本文關(guān)鍵詞：超音速火焰噴涂金屬碳化鎢涂層的抗汽蝕與抗沖蝕性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在水力機(jī)械中,汽蝕破壞和沖蝕磨損非常普遍與嚴(yán)重,在能源越來越受到重視的今天,水輪機(jī)抗汽蝕和抗沖蝕研究已受到各國科研人員的廣泛關(guān)注。為了提高材料的抗汽蝕與抗沖蝕性能,為水輪機(jī)零件表面防護(hù)提供參考。本文采用超音速火焰噴涂(HVOF與HVAF)制備WC-10Co4Cr涂層,對涂層的組織結(jié)構(gòu)、機(jī)械性能、抗汽蝕與抗沖蝕性能等方面進(jìn)行系統(tǒng)的研究,通過分析涂層的微觀組織及物理性能,研究涂層的汽蝕破壞機(jī)理與沖蝕機(jī)理,得出以下結(jié)論:采用HVAF噴涂工藝制備的WC-10Co4Cr涂層(AK涂層)與采用HVOF噴涂工藝制備的WC-10Co4Cr涂層(DJ涂層)的抗汽蝕性能均優(yōu)于基體ASTM316不銹鋼,其中,AK涂層耐汽蝕壽命比基體提高了近2倍,DJ涂層稍優(yōu)于基體;這是因為涂層具有比基體更高的硬度,而且HVAF噴涂工藝噴涂涂層具有更低的孔隙率和更高的硬度、開裂韌性。超音速火焰噴涂工藝制備的WC-10Co4Cr涂層的抗沖蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于基體材料ASTM316不銹鋼,比基體耐沖蝕壽命延長4倍以上。在實驗室的超聲汽蝕實驗條件下,采用環(huán)氧樹脂對WC-10Co4Cr涂層封孔,對提高涂層抗汽蝕性能有一定作用,但效果不明顯,因為封孔并不能改變涂層的結(jié)構(gòu)與其它性能�；w材料ASTM316不銹鋼汽蝕機(jī)理為由于循環(huán)沖擊載荷導(dǎo)致疲勞裂紋的產(chǎn)生及擴(kuò)展,導(dǎo)致大量的顆粒不斷從表面脫落和進(jìn)一步的材料疲勞,裂紋擴(kuò)展有穿晶和沿晶兩種形式。WC-10Co4Cr涂層的汽蝕機(jī)理為疲勞裂紋在孔隙和Co-Cr粘結(jié)相的薄弱環(huán)節(jié)處形成與擴(kuò)展,造成涂層材料的成塊狀剝落。兩種WC-10Co4Cr涂層經(jīng)沖蝕一定時間后,表面粗糙度先減小,然后處于一個穩(wěn)定狀態(tài)。WC-10Co4Cr涂層與基體ASTM316不銹鋼材料在低攻角下的沖蝕機(jī)理為微切削與微犁削,WC-10Co4Cr涂層在高攻角下的沖蝕機(jī)理為微切削和微犁削Co-Cr軟基體相并伴隨有WC顆粒的破碎,并表現(xiàn)出疲勞剝落的特征;綜上所述,可以得出,由于HVAF噴涂工藝以空氣替代氧氣作為助燃劑,噴涂火焰溫度較低,不容易造成WC粒子的分解,減少了脫碳,相應(yīng)涂層的抗汽蝕性能與抗沖蝕性能均優(yōu)于HVOF噴涂系統(tǒng)(DJ2700)制備的涂層,且涂層的性能均優(yōu)于基體材料,這顯示出HVAF噴涂WC-10Co4Cr涂層在水輪機(jī)防護(hù)領(lǐng)域具有巨大的潛在運(yùn)用價值。
【關(guān)鍵詞】：超音速火焰噴涂 抗汽蝕性能 抗沖蝕性能 WC-10Co4Cr涂層
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4;TK730
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 引言11
• 1.2 汽蝕研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 汽蝕現(xiàn)象11-12
• 1.2.2 汽蝕過程中的材料損失12-13
• 1.2.3 汽蝕機(jī)理13-15
• 1.2.4 汽蝕實驗設(shè)備15-16
• 1.3 沖蝕磨損機(jī)理研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.1 沖蝕機(jī)理分類16-17
• 1.3.2 影響材料沖蝕磨損行為的主要因素17
• 1.4 水輪機(jī)汽蝕和沖蝕防護(hù)措施17-18
• 1.4.1 水輪機(jī)汽蝕防護(hù)措施17-18
• 1.4.2 水輪機(jī)的沖蝕防護(hù)措施18
• 1.5 表面技術(shù)及熱噴涂18-19
• 1.5.1 表面技術(shù)及熱噴涂簡介18-19
• 1.5.2 熱噴涂技術(shù)的原理19
• 1.6 超音速火焰噴涂技術(shù)噴涂WC/Co涂層簡介19-21
• 1.6.1 超音速火焰噴涂的發(fā)展19-20
• 1.6.2 超音速火焰噴涂工作原理20-21
• 1.6.3 超音速火焰噴涂的主要特點21
• 1.7 本文研究的意義與內(nèi)容21-23
• 第2章 實驗材料及方法23-32
• 2.1 引言23
• 2.2 實驗材料23-24
• 2.2.1 基體材料23
• 2.2.2 噴涂粉末材料23-24
• 2.3 試樣的制備與檢測24-26
• 2.3.1 涂層制備24-25
• 2.3.2 噴涂基體試樣加工及預(yù)處理25-26
• 2.4 涂層組織性能測試26-29
• 2.4.1 涂層相結(jié)構(gòu)檢測26
• 2.4.2 涂層顯微組織觀察26-27
• 2.4.3 涂層硬度測試27
• 2.4.4 涂層開裂韌性計算27
• 2.4.5 涂層結(jié)合強(qiáng)度測試27-29
• 2.5 汽蝕試樣的制備及檢測29-30
• 2.6 沖蝕試樣的制備及檢測30-32
• 第3章 WC-10Co4Cr涂層組織性能研究32-40
• 3.1 引言32
• 3.2 涂層的相結(jié)構(gòu)32-35
• 3.3 涂層顯微組織結(jié)構(gòu)35-36
• 3.4 涂層的孔隙率36-37
• 3.5 涂層的顯微硬度37
• 3.6 涂層的開裂韌性37-38
• 3.7 涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度38-39
• 3.8 本章小結(jié)39-40
• 第4章 WC-10Co4Cr涂層的抗汽蝕性能研究40-58
• 4.1 引言40
• 4.2 不同噴槍噴涂涂層的汽蝕性能研究40-50
• 4.2.1 涂層實驗失重結(jié)果40-41
• 4.2.2 涂層的失重分析與討論41-43
• 4.2.3 汽蝕形貌特征分析43-50
• 4.3 封孔與未封孔對涂層汽蝕性能的影響50-55
• 4.3.1 汽蝕實驗結(jié)果50-51
• 4.3.2 分析與討論51-52
• 4.3.3 汽蝕形貌特征分析52-54
• 4.3.4 綜合分析與討論54-55
• 4.4 汽蝕機(jī)理探討55-57
• 4.4.1 基體ASTM316不銹鋼的汽蝕機(jī)理55-56
• 4.4.2 WC-10Co4Cr涂層的汽蝕機(jī)理56-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第5章 WC-10Co4Cr涂層的抗沖蝕性能研究58-64
• 5.1 引言58
• 5.2 WC-10Co4Cr涂層沖蝕實驗研究58-63
• 5.2.1 實驗結(jié)果與分析58-60
• 5.2.2 樣品沖蝕后的表面形貌與沖蝕機(jī)制60-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論與展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 致謝70-71
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文71

