本文關鍵詞：低溫氣體多元共滲對ZG04Cr13Ni5Mo性能及抗空蝕能力的影響

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【摘要】：我國水力發(fā)電設備的設計制造能力已經(jīng)達到世界先進水平,但水輪機轉輪的磨蝕和裂紋問題始終未得到有效解決。本研究通過對ZG04Cr13Ni5Mo馬氏體不銹鋼進行低溫氣體多元共滲處理,研究處理后的材料與未處理材料的拉伸性能、疲勞性能、磨損性能、抗腐蝕性能以及抗氣蝕能力方面的差異,結果表明：ZG04Cr13Ni5Mo經(jīng)低溫氣體多元共滲后,表面獲得約70μm的硬化層,心部組織沒有變化,仍然保持低碳板條馬氏體和少量δ鐵素體。滲層由表面的氧化層、彌散分布含碳ε-Fe2-3 (N, C)化合物層和擴散層組成。滲層中的化合物層具有最高的硬度,為1250HV0.1,約為心部硬度的5倍；ZG04Cr13Ni5Mo樣品經(jīng)低溫氣體多元共滲后,材料的抗拉強度、塑性幾乎沒有改變,沖擊功有一定下降,主要是由于滲層組織降低了沖擊試樣的裂紋形成和擴展功；經(jīng)低溫氣體多元共滲后,疲勞性能和耐磨性有顯著提高,主要是由于滲層具有極高的硬度并使材料表面處于壓應力狀態(tài),提高了材料的抗疲勞和抗磨損能力；多元共滲處理的樣品,耐腐蝕性能有所下降,主要是由于滲入的C、N元素與基體中的Cr生成化合物,降低了鋼中的有效Cr含量,同時破壞了不銹鋼表面鈍化膜,降低了抗腐蝕能力。由于空蝕機理的復雜性,目前還很難把材料的某一物理、化學特性與抗空蝕能力對應起來,但從空蝕的機械作用理論分析,對于同一材料,提高材料的硬度的疲勞性能對提高材料的空蝕能力是有利的。本次試驗很好的證明了這一點,ZG04Cr13Ni5Mo經(jīng)低溫氣體多元共滲后,經(jīng)超聲波空蝕試驗表明其耐空蝕能力比未經(jīng)共滲處理的試樣有有大幅提高。
【關鍵詞】：馬氏體不銹鋼 氣體多元共滲 空蝕 水輪機轉輪 機械性能
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1;TG156.8
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 轉輪材料的性能要求11-13
• 1.2.1 較高的強度和抗疲勞性能11-12
• 1.2.2 抗空蝕和泥沙磨損性能12
• 1.2.3 鑄造和焊接性能12-13
• 1.3 轉輪的空蝕破壞13-15
• 1.3.1 空蝕機理13-15
• 1.3.2 空蝕與磨損的關系15
• 1.4 轉輪材料的發(fā)展歷程15-16
• 1.5 抗空蝕技術的研究進展16-19
• 1.5.1 開發(fā)新的抗空蝕材料16-17
• 1.5.2 表面改性技術提高材料抗空蝕能力17-19
• 1.6 本課題研究的主要內(nèi)容、方法和意義19-21
• 第二章 試驗裝置及試驗方21-28
• 2.1 試驗材料21-22
• 2.1.1 樣材21-22
• 2.1.2 試樣加工和多元共滲處理22
• 2.2 拉伸試驗22-23
• 2.3 沖擊試驗23
• 2.4 疲勞試驗23-25
• 2.5 磨損試驗25-26
• 2.6 中性鹽霧腐蝕試驗26
• 2.7 金相檢驗26-27
• 2.8 空蝕試驗27-28
• 第三章 多元共滲對ZG04Cr13Ni5Mo性能及抗空蝕能力的影響28-44
• 3.1 ZG0Cr13Ni5Mo不銹鋼成分、組織和性能特點28-29
• 3.2 ZG04Cr13Ni5Mo多元共滲的組織和顯微硬度29-31
• 3.2.1 金相組織29-31
• 3.2.2 顯微硬度分析31
• 3.3 多元共滲對ZG04Cr13Ni5Mo強度和塑性性能影響31-33
• 3.4 多元共滲對ZG04Cr13Ni5Mo沖擊韌性性能影響33-35
• 3.5 多元多元共滲對ZG04Cr13Ni5Mo疲勞性能影響35-36
• 3.6 多元共滲對ZG04Cr13Ni5Mo抗磨性能影響36-39
• 3.7 多元共滲對ZG04Cr13Ni5Mo抗腐蝕性能影響39-40
• 3.8 多元共滲對ZG04Cr13Ni5Mo抗空蝕性能影響40-44
• 3.8.1 超聲波空蝕試驗結果40
• 3.8.2 空蝕性能與材料其它性能的關系40-44
• 結論44-45
• 致謝45-46
• 參考文獻46-48

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本文編號：727546