CRS10陀螺仪及其在角速率与转角测量中的应用

针对在转向控制过程中,需要得到运动对象运动的角速率与转角,设计了基于LMS8962 ARM微处理器与CRS10高精度数字式陀螺仪的角速率与转角测量系统,描述了CRS10的功能特点及使用方法,阐述了系统设计的原理,并给出了系统设计的硬件电路和软件设计流程。最后将其与Crossbow Technology公司的高精度IMUAHRS500GA-226航向参考系统测得的结果进行对比分析。实验结果为:角速率测量误差平均为0.550(°)/s,转角测量误差还比较大,平均误差为2.5°,测量精度有待进一步提高。

镁合金表面热喷涂WC-10Co-4Cr粒子沉积及分布特性

为了探究高速空气燃料热喷涂(activated combustion-high velocity air fuel,AC-HVAF)过程中喷涂粒子撞击基材后的沉积特性。采用AC-HVAF热喷涂技术在AZ80镁合金基体上沉积WC-10Co-4Cr硬质涂层。通过离散沉积实验获得薄层沉积粒子,探讨各种沉积形貌的种类、形成原因、结合机制及射流中粒子的径向和轴向分布。结果表明:在AC-HVAF粒子沉积过程中,嵌入型沉积为主要的沉积形貌,同时包含少量的破碎型与空腔型沉积粒子。在涂层的形成过程中,嵌入型沉积对涂层/基体结合性能起重要作用;空腔型沉积的小颗粒及破碎型沉积的大颗粒是造成沉积效率下降的主要原因。喷涂粒子主要集中在射流中心,越靠近射流边缘,空腔型沉积粒子越多,最终导致AC-HVAF粒子射流呈现出空间分布特征。

超声速火焰喷涂WC-10Co4Cr涂层对TC11钛合金耐磨性和耐蚀性的影响

采用超声速火焰喷涂(HVOF)工艺,在随钻仪器零件常用材料TC11钛合金表面制备金属陶瓷涂层WC-10Co4Cr,利用冲击试验机测量喷涂前后钛合金的冲击韧性,使用磨粒磨损试验机测定涂层的耐磨性,采用电化学测试分析涂层的耐蚀性。结果表明:HVOF工艺对TC11钛合金的组织和性能影响较小,与未喷涂的钛合金相比,界面处基体的显微组织和显微硬度没有明显变化,冲击韧性稍有提高;HVOF工艺稳定可靠,涂层呈片层结构,致密度高,涂层的孔隙率为2.55%,硬度达到1400 HV,涂层主要由WC和W2C相组成,其与基体结合良好,为机械结合;金属陶瓷涂层能够显著改善钛合金的耐磨性和耐蚀性,喷涂涂层钛合金的磨损量是未喷涂钛合金的1.56%,喷涂涂层钛合金的磨损机制是磨粒磨损,未喷涂涂层钛合金磨损机制是磨粒磨损+黏着磨损。

沿海大气中某备用机组主蒸汽管道吊架的断裂原因

我国沿海地区某备用火力发电厂,基建过程经长期停工后复工,在复工检验中,发现主蒸汽管道两处吊架发生断裂。通过宏观检查、化学成分分析、硬度检测、拉伸试验、金相分析、扫描电镜及能谱分析等手段,对吊架断裂的原因进行了分析。结果表明吊架断裂原因主要有两点:一是材质不合格,Cr和Ni含量低于标准规定值;二是沿海大气环境含有较多的Cl元素,导致不锈钢吊架发生晶间腐蚀和应力腐蚀开裂。针对断裂失效原因,提出了相应的措施。

Ce对10Cr5MoV钢α-Fe晶粒尺寸及奥氏体长大行为的影响

采用背散射电子衍射技术对不含稀土和含稀土Ce的两种试验钢的α-Fe晶粒尺寸进行测量分析。结果表明,稀土Ce的加入使得α-Fe晶粒细化,形成的弥散细小的稀土夹杂成为异质形核核心,提高了回火过程再结晶形核率;固溶稀土的拖曳与钉扎作用延迟了再结晶的开始和结束时间,增加了再结晶转变的驱动力,降低了再结晶发生温度。采用不同的奥氏体化工艺对两种试验钢进行奥氏体化处理,研究Ce对奥氏体长大行为的影响。发现在880~1180℃加热、保温30~90 min奥氏体化条件下,试验钢的奥氏体长大指数n及晶粒长大速率常数K减小,奥氏体长大激活能Q与晶粒长大扩散频率因子M0增大,Ce的加入对奥氏体长大行为有抑制作用。

