40CrNiMo钢棱角位交流电场辅助粉末渗硼层的组织与性能

以Al_(2)O_(3)为填充剂和活性炭为添加剂的改性粉末为渗硼剂,采用40CrNiMo钢为基体,在75 V/100 Hz交流电场作用下于630、650、700、750和850℃进行电场增强辅助固体渗硼。采用X射线衍射仪、扫描电镜和硬度计对渗硼后的样品进行显微分析及性能测试。结果表明:交流电场对渗硼过程有明显的促进作用,即便在较低的渗硼温度(750、700和650℃)下也可以在40CrNiMo钢试样的平面及棱角区域形成单一的Fe_(2)B相渗硼层;850℃时,渗硼层的棱角部位出现了少量的FeB相。温度过高(如850℃)及过高的电场辅助渗硼电流(如700℃渗硼时的2.38 A电流),会使渗硼层表面形成疏松表层,不利于致密渗硼层的形成;750℃渗硼4 h后的渗硼层具有最高的致密性和渗层硬度,其渗层厚度和表层区域硬度分别为120μm和1700 HV0.05。

交流电场作用下的中低碳钢低温粉末法渗硼

以低碳20钢、中碳45钢为渗扩对象进行交流电场作用下的低温粉末法渗硼,对渗硼层厚度、显微组织、相结构及硬度进行观测分析。试验结果表明:在600℃、4h保温条件下,20钢、45钢经交流电场增强渗硼获得的渗硼层厚度远远大于常规渗硼得到的渗层厚度;在交流电场作用下,渗层厚度随渗剂中硼铁含量的增加而快速增加;硼铁含量小于等于10%时,渗硼层基本由Fe2B单相构成;而硼铁含量大于等于15%时,渗硼层则由FeB+Fe2B两相构成。对交流电场在渗硼中的作用机制进行了初步分析。

不锈钢在模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为研究

利用动电位扫描和交流阻抗法研究了普通碳钢与不锈钢在模拟混凝土孔隙溶液中的腐蚀行为及其差别,以及Cl-浓度、溶液pH值对腐蚀行为的影响,从而探讨了不锈钢取代碳钢作为混凝土钢筋骨架的可能性.结果表明:即便混凝土碳化导致孔隙液pH值下降后,氯离子对不锈钢的影响仍然较小,钝化膜致密完好,而普通碳钢的耐蚀性明显变差,钝化膜极易被氯离子侵蚀而破坏.

间歇交变磁场频率对堆焊金属组织及性能的影响

为了研究间歇交变磁场频率对堆焊层金属组织及性能影响,对低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加间歇交变纵向磁场,并利用光学金相、X射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法系统分析了不同磁场频率对等离子弧堆焊试件的影响。结果表明:适当的交变磁场频率能有效地增加堆焊金属中硬质相的数量,控制硬质相的生长方向,提高堆焊层金属的硬度和耐磨性,从而进一步获得最佳的电磁搅拌效果。

工模具钢的一种节能高效表面渗硼技术

以柱状电极为一极并置于渗罐的中央,以渗罐壁作为另一电极,渗剂与试样置于两极之间,对T7、T12及W18Cr4V3种工模具钢进行中、低温下的交流电场增强粉末法渗硼。结果表明:施加4A、30-50V的交流电场可以显著促进工模具钢在中低温外热下的渗硼过程,渗层厚度较相应常规渗硼的提高70%以上,渗硼层组织同时也有所改善;所研究的渗硼新技术可显著降低渗硼处理加热温度,减少渗硼时间,节约能源,降低渗硼成本。对交流电场在粉末法渗硼中的作用机制进行了初步分析。

远场涡流检测技术在反应流出物空冷器碳钢管束检测中的应用

反应流出物空冷器管束在使用过程中由于各种原因会造成腐蚀穿孔,引起高压高温介质泄漏,因此需要定期进行检测。讨论了远场涡流技术在带翅片和不带翅片碳钢管束上的应用,比较了两种情况下远场涡流检测能力的差异,包括对比试样的制备、检测灵敏度和检测参数的选择等,并提出了带翅片碳钢管束的远场涡流检测方法。

