激光搭接熔覆Ni-Cr_3C_2涂层组织及冲刷腐蚀磨损性能

借助于扫描电镜、X射线衍射仪、X射线能谱仪、微观硬度计和冲刷腐蚀磨损试验机研究了2Cr13马氏体不锈钢上激光多道搭接熔覆Ni-Cr3C2复合涂层的微观组织与冲刷腐蚀磨损性能。结果表明:复合涂层的硬度随碳化物添加粒子的增加而增加,Cr3C2粒子在激光溶池中的完全溶解,使C、Cr向基体中富集并增加了基体中C、Cr含量,从而在凝固组织中形成M7C3化合物。熔覆层由奥氏体(γ)枝晶和枝晶间的γ-M7C3共晶体所组成。与不锈钢基材相比,Ni-Cr3C2复合涂层在酸性砂浆中的冲刷腐蚀磨损率下降了50%。冲刷腐蚀磨损抗力的提高与激光涂层中韧态奥氏体组织的形成以及硬度增加导致的熔覆层强化密切相关。

砂浆冲刷腐蚀磨损介质中粒子冲击速度的确定

应用浆罐式冲刷腐蚀磨损试验考察和评价了合金或其表面改性涂层的抗冲蚀性能。提出了确定料浆罐中冲蚀粒子对金属试样表面的冲击速度的计算方法。试验与计算结果表明,浆罐中的试样线速度受流体运动的影响存在“拖曳”效应,并不能真正代表砂浆中固体粒子对熔覆试样表面的冲击速度,根据流体力学理论中等角速转动液体的平衡得到了其等压面方程和压力分布规律,进而可以确定砂浆中固体粒子相对于金属试样表面的真实冲击速度。

离子渗氮38CrMoAl钢的腐蚀冲刷磨损行为

研究了３８ＣｒＭｏＡｌ钢调质与离子渗氮试样在海水和砂粒（尺寸１００～１０００μｍ）以不同速度（１４，２４，３６，５和７ｍ／ｓ）冲击作用的腐蚀冲刷磨损行为。研究结果表明，调质试样的平均磨损速率随冲刷速度的增加发生明显变化，腐蚀冲刷磨损严重；离子渗氮试样的平均磨损速率随冲刷速度变化很小，腐蚀冲刷磨损轻微。

铝工业用耐碱腐蚀冲刷磨损高铬镍合金材料的研制

研究了高铬镍耐碱腐蚀磨损材料铸铁的组织为马氏体+M7C3+M23C6+铌硅化物+残余奥氏体和力学性能。在高温浓碱腐蚀冲刷磨料磨损工况中,具有比法国泵材料更好的抗腐蚀冲刷磨损性。

安全钻井钻柱内防喷系统止回阀工作机理及失效分析

钻柱内防喷系统止回阀以反应迅捷及可靠的封堵能力,在防井涌、井喷中起到举足轻重的作用,是安全钻井的重要保证。但止回阀在正常钻井过程中处于常开启状态而长时间遭受高压钻井液的冲蚀,极易导致止回阀密封失效或过早报废,存在安全隐患。针对其使用寿命短、耐蚀性差、水力特性不清楚、研究资料奇缺等亟需解决的关键问题,通过把流体力学影响因素与冲刷腐蚀磨损理论有机地结合起来,借助实验建立磨砺性腐蚀介质——钻井液的模型,利用CFD技术确定影响冲刷腐蚀磨损的流体力学参数,分析典型钻柱止回阀的工作机理,实现止回阀结构的优化;并选择性地对止回阀进行冲刷腐蚀磨损试验,筛选出阀体、阀座材料及主要耐磨件的强化处理方法。通过井下工作情况模拟实验与计算机仿真分析,找出井喷条件下钻柱内防喷系统止回阀的失效机理,寻求流体力学参数、介质性质、材料因素等对止回阀性能的影响关系,继而建立一种新的钻柱止回阀设计方法或准则,以推进我国钻柱止回阀研制的技术进步。

AZ91D熔体中原位合成TiC颗粒及冲刷腐蚀性能

利用原位合成反应法,在不同温度(740、760和780℃)下对AZ91D镁合金熔体保温40min,制备了TiC/AZ91D镁基复合材料。借助光学显微镜和X射线衍射仪,对TiC/AZ91D镁基复合材料的组织形貌和物相进行观察和分析,并对制备的复合材料在质量分数为3.5%的NaCl溶液+石英砂条件下进行冲刷腐蚀磨损试验。结果表明,在740℃保温40min制备的复合材料主要由α-Mg、β-Mg17Al12和Al3Ti组成。保温温度分别为760℃和780℃时,AZ91D镁合金中均出现了原位合成的TiC颗粒,并且随温度升高,TiC的数量增加。此外,TiC/AZ91D镁基复合材料在3.5%的NaCl溶液+石英砂中的冲刷腐蚀磨损性能随保温温度的升高而增加。经780℃保温40min后的复合材料呈出最好的耐冲刷腐蚀磨损性能,相比于AZ91D镁合金提高了60.5%。

La2O3对AZ31镁合金固态扩渗Zn的组织与性能影响

在390℃对AZ31镁合金进行表面固态热扩渗La2O3+Zn粉末4 h,La2O3在扩渗剂中的质量分数分别为0、0.2%、0.4%、0.6%。研究了添加不同质量分数扩渗剂下镁合金表面渗层组织的变化,测试了镁合金表面扩渗层的硬度和在3.5%的NaCl溶液+石英砂中的冲刷腐蚀磨损性能。结果表明,当未加入渗剂时,Zn原子扩散能力不足,未出现渗层。当加入0.2%的扩渗剂时,Zn原子扩散能力增强,扩渗层中会出现不同的Mg-Zn化合物(Mg0.97Zn0.03+β-Mg17Al12+α-Mg+MgZn+Mg2Zn3+MgZn2),La2O3在扩渗过程中起到了催化剂的作用。当扩渗剂中La2O3的质量分数超过0.4%时,AZ31镁合金基体消失,渗层中的物相数量保持不变。La2O3含量越高,组织越粗化,组织的变化导致硬度和冲刷腐蚀磨损性能发生变化。硬度随渗剂中La2O3含量的增加而增加,而冲刷腐蚀磨损性能在La2O3质量分数为0.2%时最佳。