不同NiCr含量的NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层高温冲击磨损行为研究

通过超音速火焰喷涂制备了35%NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层及25%NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层,利用自研的高温铁屑冲击磨损试验机,在630℃及铁屑冲蚀的环境下进行了不同次数下的冲击试验(1×10^(4)、2×10^(4)和5×10^(4)),研究了2种涂层在铁屑冲蚀环境下的高温冲击磨损行为.结果表明:在高温铁屑环境下35%NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层和25%NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层的损伤机理均为塑性变形和磨粒磨损,在相同冲击次数下两者的磨损面积相差不大,但25%NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层能量吸收量及吸收率和磨损体积均小于35%NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层,表现出了更好的耐高温冲击磨粒磨损性能;随着冲击次数的增加,2种涂层的冲击能量、能量吸收率及磨损面积均呈增长趋势,表明2种涂层发生了更多的塑性变形和材料去除;2种涂层的磨损体积随着冲击次数的增加呈现出不同的变化规律,25%NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层的磨损体积随冲击次数的增加而增加,而35%NiCr-Cr_(3)C_(2)涂层的磨损体积则随冲击次数的增加呈现先增大再减小的规律.

基于数据挖掘技术的燃机透平叶片热障涂层孔隙率预测及力学性能研究

目的预测燃机透平叶片热障涂层孔隙率,加速热障涂层的研发及工艺优化,解决传统实验方法效率低、成本高的问题,为重型燃气轮机热障涂层研发及工业实际生产中的具体工艺参数调控提供一定指导。方法采用MATLAB图像二值化处理技术计算陶瓷层的孔隙率数据,训练机器学习模型,预测不同工艺参数下热障涂层陶瓷层的孔隙率,并通过实验验证测试涂层的硬度和孔隙率。结果GradientBoosting Regression模型能够实现对热障涂层孔隙率的准确预测,喷涂功率、送粉率和喷涂距离对孔隙率的影响较大。机器学习具有一定的外延性,模型的R值(Related Coefficient,R)由0.8344提高到0.9430,R2值(Square of Related Coefficient,R^(2))从0.6962提高到0.8892,而MAE的值(Mean Absolute Error,MAE)从1.3440降低到1.0394,RMSE值(Root Mean Squared Error,RMSE)由1.8810减少到1.7128。随孔隙率的降低,等离子喷涂8YSZ陶瓷涂层的硬度由3.98 GPa增加到5.54 GPa,弹性模量由62.36 GPa提高到84.30 GPa。该模型准确预测了不同工艺下的涂层孔隙率。结论喷涂功率、送粉率和喷涂距离决定了热障涂层的孔隙率,热障涂层的孔隙率与其硬度和弹性模量息息相关。本工作利用机器学习准确预测了不同工艺下的涂层孔隙率,证明机器学习算法在重型燃气轮机透平叶片热障涂层研发、工艺优化及生产中具有一定的应用前景。

1Cr12Ni3Mo2VN不锈钢的电化学腐蚀行为

为探究氯离子环境下阳极极化对于马氏体不锈钢的腐蚀行为、再钝化行为的影响,采用循环极化、恒电位极化、电化学阻抗谱等电化学测试方法,并利用激光共聚焦显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线光电子能谱等手段研究阳极极化电位对1Cr12Ni3Mo2VN不锈钢耐蚀性的影响,分析了材料点蚀与再钝化的行为过程,以及耐蚀性与钝化膜成分的关系。结果表明,钝化区低电位下极化时表面不发生点蚀,钝化膜中Cr_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)含量占比增加而氢氧化物减少,增强了钝化膜的稳定性,材料耐蚀性提高;钝化区高电位下极化时电化学阻抗谱低频区出现感抗弧,材料表面形成稳态点蚀,蚀孔呈半椭球形,蚀孔内表层Cr、Mo含量升高而Fe、Ni含量降低;在混合电位下降至保护电位后发生再钝化现象,修复后的钝化膜较薄,阻抗值减小,点蚀敏感性增加。

水基金属清洗剂的清洁性能及缓蚀行为研究

[目的]探究5131LA0、5131LA1及5131LA2三种水基金属清洗剂的清洁性能及缓蚀特性。[方法]依据机械行业标准JB/T 4323-2019规定的质量法对清洗剂的清洗效率进行试验,并采用电化学阻抗谱和极化曲线测试,对其缓蚀特性进行评价。[结果]三种清洗剂在质量分数为5%~10%且温度高于45℃的情况下均展现出卓越的清洁性能,各项技术指标达到甚至超越了上述标准的要求。其中,5131LA1的清洁性能尤为出色,清洗效率随着温度升高及其浓度增大而提升。在电化学测试中,5131LA2清洗液表现出最大的容抗弧直径和低频阻抗模值,45钢在其中的腐蚀速率最低。[结论]三种水基金属清洗剂均具备优异的清洁性能及缓释效率。

