本文關鍵詞：透平葉片熱態(tài)沖蝕特性試驗研究

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【摘要】：透平是轉(zhuǎn)換工業(yè)過程產(chǎn)生的含塵高溫高壓氣體能量的主要動力裝置,因轉(zhuǎn)換過程不需要任何燃料同時能有效地抑制氮氧化物的排放,所以得到廣泛應用。含塵透平運行過程中因高溫氣體對葉片表面不可避免的沖蝕,不僅影響葉片型線、破壞氣動特性,還危及葉片的強度安全。因此,對葉片材質(zhì)、強化工藝和涂層開展多溫度、變沖角下的沖蝕試驗,在擬真實工況下揭示材質(zhì)的抗沖蝕特性,為優(yōu)化葉片選材提供依據(jù)很有必要。本文對基材鋼(1Cr12Mo、X20Cr13、2Cr12NiMo1W1V)、典型涂層(C1涂層)、表面處理工藝(6min與12min鋼丸強化)三類六種不同透平葉片材質(zhì)于200℃~600℃的不同沖角條件下的沖蝕率進行了沖蝕試驗,結(jié)果表明:葉片因沖蝕的失重均隨沖蝕顆粒質(zhì)量呈線性變化;其中15°~25°沖角之間沖蝕率最大,90°沖角沖蝕率最小;試驗基材的沖蝕率隨試驗溫度升高呈先下降后上升趨勢,即每種材質(zhì)具有自身沖蝕率最優(yōu)溫度,此溫度下沖蝕率最低;2Cr12NiMo1W1V在200℃與300℃的沖蝕率高于另兩種材質(zhì),耐沖蝕性差,但在400℃試驗溫度且沖角40°狀態(tài)下沖蝕率低于另兩種材質(zhì);1Cr12Mo經(jīng)鋼丸強化后沖蝕率升高耐沖蝕性降低;C1涂層的沖蝕率隨溫度升高呈先升高后降低趨勢,在高溫條件下具有良好的抗沖蝕特性。通過掃描電子顯微鏡對已沖蝕試件作微觀機理分析,發(fā)現(xiàn)小沖角(10°~40°)條件下的沖蝕形貌主要以切削、犁削、鏟削為主;大沖角(80°~90°)主要以鑿削、點坑為主;從微觀角度探尋溫度升高沖蝕率降低的原因;鋼丸強化使材質(zhì)表面點坑密布且塑性降低,不利于耐沖蝕性的提高;顆粒于高溫下對材質(zhì)的沖擊鍛打使C1涂層表面布滿氧化晶粒,耐沖蝕性提高;本文還通過研究葉片表面彈性特性對沖蝕分布的影響,以此探索沖蝕可控性規(guī)律,提出一種基于彈性恢復系數(shù),關于葉片沖蝕可控的新思路。
【學位授予單位】：上海工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK14;TG172

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本文編號：1202580