Corrosion of Nickel-based Alloy G30 in the Stratum Water Containing H2S/CO2

The influences of temperature and CO2 pressure on the corrosion of nickel-based alloy G30 in the stratum water containing H2S/CO2 were investigated with the aid Mott-Schottky analysis and scanning electron microscopy（SEM） of electrochemical impedance spectroscopy（EIS）, The results indicate that alloy G30 is in the passive state in the stratum water, which is related to the formation of the passive film on its surface. This passive film can significantly protect the substrate from further corrosion. And the film protection is enhanced with decreasing temperature and CO2 pressure. Auger electron spectrometry（AES） and X-ray photoelectron spectrometry（XPS） results reveal that the passive film shows the double-layer structure, i.e. the inner chromium oxide and the outer iron/nickel spinel oxides or hydroxides with Mo oxides dispersing throughout the inner and outer scale.

超音速火焰喷涂制备铝基复合制动盘工艺及力学性能研究

基于超音速火焰喷涂(High Velocity Oxygen Fuel,HVOF)技术,在7075高强铝合金表面制备出碳化钨(WC)颗粒来增强镍基合金的耐磨层,分别利用光学显微镜、扫描电镜对喷涂层及界面过渡区(Interface Transition Zone,ITZ)微观组织进行表征,技术制造分别使用显微硬度仪和万能试验机对喷涂层的显微硬度和抗剪强度进行测试,探求铝基复合制动盘超音速火焰喷涂工艺。结果表明,超音速火焰喷涂制备铝基复合制动盘的工艺参数为铝基合金表面WC颗粒含量为35%,氧油比约为3∶1,送粉量为80 g/min,喷涂距离为330 mm,入射速度为450 m/s,制动盘转速为7 r/min,氮气流量为10 L/min;铝基复合制动盘喷涂层微观组织为奥氏体基体上弥散分布着大量WC颗粒,致密度高达94%;喷涂层显微硬度约为1500HV,剪切强度约为147.3 MPa,满足制动盘力学性能要求。

核电堆芯补水箱镍基隔离层堆焊工艺研究

通过工艺试验,探索出了核电堆芯补水箱镍基大厚度隔离层堆焊的最佳工艺参数,并分别观察了最佳工艺参数条件下镍基堆焊层、热影响区和母材区域金相组织。结果显示堆焊层区域主要为奥氏体组织;母材区域为贝氏体+索氏体的机械混合物;热影响区组织为铁素体+索氏体混合物。对堆焊层进行无损检测及力学性能试验和抗腐蚀性能试验,结果达到技术要求。通过分析研究了镍基大厚度堆焊层性能、影响因素信控制措施,即合理匹配焊接工艺参数(焊接电流、焊接电压和焊接速度)、严格控制焊接热输入对堆焊层及热影响区的性能至关重要。

堆焊隔离层在承压设备制造中的应用

针对承压设备制造过程中低合金耐热钢与低合金高强钢(两焊件热处理制度不同)、低合金耐热钢与奥氏体不锈钢(第一焊件需热处理,第二焊件不需热处理)以及低合金耐热钢(两焊件热处理制度相同)之间采用堆焊隔离层分别进行不同金属材料焊件之间焊接的典型案例,通过制定合理的焊接工艺以及热处理制度成功解决了异种金属材料之间的焊接难题。结果表明,选用正确的隔离层焊材,在不同热处理制度下采用堆焊隔离层的方法焊接接头质量均得以保证,案例的成功应用为同类产品制定合理的焊接工艺提供了依据。

文丘里洗涤器损伤原因分析及对策

针对大型壳牌煤制气装置的文丘里洗涤器出现筒体穿孔泄漏,导致煤气化、合成氨等装置停车问题,以某50万t/a煤制合成氨的文丘里洗涤器泄漏事故为例,分析了设备损伤的原因,并提出了解决问题的方案思路。

超临界水堆候选材料的腐蚀特性研究

对铁素体/马氏体(F/M)耐热钢P92、奥氏体不锈钢316L和镍基合金690在600℃、23MPa超临界水中的腐蚀行为进行了研究。在600℃、23MPa的超临界水中腐蚀625h后,690合金、316L不锈钢和P92耐热钢的腐蚀增重速率分别为0.00102、0.0606、0.10127g/(m2·h)。用扫描电子显微镜(SEM)进行观察后发现,超临界环境下F/M耐热钢P92的氧化膜为3层结构,奥氏体不锈钢316L的氧化膜为单层结构,镍基合金690表面生成了一层极薄且有点蚀的氧化膜。

