本文關(guān)鍵詞：再制造毛坯表面變性層及形成機(jī)理研究

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【摘要】：再制造是對(duì)舊產(chǎn)品通過(guò)成熟的科學(xué)理論、高效的技術(shù)手段進(jìn)行修復(fù)和改造，針對(duì)的對(duì)象為已損壞或者即將報(bào)廢的產(chǎn)品和零部件，其原材料和最終產(chǎn)品不同于傳統(tǒng)的制造過(guò)程。隨著國(guó)內(nèi)大量工程機(jī)械設(shè)備的投入，設(shè)備的維護(hù)及零件的維修費(fèi)用逐年攀升，同時(shí)再制造業(yè)受到各工業(yè)領(lǐng)域的重視，尤其在需求大型設(shè)備產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域。國(guó)家在大力發(fā)展西氣東輸工程，然而管道工程中重要運(yùn)作設(shè)備管線式壓縮機(jī)，由于工況的復(fù)雜性，面臨著諸多問(wèn)題，在重要零部件葉輪、主軸表面會(huì)產(chǎn)生變性層，影響著設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并對(duì)再制造產(chǎn)生影響。 本文分析了管線式壓縮機(jī)葉輪工作方式、環(huán)境，明確了影響葉輪變性層主要因素：溫度、壓強(qiáng)、氣體作用力，提出葉輪變性層模擬設(shè)備方案。因高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪通道內(nèi)工況復(fù)雜，結(jié)合ansys建模劃分葉輪網(wǎng)格，建立葉輪內(nèi)氣體流速模型和溫度場(chǎng)、壓強(qiáng)模型，計(jì)算了葉輪表面氣體流速、表面受力情況。對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行進(jìn)一步修正，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件確定了模擬葉輪變性層設(shè)備方案，并予以實(shí)施。 借助熱力學(xué)知識(shí)，計(jì)算了影響氣體狀態(tài)方程的修正參數(shù)-壓縮因子，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算了CH_4-H_2、CH_4-CO混合氣體的熱力學(xué)反應(yīng)方程，得到環(huán)境氣氛中各反應(yīng)的熱力學(xué)吉布斯△G溫度函數(shù)，獲得發(fā)生金屬塵化腐蝕的溫度區(qū)間，得到葉輪在各氣氛中發(fā)生反應(yīng)的類型。同時(shí)，對(duì)酸性氣體CH_4-H_2S、 CH_4-CO_2(H_2O)進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算，結(jié)果表明：在各溫度區(qū)間下，H_2S、CO_2(H_2O)均能與葉片基體發(fā)生反應(yīng)，生成FeS、FeCO_3，且硫化氫反應(yīng)平衡分壓小于二氧化碳分壓，腐蝕反應(yīng)趨勢(shì)大于二氧化碳。 采用兩種軸材料在不同的條件下制備變性層，利用XPS對(duì)變性層表面、刻蝕進(jìn)行元素分析，研究了變性層的形成規(guī)律，40CrNiMo7和1Cr18Ni9Ti變性層存在明顯區(qū)別。40CrNiMo7在低速下變性層最外層為Fe_2O_3，且分層明顯，高速下各層間擴(kuò)散較為嚴(yán)重，但各化合物比例不同，同樣呈現(xiàn)出多層膜結(jié)構(gòu)。1Cr18Ni9Ti低轉(zhuǎn)速下最外層為Fe_3O_4，高轉(zhuǎn)速下最外層為Fe_2O_3，因基體Cr含量的影響，，變性層中有Cr_2O_3、CrO_3的出現(xiàn)，其中CrO_3在高速下才生成，同時(shí)其變性層也為多層膜結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】：再制造 ansys建模 金屬塵化 多層膜結(jié)構(gòu) XPS
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH45
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 致謝8-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 引言14-15
• 1.2 離心式鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用15-19
• 1.2.1 離心式鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)15-18
• 1.2.2 工作原理18
• 1.2.3 應(yīng)用18-19
• 1.3 純金屬的氧化19-21
• 1.3.1 膜與金屬界面19-20
• 1.3.2 純金屬鉻的氧化20-21
• 1.4 合金的氧化21-23
• 1.5 熱力學(xué)計(jì)算23-25
• 1.5.1 基礎(chǔ)熱力學(xué)23
• 1.5.2 熱力學(xué)相圖23-25
• 1.6 本文創(chuàng)新25-26
• 第二章 模擬設(shè)備的設(shè)計(jì)26-33
• 2.1 模擬方案設(shè)計(jì)26-28
• 2.2 各實(shí)驗(yàn)參數(shù)計(jì)算、分析28-31
• 2.2.1 葉片表面相對(duì)流速29-30
• 2.2.2 葉片表面應(yīng)力30-31
• 2.3 確定實(shí)驗(yàn)?zāi)M設(shè)備31-33
• 第三章 葉輪變性層熱力學(xué)分析33-42
• 3.1 氣體壓縮因子計(jì)算33-34
• 3.2 CH_4和 H_2混合氣體熱力學(xué)分析34-38
• 3.2.1 氣氛碳活度35-36
• 3.2.2 材料碳活度36-38
• 3.3 CH_4和 CO 混合氣體熱力學(xué)分析38-40
• 3.4 CH_4和 H_2S 混合氣體熱力學(xué)分析40-41
• 3.5 CH_4和 CO_2(H_2O)混合氣體熱力學(xué)分析41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第四章 軸變性層分析42-63
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料與方法42-43
• 4.2 40CrNiMo7 軸變性層分析43-51
• 4.2.1 1100r/min 轉(zhuǎn)速下的變性層分析43-46
• 4.2.2 1400r/min 轉(zhuǎn)速下的變性層分析46-50
• 4.2.3 變性層截面金相組織50-51
• 4.3 1Cr18Ni9Ti 軸變性層分析51-62
• 4.3.1 1100r/min 轉(zhuǎn)速下的變性層分析51-57
• 4.3.2 1400r/min 轉(zhuǎn)速下的變性層分析57-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 軸變性層熱力學(xué)分析63-66
• 第六章 全文總結(jié)66-68
• 參考文獻(xiàn)68-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文75-76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐匡迪;工程師——從物質(zhì)財(cái)富的創(chuàng)造者到可持續(xù)發(fā)展的實(shí)踐者[J];中國(guó)表面工程;2004年06期