渗氮过程中轴套开裂原因

SKH51高速钢轴套在渗氮过程中发生开裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、硬度测试、金相检验、扫描电镜分析等方法分析了轴套开裂的原因。结果表明:轴套基体中的共晶碳化物分布不均匀,在沿轴向方向上存在较为严重的条带状共晶碳化物;材料回火不充分使组织中存在残余奥氏体,在渗氮过程中残余奥氏体转变为马氏体,产生了组织应力;轴套开裂位置处倒角半径过小,产生了应力集中,最终导致轴套发生开裂。

磷化时间对常温锌系磷化膜防腐蚀性能的影响

针对碳钢材料采用某常温锌系磷化工艺进行磷化加工的优化问题,文章分析了磷化时间对磷化膜形貌(表面形貌和横截面形貌),磷化膜化学状态(元素含量和分布,结晶情况和亲水性),耐腐蚀特性(盐水浸泡实验和Tafel曲线实验)的影响。发现15~20 min该工艺磷化膜生长速度较快,而20~30 min磷化膜生长速度显著下降。该研究为碳钢材料在该工艺中磷化时间的选择提供了参考。

镍基高温合金设计研究现状与展望

综述了近年一些镍基高温合金设计方法的发展,分析了这些方法的设计思路、理论依据、过程特点及其应用。介绍了蠕变性能、铸造性能、抗氧化性能和微观组织稳定性等一些先进的合金设计准则。结合人工智能与合金设计理论,讨论了未来镍基高温合金设计的发展趋势。

冷却速率对MarM247铸造合金组织及拉伸性能的影响

通过研究定向凝固Mar M247合金冷却速率和显微组织,显微组织同拉伸性能间的关系,推导出合金冷却速率同拉伸性能间的关系。结果表明,冷却速率0.15~2.00℃/s,随着冷却速率的增加,合金二次枝晶臂间距(λ^(2))、最大碳化物尺寸(C_(1))和共晶平均尺寸(E_(4))逐渐减小,且分别满足λ_(2)=42.68·^(■-0.2548),C_(1)=-22.95·log■+38.59,E_(4)=-11.21·log■+26.88关系式。而相同浇铸温度(1480℃)和模组结构,不同模壳温度(950℃、1000℃、1100℃、1180℃)试验浇铸所得铸件合金组织(二次枝晶臂间距、最大碳化物尺寸和共晶平均尺寸)同其屈服强度和抗拉强度也呈负相关关系。借助合金组织特征参数推导出的冷却速率和拉伸性能关系式,为利用冷却速率评估、计算铸件力学性能提供了参考。

700℃超超临界汽轮机关键部件用镍基高温合金选材

700℃等级先进超超临界燃煤发电技术是目前世界各国正在研究中的最先进、经济性最好的发电技术之一。由于蒸汽温度和压力的提高对关键部件的蠕变、疲劳、高温氧化与腐蚀等性能都提出了更苛刻的要求,导致汽轮机关键部件的使用材料发生了巨大的变化。文章对国际上700℃先进超超临界燃煤发电技术中的汽轮机关键部件用镍基高温合金以及选材情况进行了简要的介绍。

电站凝汽器钛管断裂原因分析

电站在进行汽轮机试验时一根凝汽器钛管发生断裂。通过采取表面宏观检查、断口分析、材质检查等方法,对钛管断裂原因进行分析,并提出改进方案。结果表明:钛管的断裂性质为高周疲劳断裂,疲劳源位于钛管的焊缝位置;钛管断裂与蒸汽冲刷导致钛管振幅过大有关,从而在疲劳性能相对较差的焊缝处萌生裂纹源。通过增加防冲板的方式,可以有效避免类似故障。

气轮机阀座堆焊司太立开裂原因分析

Stellite 6因其具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温氧化的性能,常堆焊在汽轮机阀座的易磨损部位以提高阀座的耐磨性。但Stellke 6在物理性能、机械性能方面与阀座用材合金结构钢有较大的差异,堆焊过程中不严格控制工艺的话,容易出现裂纹、气孔等缺陷。文章对堆焊Stellite 6的汽轮机阀座开裂原因进行了分析,提出了堆焊Stellite 6工艺的改进措施。