CAP1000核岛CR10钢框架与CV下部钢筋模块化施工技术研究

CAP1000核电站核岛反应堆基础CR10钢框架模块是CAP1000核电核岛反应堆基础的重要组成,由16个单榀模块组成,具有工程量大、施工逻辑复杂、安装精度高、施工周期长等特点。为达到优化工序、缩减工期的目的,通过分析施工逻辑、BIM三维建模、优化设计等方式,将CR10钢框架与安全壳下部钢筋组合成模块进行整体吊装,克服了钢框架模块上特殊钢筋支架设计、整体吊装防变形验算、C2钢柱与钢筋冲突、吊耳与钢筋冲突、模块及钢筋安装精度难以控制等困难,最终实现了满足整体吊装的组合模块设计。该技术实现了优化工序和工期的目的,为后续核电模块化施工提供了宝贵的经验,同时也为我国自主化核电的发展提供了有力的技术支持。

纳米晶块体Co-45Ni-10Cr合金在H 2SO 4溶液中腐蚀电化学行为

利用粉末冶金工艺制备常规尺寸(CS)Co-45Ni-10Cr合金粉末,再利用机械合金化法制备纳米尺寸(NS)Co-45Ni-10Cr合金粉末,采用真空热压技术得到相应的块体Co-45Ni-10Cr合金。腐蚀介质选择不同浓度的H_(2)SO_(4)溶液,利用电化学工作站分别测试两种Co-45Ni-10Cr(CS和NS)块体合金的自腐蚀电位、动电位极化曲线和交流阻抗谱,对比研究了两者腐蚀行为以及晶粒细化对于它们腐蚀行为产生的影响。结果表明:两种Co-45Ni-10Cr(CS和NS)块体合金的自腐蚀电位均随着腐蚀介质H_(2)SO_(4)溶液浓度增大而发生负移,腐蚀倾向逐渐加剧,同时腐蚀电流密度均增大,电荷传递电阻相应减小,因此腐蚀速度加快。此外,两种Co-45Ni-10Cr(CS和NS)块体合金的交流阻抗谱均为单一容抗弧,说明腐蚀速率均由电化学过程控制。与Co-45Ni-10Cr(CS)合金相比,Co-45Ni-10Cr(NS)合金的腐蚀速率减慢,表明纳米化后Co-45Ni-10Cr块体合金的耐腐蚀性能有所提高。

10Cr9Mo1VNb与12Cr1MoVG异种钢焊接及热处理工艺探讨

锅炉及蒸汽管道检修改造过程中经常遇到厚壁管异种钢的焊接,为了保证焊接质量,根据标准规范选用合适的焊接材料、采用合适的焊接及热处理工艺,获得了优良的焊接接头,保证管线的安全可靠运行,希望能为以后类似管道焊接及热处理工艺的确定提供一些参考。

稀土改性WC-10Co-4Cr HVOF热喷涂涂层的制备及力学性能

为提高WC-10Co-4Cr热喷涂涂层性能,制备了添加0.2wt.%纳米Pr_(6)O_(11)的WC-10Co-4Cr热喷涂粉末及其高质量涂层,并研究了纳米Pr_(6)O_(11)对WC-10Co-4Cr涂层的影响。采用团聚烧结法制得纳米Pr_(6)O_(11)弥散分布WC-10Co-4Cr热喷涂粉末,并利用JP8000超音速火焰喷涂设备在304不锈钢基体表面制备了Pr_(6)O_(11)改性WC-10Co-4Cr致密涂层,通过ICP-MS、XRD、XPS、SEM和显微硬度计等对热喷涂粉末及其HVOF涂层进行了微观表征和力学性能测试。与未加稀土的空白对照样相比,添加微量纳米Pr_(6)O_(11)的WC-10Co-4Cr(Pr_(6)O_(11))HVOF热喷涂涂层综合力学性能得到有效改善,其平均努氏硬度达到1267.85 HK,平均弹性模量达到363.8 GPa,平均断裂韧性达到4.51 MPa·m^(1/2),这得益于添加纳米Pr_(6)O_(11)使涂层微观组织更加致密、细小、均匀。

