AlON陶瓷的研究现状与发展趋势

氮氧化铝(AlON)具有良好的耐高温性、热振稳定性、抗侵蚀性、透光性和可加工性能,在近紫外光到中红外光范围内具有良好的透光性,且透光性为各向同性。这些优异的性能决定了其在国防和民用领域都具有广泛的应用前景。本文简要介绍了AlON陶瓷的晶体结构、特性及工业应用情况,评述了AlON粉末和AlON陶瓷的制备方法,讨论了烧结工艺、烧结助剂等对AlON陶瓷组织与性能的影响以及烧结助剂对烧结工艺的影响,提出了存在的关键科学和技术问题,并展望了AlON陶瓷今后的发展方向。

水轮机过流部件抗磨蚀涂层技术研究进展

水轮机过流部件在运行过程中,因长期受到气蚀、高速水流中泥沙等硬质颗粒的磨损等作用而产生磨蚀破坏,导致过流部件材料失效,严重影响了水轮机的运行效率、安全性和服役寿命。在过流部件表面进行涂层防护是提高水轮机抗磨蚀能力的有效方法之一。简要阐述了水轮机过流部件气蚀和泥沙磨损的机理及其影响因素,为涂层选材及制备工艺研究提供理论依据,同时综述了近年来水轮机耐磨蚀涂层技术的研究进展,评述了不同类型涂层的特点、存在的问题及改进方法,并展望了其未来的发展趋势。

沿海水闸液压活塞杆激光熔覆替代电镀镍铬的研究现状及展望

沿海地区水工闸门活塞杆长期暴露于潮湿大气、腐蚀性海水、涌潮冲刷等恶劣环境中,表面容易发生腐蚀与磨损。传统的电镀珞和镖防护层对环境有污染,激光熔覆是一种先进绿色的表面工程技术,有望替代电镀標和珞。简介了适用于活塞杆激光熔覆的材料体系与防护性能,综述了近年来活塞杆激光熔覆层的抗磨耐蚀的研究进展,总结了存在的问题,提出了改进措施及展望。

ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢超音速火焰喷涂WC-10Co-4Cr涂层的抗磨蚀性能

采用超音速火焰(HVOF)热喷涂工艺,在ZG06Cr13Ni4Mo不锈钢上制备了纳米WC-10Co-4Cr涂层。利用压痕法和灰度法分别测试了涂层的显微硬度和孔隙率,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机和磨蚀试验机分别对涂层的相结构、表面形貌、结合强度和抗磨蚀性能进行了分析和测试。结果表明,获得的WC-10Co-4Cr涂层的平均显微硬度和结合强度高,分别达到1 435HV0.2和70.4 MPa,组织结构致密。相对于ZG06Cr13Ni54Mo不锈钢,纳米WC-10Co-4Cr涂层具有优异的抗磨蚀性能,其抗磨蚀性能是ZG06Cr13Ni54Mo不锈钢的10倍以上。

陶瓷颗粒增强环氧树脂复合涂层的力学性能及断裂机理分析

采用不同含量的Al2O3、ZrO2、SiC、WC这4种陶瓷颗粒分别制备了陶瓷颗粒增强环氧树脂涂层（陶瓷／环氧复合涂层），测试了所制涂层的洛氏硬度与结合强度。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察拉伸试验后涂层断裂面的形貌，探讨了涂层的断裂失效方式和断裂机理。结果表明，4种陶瓷／环氧复合涂层的洛氏硬度均较纯环氧涂层高，达到77～107HR，呈现WC涂层〉Al2O3涂层〉ZrO2涂层〉SiC涂层的趋势。除了陶瓷颗粒本身的硬度，其与环氧树脂的相容性对涂层洛氏硬度的影响很大。适当的陶瓷颗粒加入量能提高涂层的结合强度，加入过多反而使结合力下降。涂层的气泡或孔隙等薄弱部位作为断裂源，在外应力的作用下形成宏观裂纹，裂纹沿着薄弱区域扩展并发生偏转，最终导致涂层的断裂脱落。

