散和伪弹性大大提高了Fe -Mn -Si合金的抗空蚀性能 . 展开更多
关键词 亚稳态金属材料 不锈钢 空蚀性能 马氏体相变 旋转圆盘试验机 能量耗散
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水工混凝的空蚀试验及抗空蚀性能
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作者 梁川 唐树德 《四川联合大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 1999年第4期92-96,共5页
利用旋转圆盘空蚀试验装置,通过在拟定水流条件下对不同配合比混凝土材料的抗空蚀试验,测定并分析了该类蚀材的抗空蚀行为。结果表明,水工混凝土在空蚀荷载的交变应力应变和单向应力应变作用下,其空蚀特征参数(如失重率、麻点率、... 利用旋转圆盘空蚀试验装置,通过在拟定水流条件下对不同配合比混凝土材料的抗空蚀试验,测定并分析了该类蚀材的抗空蚀行为。结果表明,水工混凝土在空蚀荷载的交变应力应变和单向应力应变作用下,其空蚀特征参数(如失重率、麻点率、表面裂缝、潜伏时间等)与疲劳特性指标(如断裂韧性、弹模、强度、硬度等)具有良好的相关关系。 展开更多
关键词 水工混凝土 疲劳性能 空蚀性能 试验
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CeO_(2)改性多尺度WC-CoCr涂层组织结构及空蚀性能研究 被引量:3
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作者 杨长春 丁翔 +2 位作者 田英豪 袁成清 王韶毅 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期4027-4033,共7页
采用超音速火焰喷涂技术,制备多尺度WC-10Co_(4)Cr涂层和纳米CeO_(2)改性涂层。研究添加纳米CeO_(2)对多尺度WC-10Co_(4)Cr涂层组织结构、力学性能的影响。并采用超声振动空蚀装置研究淡水介质中涂层的空蚀行为和机理。研究表明,改性涂... 采用超音速火焰喷涂技术,制备多尺度WC-10Co_(4)Cr涂层和纳米CeO_(2)改性涂层。研究添加纳米CeO_(2)对多尺度WC-10Co_(4)Cr涂层组织结构、力学性能的影响。并采用超声振动空蚀装置研究淡水介质中涂层的空蚀行为和机理。研究表明,改性涂层和未改性涂层物相均主要由WC相和非晶CoCr组成,没有产生明显的脱碳相。纳米CeO_(2)改性多尺度WC-10Co_(4)Cr涂层具有更低孔隙率(0.25%),但涂层显微硬度(1134 HV0.3)只有多尺度WC-10Co_(4)Cr涂层的83%。同时其开裂韧性(5.27 MPa·m^(1/2))相对于多尺度WC-10Co_(4)Cr涂层降低了4%。纳米CeO_(2)的添加削弱了涂层在淡水介质的抗空蚀性能,其抗空蚀性能只达到多尺度WC-10Co_(4)Cr涂层的61%。纳米CeO_(2)的添加降低了多尺度WC-10Co_(4)Cr涂层的孔隙率,但同时削弱了涂层的力学性能,由此降低了涂层的抗空蚀性能。 展开更多
关键词 WC-10Co_(4)Cr涂层 超音速火焰喷涂 硬质合金 多尺度 CeO_(2) 空蚀性能
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热/冷喷涂典型抗空蚀涂层结构与性能研究 被引量:3
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作者 刘伟杰 武三栓 +4 位作者 何春艳 褚欣 刘敏 张楠楠 谢迎春 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期281-289,300,共10页
冷喷涂作为近年来兴起的涂层固态沉积技术,所制备的涂层具有高结合强度、高硬度、无氧化夹杂等优点,在过流器械表面的空蚀损伤防护方面极具应用潜力。采用冷喷涂技术,在40Cr钢基体表面制备了高致密的CuAl9Fe1铝青铜抗空蚀涂层,利用光镜... 冷喷涂作为近年来兴起的涂层固态沉积技术,所制备的涂层具有高结合强度、高硬度、无氧化夹杂等优点,在过流器械表面的空蚀损伤防护方面极具应用潜力。采用冷喷涂技术,在40Cr钢基体表面制备了高致密的CuAl9Fe1铝青铜抗空蚀涂层,利用光镜/扫描电镜、显微硬度计、超声波空蚀试验机、三维轮廓仪等设备,表征了涂层的微观结构、力学性能及抗空蚀性能,分析了涂层的空蚀破坏形貌及机理,并与超音速火焰(high-velocity oxygen-fuel,HVOF)喷涂制备的WC类典型抗空蚀涂层(WC-Co-Cr和WC-Cr_(2)C_(3)-Ni)进行了对比。