等离子喷焊镍基合金耐磨性能研究

采用等离子弧喷焊技术在不同转弧电流下喷焊DG.Ni60A和DG.Ni60WC25两种镍基合金粉末,对各喷焊层进行了硬度和耐磨性分析。试验结果表明,转弧电流大小对喷焊镍基合金层的耐磨性影响较大,喷焊DG.Ni60A合金粉末时,转弧电流为100 A时的试样磨损量为0.090 57 g,转弧电流为150 A时的试样磨损量高达1.116 17 g,相差10余倍。喷焊DG.Ni60WC25合金粉末时,转弧电流为100 A时的磨损失质量仅为0.018 83 g,转弧电流为200 A时的磨损失质量高达0.744 97 g,相差约40倍。镍基合金中加入WC,在一定条件下可以提高喷焊层的耐磨性能;转弧电流为150 A时,未添加WC硬质相的DG.Ni60A合金粉末喷焊层的磨损失质量高达1.116 17 g,而添加了WC硬质相的DG.Ni60WC25合金粉末磨损失质量为0.018 83～0.744 97 g。

镍基高温合金喷射液束电解—激光复合加工特性的试验研究

针对镍基高温合金材料激光打孔时存在的再铸层,采用喷射液束电解—激光复合加工对镍基高温合金GH3030进行打孔试验,研究复合加工去除再铸层的特性,以及复合加工参数对再铸层残余率和材料去除率的影响规律。试验结果表明:在复合加工过程中,喷射液束的电解作用能有效在线去除激光加工产生的再铸层,提高激光加工的质量;得到了各加工参数对再铸层残余率和材料去除率的影响规律,建立了再铸层残余率和材料去除率二次回归方程,并采用验证试验说明了二次回归方程能很好地预测复合加工特性。基于二次回归方程,优化工艺参数,进行群孔和刻字的样品加工试验,试验结果证明了该方法可以满足工程应用的需要。

熔覆温度对真空熔覆WC增强镍基合金层组织及性能的影响

为了在保证良好力学性能的前提下提高45钢的表面质量,采用真空熔覆技术以不同熔覆温度在45钢表面制备WC增强镍基合金熔覆层。利用扫描电镜分析熔覆层组织形貌以及过渡层结合情况;通过硬度测试和磨损试验分析熔覆温度对熔覆层性能的影响。结果表明:随着熔覆温度的升高,熔覆试样过渡层逐渐增厚但整体变化不大,都大于30μm,满足冶金需求;熔覆温度过高时,WC分解严重,熔覆层耐磨性大大降低;熔覆温度为1 225℃时,得到的WC增强镍基合金效果良好,熔覆层洛氏硬度接近40 HRC,对母材强化作用明显,可显著提高其耐磨性。

1Cr13和Inconel 690异种金属焊接隔离层厚度的确定

在1Cr13和Inconel 690焊接过程中,先在1Cr13侧采用HS690焊丝堆焊隔离层,然后实现同种金属的焊接。采用硬度试验、冲击试验和金相检验的方法确定了隔离层厚度,为实现异种金属的良好焊接奠定了基础。

X70管线钢表面镍基合金堆焊层/母材界面的显微组织及氢致开裂行为

采用手工非熔化极惰性气体钨极保护焊将ERNiCrMo-3镍基合金焊丝堆焊于X70管线钢表面,分析了堆焊层/母材界面处的显微组织、元素分布和硬度分布,并采用电解充氢方法研究了氢致裂纹萌生位置和扩展方式。结果表明:X70管线钢表面镍基合金堆焊层/母材界面热影响区中细晶区的组织为细小铁素体和少量珠光体,靠近熔合线粗晶区的组织为粗大的铁素体,熔合区的组织为马氏体,堆焊层的组织为树枝状奥氏体;堆焊层冲击断口呈韧性断裂特征,母材断口呈解理或准解理脆性断裂特征,熔合区断口呈由浅韧窝+准解理组成的具有变形特征的混合过渡特征;堆焊层和熔合区的硬度均高于母材的;堆焊层表面氢致裂纹萌生于Al2O3和单质硅夹杂物处,扩展方式为沿晶和穿晶扩展。

镍基合金喷熔层组织及其抗高温冲蚀性能的研究

用氧—乙炔火焰喷熔法制取镍基合金喷熔层,通过高温冲蚀模拟试验机对镍基合金喷熔层和其他表面强化层进行高温冲蚀磨损对比试验。结果表明:镍基介金喷溶层具有最佳的抗高温冲蚀性能,比20钢提高4～5倍,其冲蚀行为表现为塑性材料特征,最大冲蚀率攻角约为30°。

镍基合金粉末氧乙炔火焰喷焊层的组织研究

通过SEM、EDS等手段,研究了GFN i01、GFN i02、GFN i03三种镍基自熔性合金粉末氧乙炔火焰喷焊层的组织、表面硬度及喷焊层的维氏硬度分布.结果表明,喷焊层中强化相质点分布较为均匀.喷焊层与基材界面的硬度呈梯度分布,GFN i03喷焊层硬度最高.喷焊层与基材界面处明显存在合金元素的扩散.