高焓等离子喷涂WC-10Co4Cr涂层的耐磨性

为提高马氏体不锈钢(0Cr13Ni4Mo)的表面硬度及耐磨性能,对不锈钢表面进行高焓等离子喷涂WC-10Co4Cr强化,对涂层进行组织观察和物相组成分析,并在不同温度下进行了摩擦磨损试验。研究表明:WC-10Co4Cr涂层组织致密,主要由WC物相构成,另外还有少量的W2C和Co25Cr25W8C2。在室温和高温(400℃)时,WC-10Co4Cr涂层均具有较低的摩擦因数。室温时,基体的磨损机制主要以粘着磨损和磨粒磨损为主。WC-10Co4Cr涂层其磨损机制主要以微切削为主。400℃条件下,不锈钢基体的磨损机理主要以粘着磨损和剥层为主,磨痕边缘部位主要以磨粒磨损为主。WC-10Co4Cr涂层试样的磨损机制主要以磨粒磨损为主,伴随有剥层现象出现。

HVOF喷涂WC-12Co涂层性能及磨蚀机理

为提高水力机械表面抗磨蚀性能,采用超音速火焰喷涂(HVOF)喷涂微米粉末制备WC-12Co涂层,测试了涂层的显微硬度、孔隙率、结合强度及抗磨蚀性能。利用XRD表征了涂层的物相组成,并利用SEM分析了涂层的微观组织结构及磨蚀后的表面形貌,探讨了涂层在含沙水流中的磨蚀机理。结果表明,获得的WC-12Co涂层的孔隙率为0.83%,平均显微硬度达1189.7HV0.2,结合强度大于62MPa,其耐磨蚀性能是基体的3倍以上,有效提高基体的耐磨蚀性能。在含沙水流中的磨蚀主要是由沙粒冲蚀和气体气蚀所引起的。

HVOF制备纳米WC-10Co4Cr涂层的微观组织及抗冲蚀性能

为提高水轮机表面抗泥沙冲蚀性能,本实验采用超音速火焰喷涂技术(HVOF)在不锈钢(0Cr13Ni5Mo)基体上分别制备微米和纳米结构的WC-10Co4Cr涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)分析不同结构WC-10Co4Cr粉末和涂层的微观组织结构,并对涂层的显微硬度、结合强度和抗冲蚀性能进行对比,探讨涂层泥沙冲蚀机理。结果表明:HVOF制备的纳米结构WC-10Co4Cr涂层组织致密,涂层的显微硬度、结合强度高于微米涂层,冲蚀质量损失远小于微米涂层;纳米结构可细化涂层晶粒,增强涂层的显微硬度和韧性,提高涂层的抗微切削和抗疲劳剥落性能,有利于涂层的抗泥沙冲蚀性能。

爆炸喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层的微观结构及性能

为了使Cr_3C_2-NiCr涂层能够应用于水力机械表面,采用爆炸喷涂技术在0Cr13Ni4Mo不锈钢基材表面制备了Cr_3C_2-25NiCr涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、金相分析仪、拉伸试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段研究分析了该涂层的微观形貌、孔隙率、结合强度、显微硬度、耐磨性能、耐蚀性能等。结果表明:爆炸喷涂Cr_3C_2-25NiCr涂层具有高致密结构,平均孔隙率仅为0. 76%,并且其结合强度高达82 MPa;涂层平均显微硬度为1 026 HV2 N,远高于基体;且在相同试验条件下,涂层的磨损量仅为基体的1/72;同时涂层还具有远高于基体的耐腐蚀性能。

定常多相位方法与非定常方法用于离心泵数值模拟的比较研究

为比较离心泵内流场模拟的非定常方法和多相位方法,对IS80-65-160离心泵的内流场进行了整机非定常数值模拟.仿真计算考虑了设计工况和八种非设计工况.数值模拟采用Realizableκ-ε湍流模型.在数值模拟的基础上,计算了扬程、轴功率、效率,得到了基于非定常数值模拟的该离心泵的计算性能曲线,并与基于多相位模拟得到的计算性能曲线和试验性能曲线进行比较.研究表明:两种方法均可用于离心泵内部流动数值模拟计算,采用定常多相位仿真结果与试验结果吻合较好.