等离子熔覆Fe基/WC-10Co-4Cr涂层的组织与性能研究

目的制备高强度和高硬度的耐磨性涂层,用于已磨损的机械零件表面,以延长其使用寿命,避免机器因磨损而带来的各种故障。方法采用等离子熔覆技术在40CrMnMo表面制备WC-10Co-4Cr/Fe300合金复合熔覆层,研究不同质量分数WC-10Co-4Cr对熔覆层组织和性能的影响。利用金相显微镜、超景深光学显微镜、SEM、EDS、XRD对熔覆层的组织形貌进行表征和物相分析,借助数显显微硬度计和销盘式摩擦磨损试验机测试熔覆层的硬度和耐磨性。结果WC-10Co-4Cr/Fe300合金作为一种复合材料,与基材形成了冶金结合,结合区域无孔洞和裂纹。熔覆层微观结构随着WC-10Co-4Cr含量的增加,逐渐由柱状晶向树枝晶过渡,它主要由Fe6W6C、(Cr、Fe)23C6和WC相组成。熔覆层的平均硬度大致随着WC-10Co-4Cr含量的增加而提高,当WC-10Co-4Cr的质量分数达到20%时,熔覆层的硬度最高(518.5HV0.2),大约是基体硬度的1.7倍。熔覆层的主要摩擦机理为磨粒磨损,随着WC-10Co-4Cr含量的增加,熔覆层的耐磨性得到显著改善。当WC-10Co-4Cr的质量分数为30%时,其磨损量比基体的总磨损量少0.0186 g,熔覆层的耐磨性最好。结论加入的WC-10Co-4Cr粉末与Fe300合金粉末反应生成了Fe6W6C、(Cr、Fe)23C6强化相,显著提高了熔覆层的硬度和耐磨性。

CeO_(2)改性多尺度WC-CoCr涂层组织结构及空蚀性能研究

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。

稀土Lu改性对WC-10Co-4Cr涂层耐蚀性能的影响

为提高WC-10Co-4Cr涂层的耐蚀性,通过在WC-10Co-4Cr热喷涂粉末中添加纳米稀土氧化物(Lu_(2)O_(3))粉末,利用超音速火焰喷涂技术制备了稀土Lu改性的WC-10Co-4Cr涂层。利用电化学工作站研究了稀土元素Lu对WC-10Co-4Cr涂层腐蚀行为的影响,结合显微组织分析了稀土元素Lu改性对涂层腐蚀作用机制。结果表明,稀土元素Lu的添加能够有效地提高WC-10Co-4Cr涂层的致密度、细化涂层的颗粒尺寸;抑制了WC颗粒的氧化行为,进而降低腐蚀电流,提高涂层的耐腐蚀性能。

0Cr18Ni10Ti不锈钢高温蠕变-棘轮交互作用试验研究

工程结构件在实际服役过程中往往会承受恒定载荷和循环载荷的双重作用,严重影响相关设备的安全运行。因此,有必要对0Cr18Ni10Ti不锈钢在350℃下进行应变和应力控制的无保持时间交变载荷试验以及具有保持时间的蠕变-棘轮交互作用试验,研究不同保持类型和保持时间对其蠕变-棘轮交互作用的影响。结果表明:应变控制下,峰谷值保持的应力响应低于谷值保持和峰值保持情形,与无保持相比下降幅度为11.4%;应力幅值在峰值保持时间为30、120和300 s的下降幅度依次为5.3%、11.4%和12.7%,下降速率随着保持时间的增加逐渐减缓。在应力控制下,峰值保持的棘轮应变演化速率相较于谷值保持和峰谷值保持更快,与无保持相比棘轮应变增幅为40.2%;棘轮应变的演化与峰值保持时间呈正相关,棘轮应变在峰值保持时间为30、120和300 s的增幅依次为40.2%、50.9%和54.0%。

WC-10Co-4Cr热喷涂涂层的氧化行为研究

为提高奥氏体不锈钢在高温条件下的使用稳定性,通过超音速火焰喷涂(HVOF)在其表面制备了WC-10Co-4Cr涂层,并测试了涂层在不同温度下的氧化行为。利用X射线衍射仪、扫描电镜和热重分析仪对氧化前后涂层的相组成、组织形貌和氧化增重过程进行表征。结果表明,该涂层在400℃几乎不发生氧化,在500℃时会发生轻微氧化,而当温度升高至600℃时,氧化速率显著升高,涂层在经历1 h氧化后发生脱落,氧化产物主要为WO_(3)和CoWO_(4)。

南海海洋大气环境下WC-10Co4Cr涂层初期腐蚀行为研究

在10Cr13不锈钢表面,采用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备了WC-10Co4Cr涂层。在南海海洋大气环境下,进行户外大气暴露试验。使用腐蚀失重法、拉伸试验、金相、扫描电镜(SEM)等方法对试样的腐蚀形貌、微观组织、力学性能等进行研究。采用电化学测试不锈钢及涂层试样试验前后的电化学特性。结果表明,经过1年大气暴露试验,相比不锈钢裸材,火焰喷涂对不锈钢材料的防护效果明显,金属基体无明显腐蚀,平均腐蚀速率为0.333μm/a,试样强度未发生明显改变。试样中间区域喷涂层完好,腐蚀电流密度较暴露前几乎没有变化。