远场涡流检测技术在碳钢管束中的应用

远场涡流检测是一种发展中的钢管检测技术,它可以解决电力石化行业大量使用的碳钢管在役快速检测难题,很有发展前景。针对某化机厂新建的换热器管束,将两种标准相结合,对该管束进行涡流检测,并采用其他方法对部分可疑的管束进行检测,将结果进行对照。应用实例证实了远场涡流检测技术对碳钢管是一种切实可行的快速和可靠的检测方法。

45钢直流电场快速粉末渗硅

为了弥补常规粉末渗硅工艺的缺陷,探索施加直流电场加速粉末渗硅的可行性,在45钢和渗剂之间施加合适参数的直流电场,实现快速粉末渗硅,并分析了渗硅层显微组织、厚度及相组成。结果表明:直流电场可显著提高渗速,使渗硅温度降低到750℃,渗硅时间缩短至2 h;直流电场条件下获得的渗硅层主要为Fe5Si3相。

45钢表面交流电场增强粉末法铝氮复合渗研究

针对现有铝氮复合渗工艺存在的渗层薄、渗扩时间长等问题,对置于两电极间的45钢试样与渗剂施加交流电场,进行交流电场增强粉末法铝氮复合渗。通过观察分析不同工艺所得试样的渗层组织、相结构与硬度分布,初步研究了交流电场增强45钢表面粉末法铝氮复合渗特性。结果表明:在复合渗的渗铝阶段施加交流电场不仅加快渗铝速度,还能够避免常规粉末法渗铝在表面形成富铝相对后续渗氮的阻碍;在后续渗氮中施加交流电场可促进氮渗入与渗铝层反应,在共渗层表层形成Al N和Fe3N;通过将4 h的交流电场增强渗铝与4 h电场渗氮复合,能够获得有效厚度在150μm以上的复合渗层。

交流电场中碳钢和镀锌钢的大气腐蚀行为

采用自制装置模拟大气环境中钢表面形成的液膜,通过电化学方法研究碳钢和镀锌钢在不同厚度液膜下的阴极还原过程及腐蚀演化信息,并进一步明确不同强度交流电场对镀锌钢的影响。结果表明:碳钢表面锌层能有效保护钢铁基体,液膜和交流电场的存在会加速碳钢和镀锌钢的腐蚀;液膜厚度越小和交流电场强度越大,镀锌钢的腐蚀速率也越大。

交流电磁场检测(ACFM)在薄壁不锈钢焊缝中的应用

为解决核设施焊缝检测工期紧、检测要求高、传统射线检测技术需要专用时间窗口、无法交叉施工、辐射风险大等问题,提出了使用交流电磁场检测(ACFM)技术检测薄壁不锈钢焊缝中直径约为0.5 mm的小缺陷。通过理论计算研究了该技术应用于薄壁不锈钢焊缝检测的可行性;运用仿真计算优化探头设计,提高了传统ACFM检测技术的检测精度和稳定性;利用该技术对不同种类、不同尺寸的缺陷进行了检测验证。验证结果表明,针对薄壁不锈钢焊缝,该技术对危害性较大的面积型缺陷可100%检出,且可检出直径约为0.4 mm的体积型缺陷。

核工程薄壁不锈钢焊缝交流电磁场检测模拟验证

针对薄壁(壁厚≤3.5 mm)奥氏体不锈钢焊缝缺陷检测需求,研发了一套包括探头和系统装备、方法、工艺的交流电磁场检测系统。设计了含不同类型、尺寸和位置缺陷的模拟试块,分别进行交流电磁场检测(ACFM)和射线检测(RT)盲测,并对比分析检测结果。验证试验结果表明:研发的ACFM检测系统和工艺稳定可靠,可实现薄壁不锈钢焊缝超标缺陷的快速有效筛查;ACFM效率是RT的3倍以上,对于预制的210处超标缺陷,RT检出169处,ACFM检出217处(含RT检出的169处),其中面积型缺陷均100%检出,误报率能满足工程需求;具有不低于RT的检出能力;ACFM技术对焊缝表面状态较敏感,适当打磨不影响缺陷检出。高灵敏度ACFM检测的研究和应用为薄壁非铁磁性材料焊缝内部缺陷检测提供了新思路。

严重腐蚀减薄后低碳钢管壁厚的远场涡流检测

在役换热器的低碳钢管通常用于循环水与工艺介质之间的热交换。一般情况下低碳钢管主要发生冲刷腐蚀和垢下腐蚀;若管壁严重腐蚀减薄甚至爆管,会影响换热器的正常运行。对换热器低碳钢管的检测,目前最有效且快速的方法是利用涡流检测技术(ET),对发生腐蚀减薄的低碳钢管用远场涡流检测技术(RFT)测量出较准确的壁厚值,依此可以判断低碳钢管的残余寿命,并对该换热器的监测及技术改造提供参考依据。