HVOF喷涂WC-10Co4Cr涂层的性能及滑动磨损机理

目的研究WC-10Co4Cr涂层的耐滑动磨损性能及机理。方法在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了WC-10Co4Cr金属陶瓷涂层。分析了WC-10Co4Cr涂层的物相组成、显微组织,并测试了其硬度、结合强度、孔隙率及在560 r/min和1120 r/min转速下的滑动磨损性能。结果涂层的显微硬度为1325HV0.2,结合强度为72 MPa。涂层组织致密,孔隙率为0.76%。在560 r/min下磨损10h,涂层与基体的磨损失重比为1:138.36;在1120 r/min下磨损10 h,涂层与基体的磨损失重比为1:127.44。结论在滑动摩擦磨损的初期,涂层的磨损失效机制主要表现为磨粒磨损。随着滑动速度的增大,涂层的磨损失效机制主要表现为疲劳磨损。

等离子喷涂和微弧氧化Al2O3–TiO2复合陶瓷层的微观结构及性能对比

分别以等离子喷涂及微弧氧化技术在6063铝合金表面制备了Al2O3-TiO2陶瓷层,并采用X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度计、摩擦磨损试验机和划痕仪对它们的微观结构及性能进行了对比研究。结果表明:微弧氧化膜的平均显微硬度更高,使其在一定时间内表现出更好的耐摩擦磨损性能,但由于微弧氧化工艺难以制备厚膜层,其厚度远小于等离子喷涂层,且其中存在一定的放电通道和微裂纹,强度也低于等离子喷涂层,因此在相同的磨损试验条件下,微弧氧化膜在123 min时被磨穿,等离子喷涂层则在180 min后仅在表面出现轻微磨痕。

纳米Ce改性对WC陶瓷涂层微观结构及抗磨损性能的影响

采用超音速火焰热喷涂(HVOF)技术在06Cr13Ni4Mo不锈钢材料表面制备涂层,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、微区X射线荧光光谱仪、结合力试验机、显微硬度计、摩擦磨损试验机、磨蚀试验机、汽蚀试验机等手段研究分析纳米Ce改性对WC陶瓷涂层微观结构及性能的影响。结果表明:稀土元素Ce较为均匀地分布在涂层中,起到细化晶粒、抑制Cr、Co等元素合金化以及提高WC抗氧化性能等效果;涂层的致密性、显微硬度以及结合强度等性能大幅提高;涂层的抗摩擦磨损性能提高1.23倍,抗高泥沙水流的磨损性能提高7.46倍,抗汽蚀性能提高63.6%。

超音速等离子喷涂制备水力机械耐冲蚀涂层的研究

SQC-100新型超音速等离子喷涂系统既有HVOF的高速度和涂层致密性,又有等离子的高沉积效率,能够在保证涂层质量的前提下有效降低成本。采用SQC-100型超音速等离子喷涂技术喷涂WC-10Co-4Cr涂层,并研究其耐冲蚀性能。结果表明,孔隙率为0.77%,硬度为1 210HV0.2,结合强度达到72 MPa,涂层性能基本达到超音速火焰喷涂同等水平。此外,获得的涂层具有良好的耐泥沙冲蚀性能,涂层耐冲蚀性是ZG0Cr13Ni4Mo不锈钢的3.88倍,并研究了涂层内部裂纹主要以穿晶断裂形式扩展。研究表明WC-10Co-4Cr涂层在高含沙水流中的水力机械零部件领域有广泛的应用前景。

大比转速双吸泵吸水室CFD数值模拟

近年来,计算流体力学(CFD)技术已经成功地运用于数值模拟离心泵内部湍流流动。文章以型号为300S19双吸式离心泵为研究对象,使用FLUENT软件分别计算了多种不同工况条件下的双吸泵内部流场,并在原半螺旋吸水室的基础上进行改进,分别测试了在直锥型,鹅颈弯管型吸水室的各工况的内部流场,从而得到大比转速双吸泵理想的吸水室形状。

