【摘要】：水力機(jī)械磨蝕問題不可避免。生態(tài)環(huán)境脆弱、河流多泥沙的地理環(huán)境決定了我國水力機(jī)械磨蝕問題尤為突出和嚴(yán)重,每年因磨蝕破壞帶來的經(jīng)濟(jì)損失不可估量�；谝陨显�,本文利用搭建的旋轉(zhuǎn)噴射磨蝕試驗(yàn)裝置對水力機(jī)械過流部件常用四種材料16Mn、45#、ZG20Si Mn以及A型高錳鋼進(jìn)行不同沙粒粒徑下磨蝕試驗(yàn),探究不同沙粒粒徑對水力機(jī)械過流部件磨蝕的破壞規(guī)律及失效形式;其次對這四種材料分別噴涂氧化鋁陶瓷(Al_2O_3)、鎳基合金(Ni60)、碳化鎢(WC)、鈷鉻鎢(CoCrW)涂層并進(jìn)行相關(guān)抗磨試驗(yàn),借助掃描分析儀器對磨蝕形貌進(jìn)行觀察,對其抗磨性能進(jìn)行分析研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)粒徑小于0.349mm時試件累計磨蝕失重與試驗(yàn)時間成線性關(guān)系,粒徑0.349mm以上時材料累計磨蝕失重隨時間的增大滿足一種高斯函數(shù)的非線性增加;(2)沙粒粒徑變化引起水力機(jī)械材料磨蝕失效行為變化,粒徑為0.043mm時對試件表面造成的磨蝕破壞主要為沙粒的垂直沖擊磨損與空蝕,無明顯水平方向的切削磨損。沙粒粒徑較大時對試件表面的磨蝕破壞以水平方向的切削磨損和空蝕破壞聯(lián)合為主,并伴有一定量垂直沖擊磨損;(3)45#鋼抗磨蝕性能相對較好,16Mn與ZG20Si Mn相對次之,未經(jīng)固溶處理的A型高錳鋼板相對較差;(4)Al_2O_3陶瓷涂層硬度較高具有較強(qiáng)耐磨性,但其涂層之間及涂層與基體之間結(jié)合強(qiáng)度不高,涂層孔隙率過大,造成在沖擊磨損過程中出現(xiàn)涂層的脫落現(xiàn)象,導(dǎo)致涂層失效未能起到抗磨蝕效果,因此Al_2O_3陶瓷涂層不適用于非接觸式?jīng)_擊磨損;(5)WC涂層具有較好抗磨作用,但因噴涂過程中易發(fā)生相變產(chǎn)生W2C及W,導(dǎo)致晶界出現(xiàn)裂紋,在高速含沙水流的沖擊作用下出現(xiàn)脫落造成失重?fù)p失,本次試驗(yàn)過程中其失重略大于沒有噴涂抗磨涂層的基體試件;(6)Ni60及CoCrW涂層與試件基體結(jié)合良好,涂層表面未出現(xiàn)裂紋及凹坑,涂層硬度較基體有較大提高,在高速含沙水流的沖擊作用下未對涂層造成嚴(yán)重破壞,因而都具備較好的抗磨蝕效果,其中CoCrW涂層對四種試件抗磨蝕作用最為明顯,通過噴涂CoCrW涂層可以將試件磨蝕失重降低至一半及以下,能夠較大程度提高設(shè)備抗磨蝕性能達(dá)到延長設(shè)備使用壽命的目的。
【圖文】：

圖 1-1 葛洲壩電廠機(jī)組葉片磨蝕破壞情況Fig.1-1 The blades abrasion failure of the gezhouba power plant圖 1-2 為揚(yáng)黃排灌泵站口環(huán)（密封環(huán)）磨蝕圖。圖中口環(huán)內(nèi)壁大面積出現(xiàn)犁溝狀磨凹坑，二者造成水泵出現(xiàn)泄露損失帶來容積效率的下降，，導(dǎo)致泵站系統(tǒng)引水效率下降加用電量，泄露量過大進(jìn)行口環(huán)更換還會造成維修成本的增加。圖 1-2 揚(yáng)黃排灌泵站口環(huán)（密封環(huán)）磨蝕圖

圖 1-1 葛洲壩電廠機(jī)組葉片磨蝕破壞情況Fig.1-1 The blades abrasion failure of the gezhouba power plant圖 1-2 為揚(yáng)黃排灌泵站口環(huán)（密封環(huán)）磨蝕圖。圖中口環(huán)內(nèi)壁大面積出現(xiàn)犁溝狀磨凹坑，二者造成水泵出現(xiàn)泄露損失帶來容積效率的下降，導(dǎo)致泵站系統(tǒng)引水效率下降加用電量，泄露量過大進(jìn)行口環(huán)更換還會造成維修成本的增加。圖 1-2 揚(yáng)黃排灌泵站口環(huán)（密封環(huán)）磨蝕圖
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4;TK05

【參考文獻(xiàn)】

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3 任巖;;泥沙粒徑級配對水輪機(jī)材料磨蝕性能的影響[J];水力發(fā)電;2011年08期

4 任武;李曉明;石成剛;;熱噴涂氧化鋁、碳化鎢涂層性能研究[J];石油化工設(shè)備;2010年S1期

5 顏大運(yùn);汪家道;陳大融;;微顆粒影響空蝕破壞的實(shí)驗(yàn)研究[J];潤滑與密封;2010年08期

6 李華;;水輪發(fā)電機(jī)頂蓋不銹鋼帶極寬帶埋弧堆焊[J];焊接技術(shù);2009年10期

7 鮑崇高;付平安;;碳鋼不銹鋼材料抗沖蝕磨損性能研究[J];鑄造技術(shù);2009年01期

8 孫大樂;吳瓊;劉常升;張恒;姚利松;;激光共聚焦顯微鏡在磨損表面粗糙度表征中的應(yīng)用[J];中國激光;2008年09期

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3 王榮克;磨蝕泥沙起動裝置的研制與泥沙特性對磨蝕影響的研究[D];河海大學(xué);2007年

本文編號：2672883