镍基和铁基合金喷熔层组织及性能的研究

对五种镍基和铁基自熔合金粉末进行了氧—乙炔火焰喷熔试验,研究了喷熔层的组织、硬度、结台强度和抗氧化性。结果表明:喷熔层具有复杂的组织结构、较高的硬度,优良的结合强度和抗氧化性。

镍基高温合金微细电解铣削加工实验研究

针对高深宽比、复杂结构的微型腔,提出了分层电解铣削的工艺。在三轴联动微细加工平台上制作了柱状的微细电极,并在镍基高温合金上进行了微细电解铣削加工实验。研究了加工电压、脉冲参数、不同电极直径对加工精度的影响规律,成功地加工出二维结构和三维型腔。该工艺加工精度高、加工稳定性好。

AZ91D镁合金表面Ni-铅基巴氏合金双镀层的摩擦磨损性能

为了改善镁合金的摩擦学性能,采用化学镀镍与热浸镀铅基巴氏合金相结合的方法,在AZ91D镁合金表面获得了Ni-铅基巴氏合金双镀层。用JEOLJSM-7001F型扫描电镜观察了镀层的形貌,以CETRUMT-2型球盘试验机研究了干摩擦条件下AZ91D镁合金基体和Ni-铅基巴氏合金镀层的摩擦学性能及摩擦后的表面磨痕轮廓特征。研究发现,镁合金基体与Ni-铅基巴氏合金镀层载荷为0.5 N时平均摩擦系数分别为0.397和0.145,磨损率分别为3.180×10-3,9.826×10-5mm3/(m·N);载荷为2 N时摩擦系数分别为0.346和0.254,磨损率分别为1.991×10-3,7.763×10-5mm3/(m·N)。结果表明,Ni-铅基巴氏合金双层镀层使镁合金表面的减摩性能得到显著提高,同时也有效地提高了基体的耐磨性能。

耐铝液腐蚀镍基Al_2O_3复合粉末氩弧堆焊层的性能

在铝制品制备过程中,高温铝液会与模具发生反应,导致模具过早失效,增加了生产成本。为了提高模具耐铝液腐蚀寿命,采用钨极氩弧焊在H13钢表面制备了镍基合金与氧化铝复合粉末堆焊层,通过金相观察、扫描电镜分析、X射线衍射分析等手段研究了高温铝液腐蚀对堆焊试件形貌、相结构的影响。结果表明:镍基合金粉末中加入适量的氧化铝能够提高镍基堆焊层耐铝液腐蚀的能力,但过多的氧化铝对堆焊层的致密性产生不利影响,继而降低了堆焊层的耐铝液腐蚀能力。

渗铝处理对镍基超合金Hastelloy X高温氧化行为的影响研究

对镍基超合金Hastelloy X进行渗铝处理,并对渗铝层的高温循环氧化性能和微观组织进行分析。结果表明:经950℃×9 h固体渗铝处理后,在镍基超合金Hastelloy X表面生成厚度约75μm的Ni-Al合金层,并有细小的析出相产生,同时在合金层与基材之间有厚约5.5μm的中间扩散层生成。渗铝处理后的Hastelloy X试片具有较佳的抗高温氧化能力。中间扩散层在多次高温循环氧化之后开始产生横向裂痕,对铝化Hastelloy X的抗高温氧化能力不利。

镍基合金喷焊层的组织特征及其对焊接裂纹敏感性的影响

利用火焰喷焊技术制备了镍基合金喷焊层,采用光学显微镜和扫描电镜研究了其组织特征,初步分析了该组织特征对喷焊层焊接裂纹敏感性的影响。结果表明,整个喷焊层由较细小的等轴晶组成,这有利于降低其焊接裂纹敏感性。喷焊层表层和基体界面处的晶粒比中部稍大,而晶界宽度则较小。传统喷焊工艺重熔不充分导致气孔比较严重,增加了焊接时的裂纹敏感性。

喷焊层对焊缝组织性能的影响规律

为解决油田管线焊接接头防护问题 ,利用金相显微镜对焊缝组织形貌进行了观察。得到了镍基喷焊层元素熔入量对奥氏体焊缝显微组织及裂纹敏感性的影响规律。结果表明 ,镍基合金喷焊层的合金元素对奥氏体焊缝显微组织有明显影响 ,随着喷焊层元素熔入量的增加 ,焊缝柱状晶变得粗大 ,且方向性变得更明显。在一定范围内 ,增加喷焊层元素熔入量 ,焊缝的热裂纹敏感性将增大 ,但当熔入量再继续增加时 ,由于过量的喷焊层形成的大量低熔共晶物对焊缝冷却过程中的微裂纹起到了“愈合作用” ,使焊缝裂纹敏感性有所降低。同时 ,熔入过量喷焊层元素使得焊缝的薄弱位置发生了变化 ,热裂纹产生的位置由等轴晶区转移到柱状晶区。为了降低焊缝的热裂纹敏感性 ,应该在保证喷焊层耐蚀性的前提下 。