添加CeO_(2)对超音速火焰喷涂微纳米结构WC-10Co4Cr涂层组织和性能的影响

采用超音速火焰(HVOF)喷涂技术制备了微纳米结构WC-10Co4Cr涂层和质量分数1%CeO_(2)改性微纳米结构WC-10Co4Cr涂层,研究了CeO_(2)的添加对涂层显微组织、力学性能和耐磨粒磨损性能的影响。结果表明:CeO_(2)的添加对粉末烧结过程中Co_(3)W_(3)C相的形成有抑制作用,同时能够减少喷涂过程中W_(2)C相的生成;CeO_(2)改性涂层的孔隙率为未改性涂层的72%;CeO_(2)的添加会加剧涂层的铬元素聚集程度,不利于CoCr黏结相的生成;CeO_(2)改性涂层的力学性能和耐磨粒磨损性能均低于未改性涂层,显微硬度和断裂韧度分别降低了11%和7%,经过15 600 r磨损后,其磨损质量损失率比未改性涂层高36%。

06Cr19Ni10钢激光大离焦拼焊工艺研究

为减少气孔、裂纹的产生,改变激光功率、焊接速度和离焦量等参数,对3 mm厚的06Cr19Ni10不锈钢平板进行激光大离焦拼焊工艺试验。结果表明,工艺参数的改变对焊缝的形貌尺寸、显微组织有较大影响。随着激光功率的增加,激光的熔透能力增强,焊缝宽度增加明显。随离焦量增大,光斑直径增大,激光能量密度降低,接头性能降低。随扫描速度增加,激光线能量降低,焊缝各部位宽度均匀减小,从而降低了焊接性能。当激光功率为3800 W、焊接速度为14 mm/s、离焦量为+25 mm时,此时焊缝无明显的气孔,获得了形貌和力学性能均最佳的焊接接头。

超超临界汽轮机用ZG11Cr10Mo1NiWVNbN材质的研究及应用

对超超临界汽轮机用铸钢ZG11Cr10Mo1NiWVNbN材质熔炼、不同热处理工艺进行试验研究。试验表明,该材质在化学成分内控基础上,采用高温正火油冷+两次回火工艺,材质可得到均匀的回火马氏体组织,具有较高的力学性能、冲击性能及较好的高温持久性能,FATT50实验值也满足技术规范的要求,并且在超超临界汽轮机高压内缸等铸件进行了生产应用,经检验满足用户技术要求。

喷涂距离对内孔HVOF喷涂纳米WC-10Co4Cr涂层组织及抗泥沙冲蚀性能的影响

利用内孔氧-丙烷超音速火焰喷涂技术在ZG0Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备纳米WC-10Co4Cr涂层,分别通过45°和90°两种内孔喷枪研究了喷涂距离对涂层宏/微观组织及抗泥沙冲蚀性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)测试分析了涂层的物相成分,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层截面的微观形貌,并结合金相显微镜分析了孔隙率;通过维氏硬度计测试了涂层的显微硬度,利用粗糙度仪和光学轮廓仪表征了涂层表面的粗糙度及三维形貌;采用泥沙冲蚀磨损试验机对比研究了涂层与不锈钢基材的抗泥沙冲蚀性能,并结合SEM分析了冲蚀磨损机理。研究发现,45°和90°两种内孔喷枪所制备纳米WC-10Co4Cr涂层主要物相成分均为WC、W_(2)C和非晶态CoCr合金相,未受到喷涂距离的影响。短喷涂距离会导致涂层孔隙缺陷的产生,孔隙率随着喷涂距离的增大先下降后上升。喷涂距离对90°喷枪所制备涂层显微硬度的影响较小,而45°喷枪在喷涂距离增大到150 mm以后涂层硬度有下降趋势,两者最高硬度分别为1343.1 HV0.2和1275.4 HV0.2;对于两种喷枪,短喷涂距离会导致涂层表面产生凸起团聚颗粒,粗糙度随着喷涂距离的增大而降低。涂层抗泥沙冲蚀性能随喷涂距离的增大先升高而后逐渐下降,45°和90°内孔喷枪喷距分别为200 mm和250 mm时所制备涂层的抗泥沙冲蚀性能达到最高,分别是基材的7.03倍和8.05倍。WC-10Co4Cr涂层的泥沙冲蚀磨损机制主要是交变应力下的疲劳剥落,基材则为均匀的泥沙微切削。

10Cr9MoVNbN无缝钢管热弯裂纹分析

10Cr9MoVNbN无缝钢管在弯制的过程中,表面出现裂纹。对此钢管产生裂纹的原因进行分析,利用Zeiss金相显微镜分析热弯萌生裂纹的无缝钢管的组织,利用Supra55扫描电子显微镜对裂纹进行断口分析,发现无缝钢管热弯时存在超温现象。因此得出实际操作中的超温导致的晶粒粗化和晶界过烧是钢管开裂的主要原因,而与弯制工艺参数选择无关。研究结果可为10Cr9MoVNbN无缝钢管的弯制工艺参数的选择提供参考,同时也可为热加工缺陷的预防提供经验。