结果表明,冷喷涂CuAl9Fe1涂层的平均孔隙率为1.4%,平均显微硬度为3126 MPa,平均结合强度为32.3 MPa,空蚀6 h的空蚀深度为4.988μm;与之相比,HVOF喷涂的WC-Co-Cr和WC-Cr_(2)C_(3)-Ni涂层的平均孔隙率分别为0.7%和1.6%,平均显微硬度分别为10 065和10 094 MPa,平均结合强度分别为84.2和73.5 MPa,空蚀6 h的空蚀深度分别为11.901和10.645μm。冷喷涂CuAl9Fe1涂层虽硬度较低,但塑韧性较好,可有效抑制空蚀过程中颗粒结合界面的裂纹萌生、扩展导致的颗粒脱落,因此相比HVOF制备的WC类涂层具有更高的抗空蚀性能。 展开更多
关键词 冷喷涂 铝青铜涂层 超音速火焰喷涂 WC基涂层 空蚀性能
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NiCrWFeSiBCCo合金涂层的组织与耐空蚀性 被引量:3
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作者 夏铭 李改叶 +1 位作者 王泽华 胡亚群 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期111-114,134,共4页
采用超音速火焰喷涂技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体表面制备Ni Cr WFe Si BCCo合金涂层.采用金相显微镜(OM)、超景深体视显微镜(SM)、扫描电镜(SEM)观察涂层的显微组织和空蚀前后表面的微观形貌;采用表面粗糙度测试仪和显微硬度测试仪对... 采用超音速火焰喷涂技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体表面制备Ni Cr WFe Si BCCo合金涂层.采用金相显微镜(OM)、超景深体视显微镜(SM)、扫描电镜(SEM)观察涂层的显微组织和空蚀前后表面的微观形貌;采用表面粗糙度测试仪和显微硬度测试仪对涂层表面粗糙度和显微硬度进行表征;采用X-Ray衍射仪(XRD)分析涂层的相组成;采用磁致伸缩空蚀试验仪测定涂层的空蚀性能,并与1Cr18Ni9Ti不锈钢的空蚀性能进行比较.结果表明,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备的Ni Cr WFe Si BCCo涂层组织均匀,结构致密(平均孔隙率为0.63%),硬度为1 004HV,Ni Cr WFe Si BCCo涂层的抗空蚀性能明显优于1Cr18Ni9Ti不锈钢. 展开更多
关键词 超音速火焰喷涂 涂层 空蚀性能
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热喷涂抗空蚀涂层及改性技术研究进展 被引量:9
11
作者 马俊凯 侯国梁 +4 位作者 安宇龙 赵晓琴 周惠娣 陈建敏 段文山 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期113-127,共15页
当今世界各国对高速舰船、绿色水电设施以及先进飞行器的需求愈发迫切,但动力核心部件-推进器、水轮机和航空发动机无一例外存在严重的空蚀损坏问题,亟需利用对部件尺寸适应性好的热喷涂技术在其表面制备抗空蚀涂层进行防护。针对现役... 当今世界各国对高速舰船、绿色水电设施以及先进飞行器的需求愈发迫切,但动力核心部件-推进器、水轮机和航空发动机无一例外存在严重的空蚀损坏问题,亟需利用对部件尺寸适应性好的热喷涂技术在其表面制备抗空蚀涂层进行防护。针对现役过流部件常用金属材料在不同液体介质中易空蚀损坏的本质问题,分类详述热喷涂技术制备的金属、陶瓷和金属陶瓷三大类抗空蚀涂层的优势和研究现状,着重介绍其抗空蚀机理,并基于热喷涂涂层空蚀损坏的共性难题,论述多种行之有效的改性技术。通过与常用金属材料的空蚀性能对比,指出在不同工况环境下分别最有潜力获得应用的涂层种类。提出未来应从研制新材料和发展实用性更强的改性技术两个方面共同设计构筑性能更为优异的抗空蚀涂层,更好地推动其应用并解决装备的空蚀损伤问题。 展开更多
关键词 空蚀性能 损坏机理 热喷涂技术 涂层
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Ti6Al4V合金热浸镀铝的空蚀行为研究 被引量:2