活塞杆用纳米WC-10Co4Cr涂层的微观结构及性能

采用大功率超声速喷涂火焰(HVOF)技术在活塞杆表面制备了纳米WC-10Co4Cr陶瓷涂层。通过扫描电镜(SEM)、金相分析仪、结合力试验机、显微硬度计、电化学工作站等手段分析研究了纳米WC-10Co4Cr陶瓷活塞杆的表面性能。结果表明:纳米WC-10Co4Cr陶瓷涂层具有远高于活塞杆基材的硬度及耐蚀性,在500g载荷下与氮化硅球对磨180min,涂层的磨损量少于基材的1/150,并且涂层与基材之间的结合强度超过80 MPa。制备的纳米WC-10Co4Cr陶瓷涂层完全满足活塞杆的实际使用需求,并且可以大幅提高其使用寿命。

活塞杆表面制备CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)复合涂层的性能研究

采用超音速火焰喷涂与高焓等离子喷涂相结合的方法,在启闭机活塞杆用45钢表面制备了CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)复合涂层。分析了该涂层的微观组织结构、显微硬度、孔隙率、结合强度、抗磨损性能和电化学性能等,并分析了涂层的磨损机理。结果表明:涂层的孔隙率为0.57%,涂层的平均显微硬度达1332.3HV0.2,涂层结合强度均值达到63.7 MPa,涂层的抗摩擦磨损性能是基体45钢的84.3倍,CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)涂层具有优良的抗磨损性能。CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)涂层的抗电化学腐蚀能力强于基体的。利用超音速火焰喷涂与高焓等离子喷涂相结合制备的CoNiCrAl/Cr2O_(3)·SiO_(2)·TiO_(2)涂层具有优良好的应用前景。

WC陶瓷/环氧树脂复合涂层的抗泥沙冲蚀磨损性能

在环氧树脂中分别添加占体系总质量0%、10%、20%和30%的碳化钨(WC)陶瓷颗粒,制备出WC陶瓷/环氧树脂复合涂层,考察了它们的洛氏硬度、抗拉结合强度和抗泥沙冲蚀磨损性能。通过扫描电镜观察了涂层冲蚀试验后的表面形貌,探讨了涂层在泥浆中的冲蚀磨损机理。WC陶瓷/环氧树脂涂层的洛氏硬度均高于纯环氧涂层的洛氏硬度(49 HR),为103~107 HR,且随着WC陶瓷颗粒的用量增多而提高。当WC加入量为10%时,复合涂层的抗拉结合强度最大,达16 MPa;且磨损率最小,为0.017%。WC陶瓷颗粒与环氧树脂基体发生协同作用,既降低了环氧树脂被磨损的概率,又很好地固定住WC陶瓷颗粒,使其难以被挖出脱落,从而使WC陶瓷/环氧树脂复合涂层获得较好的抗冲蚀性能。

水泵WC-10Co4Cr微纳米复合涂层技术的研究与应用

泥沙磨蚀是影响水泵工作效率和使用寿命的关键技术问题之一,利用WC-10Co4Cr微纳米复合涂层技术可以较好的解决这一问题。采用超音速火焰热喷涂技术在水泵过流部件常用材料00Cr18Ni5Mo3Si2不锈钢上制备该涂层,并对涂层的硬度、耐磨损、耐磨蚀等性能进行了研究。结果表明:高强度、高硬度以及较好的韧性使得涂层具有远高于基材的耐磨性能,并且涂层与基材之间呈高强度结合使得涂层不易开裂和剥落,能够保证较长的使用周期。将其应用到高泥沙河流水泵过流部件表面,可以大幅提高水泵的抗磨蚀性能,延长其使用寿命。

龙口电站调速器液压随动装置故障诊断及处理

对龙口水电站1号机组调速器液压随动装置出现桨叶主配异常抽动,系统耗油量大,压油泵频繁启动等故障进行诊断及处理,通过调速系统“串腔”检查、主配中位调整、检查控制油管路及进一步拆解检查等环节的分析和排查,最终确定控制油路中的密封圈断裂,其残损件进入集成块接通主配常压油的油口,引起该油口堵塞是造成调速器故障的直接原因。通过清洗各油口及管路、调整主配中位并更新密封件,解决了该故障,确保了机组安全运行,同时也为同类故障问题的解决提供技术参考。