钢管端部交流磁化时的集肤效应

针对钢管管端以交流线圈纵向磁化方式探伤时内壁周向缺陷难以检出,以及以交流电穿棒周向磁化方式探伤时内、外表面磁探灵敏度差异很大等现象,参照解释交流电磁场集肤效应的方法,建立了两个定性模型进行推导,得到结论:圆筒类工件采用交流线圈纵向磁化时,磁场主要集中在外表面,内壁磁场削弱甚至抵消;采用交流电中心导体法周向磁化时,磁场集中在内、外表面,但两处磁场的强度会有不遵循磁探经验公式的较大的差异。此结论能解释试验现象,有助于对圆筒类工件磁化方法的选择。

基于PAUT与ACFM的钢桥疲劳裂纹检测试验研究

为准确检测疲劳裂纹尖端位置和裂纹长度,采用超声相控阵检测(PAUT)与交流电磁场检测(ACFM)技术对预制疲劳裂纹进行了测试,比较了超声相控阵与交流电磁场在疲劳裂纹识别与长度定量测试的准确性。分析了涂层对交流电磁场检测识别的影响,并通过实桥测试进行了验证。结果表明:超声相控阵和交流电磁场能够准确识别疲劳裂纹尖端位置,裂纹长度量化评估精度在95%以上;交流电磁场检测不受涂层影响,能在不去除涂层条件下实现疲劳裂纹检测和定量评估;超声相控阵和交流电磁场检测为疲劳裂纹尖端定位提供了新方法,可为疲劳裂纹的处治提供良好基础。

交流电场增强双相不锈钢S32750中温粉末法渗硼特性

对双相不锈钢S32750进行800℃常规粉末法渗硼以及交流电场增强粉末法渗硼,并对交流电场渗硼后的试样进行固溶处理。利用光学显微镜、显微硬度计以及X射线衍射仪观察分析渗硼层组织、厚度、硬度以及相结构。结果表明:交流电场增强粉末法渗硼层与常规粉末渗硼的形貌相似,其与基体之间的界面基本平直,呈非锯齿状,与基体结合良好,表层主要为FeB;施加交流电场可以有效促进硼的渗入,提高渗层硬度。但当电流提高至6 A时,渗层中会出现较多微孔。S32750钢在5 A交流电场渗硼后再经固溶处理,渗层厚度略增,FeB相显著减少,Fe_(2)B增加,渗硼过程中出现的析出相σ固溶进基体,这有助于双相不锈钢韧性的提高。

交流电流密度对X65钢在碳酸盐/碳酸氢盐溶液中腐蚀行为的影响

通过极化曲线测试、浸泡实验和表面分析技术研究了不同交流电流密度对X65钢在碳酸盐/碳酸氢盐溶液中腐蚀行为的影响.随交流电流密度的增加,钝化区宽度明显变窄,点蚀击破电位负移,维钝电流密度增大,腐蚀速率增加.在低交流电流密度下(<100A·m-2),维钝电流密度、点蚀程度和腐蚀速率均略增加;在高交流电流密度下(≥100A·m-2),维钝电流密度、点蚀程度和腐蚀速率均快速增加.

以渗铝为主的Q195钢交流电场增强粉末法铝铬共渗特性

在渗铝剂中加入铬粉,对Q195钢在800℃进行以渗铝为主的交流电场增强及常规粉末法铝铬共渗。用金相显微观测、X射线衍射分析、显微硬度测试等分析渗层组织、相、厚度及显微硬度沿渗层深度方向的分布。结果表明,相较单一渗铝,添加少量铬粉对常规铝铬共渗层组织和厚度影响不大,但次表层硬度提高;交流电场对单一渗铝和铝铬共渗均有促渗作用,较单一渗铝,添加微量铬粉进一步加快渗速,但对次表层硬度影响不大,随渗剂中铬粉含量增加,渗层厚度先增后减,添加0.1%铬粉时促渗效果最为显著,所得渗层厚约123μm,而交流电场单一渗铝层厚约50μm,常规单一渗铝层厚仅约18μm。