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作者 徐垚 崔向红 +2 位作者 王树奇 王兰 张秋阳 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第16期191-193,共3页
采用热浸镀法在Ti6Al4V合金表面制备Ti Al3涂层,并在550℃真空保温5 h。对热浸镀后材料与Ti6Al4V合金进行了空蚀试验对比。通过X射线衍射仪、扫描电镜及显微硬度测量等手段研究了涂层的组织形态和耐空蚀性能。结果表明:热浸镀铝比Ti6Al4... 采用热浸镀法在Ti6Al4V合金表面制备Ti Al3涂层,并在550℃真空保温5 h。对热浸镀后材料与Ti6Al4V合金进行了空蚀试验对比。通过X射线衍射仪、扫描电镜及显微硬度测量等手段研究了涂层的组织形态和耐空蚀性能。结果表明:热浸镀铝比Ti6Al4V合金空蚀累积质量损失低,具有更好的抗空蚀性能,这与Ti6Al4V合金表面形成的Al3Ti的强化作用有关。热浸镀铝和Ti6Al4V合金空蚀20 h后横截面显微硬度都降低,发生了加工软化现象,使得材料表面逐渐脱落。 展开更多
关键词 TI6AL4V合金 热浸镀Al 空蚀性能 化合物涂层
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温态超声冲击强化对AA6061-T6空蚀行为的影响 被引量:1
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作者 罗庸生 李豪 +4 位作者 谌江涛 李一飞 张庆龙 李荣和 赵夙 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期427-435,445,共10页
目的进一步提高超声冲击处理对AA6061-T6抗空蚀性能的强化效果。方法通过不同温度(RT、50、100和150℃)温态超声冲击强化处理,结合冲击强化与动态应变时效(DSA)的优点,获得应变速率更高、密度位错更高的塑性变形强化层,以提高其抗空蚀... 目的进一步提高超声冲击处理对AA6061-T6抗空蚀性能的强化效果。方法通过不同温度(RT、50、100和150℃)温态超声冲击强化处理,结合冲击强化与动态应变时效(DSA)的优点,获得应变速率更高、密度位错更高的塑性变形强化层,以提高其抗空蚀性能。利用X射线衍射技术(XRD)、金相显微镜研究了强化层的微观组织。利用显微硬度仪研究了强化层深度方向的硬度分布。利用超声振动空蚀平台、扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜,研究了强化试样的空蚀性能及空蚀机理。结果随温度的升高,强化后的铝合金近表层分别形成30、50、70、90μm的晶粒细化层,表面择优取向由(200)转变为(111);强化温度为50℃时的表面显微硬度最高,较原始试样提高了108.2%;经300 min空化腐蚀后,常温、50、100、150℃条件下处理的超声冲击试样的抗空蚀性能分别是未处理试样的1.77、2.03、1.49和1.38倍;温态冲击强化后,试样的空化腐蚀损伤机制不仅包括初始的韧性断裂破坏,还增加了脆性及疲劳损伤形式。结论经过温态超声冲击强化处理后,AA6061-T6的抗空蚀性能随温度的升高呈先增后减的趋势,强化温度为50℃时最优。强化试样的抗空蚀性能提高归因于表面硬度增加、晶粒细化和择优取向转变等多种因素的综合作用。 展开更多
关键词 AA6061-T6 温态超声冲击强化 空蚀性能 微观组织 力学性能
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HF粉煤灰混凝土与普通混凝土抗冲耐磨性能试验研究 被引量:14
14
作者 韩苏建 程哲 +1 位作者 李元婷 李萍 《西北水资源与水工程》 2003年第3期17-19,共3页
在依据水力冲刷原理和文丘里原理设计的材料抗冲磨机以及空蚀发生器上,研究了不同流速、不同含沙量水流条件下HF粉煤灰混凝土和普通C30混凝土抗冲耐磨和抗空蚀性能。试验结果表明HF粉煤灰混凝土及普通C30混凝土抗冲耐磨和抗空蚀性能随... 在依据水力冲刷原理和文丘里原理设计的材料抗冲磨机以及空蚀发生器上,研究了不同流速、不同含沙量水流条件下HF粉煤灰混凝土和普通C30混凝土抗冲耐磨和抗空蚀性能。试验结果表明HF粉煤灰混凝土及普通C30混凝土抗冲耐磨和抗空蚀性能随冲刷水流介质条件的变化而变化,以及具有较高抗压强度的HF粉煤灰混凝土抗冲耐磨和抗空蚀性能明显优于强度相对较低的C30普通混凝土这一事实。 展开更多
关键词 水工建筑物 HF粉煤灰混凝土 普通混凝土 抗冲耐磨 空蚀性能 试验
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