2 支曉曄,李美竹,魏生庫(kù),韓漢青;北京市西片煤氣管網(wǎng)內(nèi)腐蝕預(yù)研報(bào)告[J];城市煤氣;1999年10期

3 王福會(huì);金屬材料在高溫含碳?xì)夥罩械母g[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);1996年04期

4 蔡睿賢;完全氣體一元變截面有傳熱有摩擦流動(dòng)的一些不定常解析解[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1996年02期

5 劉小民,席光,王尚錦,安衛(wèi)平;葉片擴(kuò)壓器對(duì)改進(jìn)離心式壓縮機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];化工機(jī)械;1998年02期

6 劉正先,姜印平,曹淑珍,林梅,苗永淼;離心葉輪內(nèi)三維湍流流場(chǎng)的LDV測(cè)量[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2002年03期

7 劉建華;李明;陶斌武;李松梅;;0Cr15Ni5Cu2Ti鋼的高溫氧化行為[J];航空學(xué)報(bào);2008年01期

8 韓光煒,馮滌,鄧波,陳銳銘,李丁川;氧化膜對(duì)高溫合金灰化抗力的影響[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2003年06期

9 雷娜;周昌玉;胡桂明;陳成;;CO-H_2-H_2O氣氛下金屬塵化腐蝕的熱力學(xué)分析[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2010年01期

10 王彤,谷傳綱;設(shè)計(jì)工況下離心壓氣機(jī)內(nèi)部動(dòng)靜部件耦合非定常流動(dòng)的數(shù)值模擬[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2001年03期

本文編號(hào)：891592