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊新臣,李玉娟,劉鵬,呂振平;礦用離心泵的汽蝕及其預(yù)防[J];中州煤炭;2000年01期

2 郝點,周昌靜,張志飛;相關(guān)-小波分析用于離心泵初生汽蝕診斷[J];石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年02期

3 ;泵的汽蝕破壞問題[J];糧油加工與食品機(jī)械;1971年S4期

4 陳友萱 ,王煥琴;金屬材料汽蝕機(jī)理的研究(綜述)[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1979年02期

5 孟民;快速試驗離心泵汽蝕的方法[J];糧油加工與食品機(jī)械;1980年05期

6 王瑞杰;汽蝕對材料的侵蝕和耐汽蝕材料[J];機(jī)械工程材料;1981年06期

7 姚懷源;14英寸汽蝕試驗臺的研制[J];糧油加工與食品機(jī)械;1982年08期

8 呂小禮;魏建軍;;汽蝕破壞特征的初步研究[J];水利電力機(jī)械;1991年02期

9 古興僑 ,陳秉二 ,葉健;幾種金屬材料抗汽蝕和抗磨蝕處理方法的試驗研究[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1987年03期

10 朱旭仁;大型循環(huán)泵耐汽蝕材料應(yīng)用研究[J];機(jī)械工程材料;1995年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄭仲金;;船用離心泵汽蝕的事故樹分析[A];福建省科協(xié)第八屆學(xué)術(shù)年會船舶及海洋工程分會論文集[C];2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 薛黨勤;汽車?yán)鋮s水泵優(yōu)化設(shè)計及汽蝕振動特性研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙東方;液氮文氏管汽蝕動態(tài)特性可視化實驗研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 李維強(qiáng);發(fā)動機(jī)冷卻水泵熱力學(xué)效應(yīng)下的汽蝕機(jī)理研究[D];江蘇大學(xué);2016年

3 唐f虁，

本文編號：307856