镍基单晶高温合金定向凝固的数值模拟

概述了目前国内外镍基单晶高温合金定向凝固数值模拟的研究进展,定向凝固过程的数值模拟由宏观向微观转变,详细介绍了微观组织数值模拟的几种主要方法:决定论方法、随机论方法和相场方法,评述了这几种方法的特点以及局限性,指出宏观和微观现象的完整耦合可以对镍基单晶高温合金凝固过程做出更加准确的模拟预测。

熔模精密铸造用陶瓷型壳研究进展

文章介绍了熔模精密铸造用陶瓷型壳研究进展,主要包括陶瓷型壳裂纹修补方法和避免陶瓷型壳在脱蜡过程中产生裂纹的方法.

无定形二氧化硅在熔模精密铸造中的应用研究

文章研究了无定形二氧化硅在熔模精密铸造中的应用。主要通过热重-差热曲线和热膨胀曲线,结合相变规律,研究无定形二氧化硅在应用过程中发生的物理化学变化,用于指导陶瓷型芯和陶瓷型壳开发与生产。

高水头重泥沙冲击式水轮机水斗抗磨蚀防护涂层技术研究及应用

冲击式水轮机组水斗运行时由于水头高,河水含砂量重,水斗的冲蚀严重。文章针对高水头重泥沙冲击式水轮机组转轮工况,通过优选粉末、优化喷涂工艺,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备钴铬碳化钨抗磨蚀涂层,该涂层组织均匀致密、硬度适中、结合力高、韧性好。性能测试表明该涂层抗沙砾冲蚀能力为不锈钢的3~4倍,抗气蚀能力为不锈钢的2~3倍。并利用柔性机器人在返修的水斗过流面制备抗磨蚀涂层。制备抗磨蚀涂层的水斗经过4个丰水期运行,涂层剥落面积≤5%,抗冲蚀、抗气蚀性能优异。

600℃以上超超临界汽轮机组用材

概述了国内外超超临界汽轮机组的发展状况,详述了超超临界汽轮机组用材的发展趋势、选材标准和研制现状,并结合东汽超超临界汽轮机组用材,探讨了东汽超超临界汽轮机组用材料的发展方向。

不同环境下05Cr17Ni4Cu4Nb钢超高周疲劳性能研究

采用超声振动疲劳试验机、SEM等手段,分别在室温、22%NaCl室温和95℃水蒸气的环境下,对895 MPa强度等级的05Cr17Ni4Cu4Nb钢进行超高周疲劳性能研究。研究结果表明,在109周次寿命循环下,该材料在三种环境下的疲劳极限分别为490 MPa、460 MPa和360 MPa。对断口进行SEM分析,发现95℃水蒸汽环境下对材料疲劳失效断口特征影响较小。而在22%NaCl环境下会在材料表面凹凸处产生局部腐蚀,造成裂纹易于从此处萌生,降低疲劳寿命。

高温合金叶片修复技术的应用与发展

高温合金因具有良好的耐腐蚀性、抗氧化性、蠕变强度等性能,在航空及电力设备制造行业中有着重要的作用,常用于制造燃气轮机叶片等复杂构件。目前燃气轮机叶片多采用铸造成型,铸造过程中不可避免的会产生缺陷,且叶片在服役过程中因为高温高压蒸汽的腐蚀和冲刷,也会产生损伤。文章综述了镍基合金叶片修复技术的研究进展,重点介绍了国内外一些先进的叶片修复方法,深入分析了不同修复方法的特点,并对燃气轮机叶片修复技术的发展前景进行了展望。

熔模精密铸造用陶瓷型壳脱蜡开裂研究及解决方法

文章介绍了一种解决陶瓷型壳开裂的方法,包括采用陶瓷型壳制作工艺,制得一定厚度的陶瓷型壳;在陶瓷型壳容易出现裂纹部位的陶瓷型壳外表面沿常见裂纹方向覆盖一定厚度的蜡片;将陶瓷型壳放入脱蜡设备中,采用高温高压水蒸汽进行脱蜡。该方法可以有效消除型壳在脱蜡过程中产生裂纹。

陶瓷型芯注射成型过程的计算机模拟研究

采用Moldflow计算机仿真技术,模拟了某燃机空心透平叶片熔模精密铸造用陶瓷型芯的注射成型过程,并采用短射试验验证了模拟结果。预测了该陶瓷型芯产生熔接线和气穴等缺陷的部位,对比了平均体积收缩率和尺寸检测结果,分析了陶瓷型芯中的石英玻璃棒的应力情况。