690合金管与等离子喷涂WC-12Co涂层的微动磨损特性

发布时间：2017-07-06 07:12

  本文关键词：690合金管与等离子喷涂WC-12Co涂层的微动磨损特性

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【摘要】：在压力堆核电站的核心热传导设备蒸汽发生器中,常由于流致振动而引发传热管和支撑板之间的微动磨损,而导致蒸汽发生器传热管失效。本文通过在支撑板材料1Cr13不锈钢上等离子喷涂耐磨耐高温的WC-12Co涂层,并模拟其与传热管690合金在不同工况下的微动磨损行为,研究该涂层对减轻690合金传热管的微动磨损的效果,以提高蒸汽发生器传热管的抗微动磨损性能。本文在PLINT高温微动磨损试验机,采用管/平面的接触方式,分别在不同温度(25℃、200℃、300℃)、不同载荷(50N、80N、100N)、不同位移(80μm、150μm、 200μm)条件下进行微动磨损实验,对比690合金管/1Cr13不锈钢和690合金管/WC-12Co两种对磨副的三维摩擦特性曲线、摩擦系数、磨损量、微观表面形貌等,得到如下结果：1.室温(25℃)下,位移幅值对690合金管/WC-12Co涂层的摩擦系数影响较小；随着法向载荷的增大,摩擦系数随之增大。在高温300℃时,690合金管/等WC-12Co涂层的摩擦系数均随着位移幅值和法向载荷的增加而增大。在室温(25℃)和高温(300℃)时,690合金管的磨损深度都随着法向载荷和位移幅值增大而增大。2.随着温度的升高,690合金管/WC-12Co涂层的摩擦系数随之增加,690合金管的磨损深度也随温度增加而增大。其中在200℃和300℃时,690合金管的磨损深度相差不大。3.室温(25℃)时,690合金管/WC-12Co涂层中690合金管的磨损机理主要表现为磨粒磨损、剥层和部分粘着磨损,等离子WC-12Co涂层的磨损机理主要是剥层。在300℃,690合金管的磨损机理为磨粒磨损和氧化磨损,存在部分粘着磨损,WC-12CO涂层的磨损机理主要为剥层,存在氧化磨损。4.在设定的不同工况下,690合金管/WC-12Co涂层配副中的690合金管的磨损深度均小于690合金管/1Cr13不锈钢配副时磨损深度,表明在支撑板材料1Cr13不锈钢上等离子喷涂WC-12Co涂层能够明显降低蒸汽发生器传热管微动磨损。
【关键词】：微动磨损 690合金管 温度 等离子喷涂 WC-12Co涂层
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH117
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-29
• 1.1 微动摩擦学概述12-13
• 1.1.1 微动的概念及分类12-13
• 1.2 微动磨损理论13-17
• 1.2.1 微动早期理论13-14
• 1.2.2 微动磨损的三体理论14
• 1.2.3 微动图理论研究进展14-17
• 1.3 核电蒸汽发生器传热管概述17-20
• 1.4 核电蒸汽发生管的微动磨损研究现状20-23
• 1.5 涂层对微动磨损的研究现状23-27
• 1.6 研究的意义及内容27-29
• 1.6.1 研究的意义27-28
• 1.6.2 主要研究内容28-29
• 第二章 实验材料及方法29-35
• 2.1 实验材料的选取29-30
• 2.1.1 支撑板实验材料29
• 2.1.2 SG管实验材料29-30
• 2.2 涂层制备及性能30-32
• 2.2.1 等离子WC-12Co涂层的制备30-32
• 2.2.2 WC-12Co涂层相结构分析32
• 2.3 微动磨损实验32-34
• 2.3.1 微动磨损实验装置32-33
• 2.3.2 微动磨损实验步骤与参数33-34
• 2.4 实验分析方法34-35
• 第三章 690合金管/WC-12Co涂层室温微动行为研究35-51
• 3.1 位移幅值对690合金管/WC-12Co涂层微动特性的影响35-39
• 3.1.1 位移幅值对三维摩擦特性曲线的影响35-36
• 3.1.2 位移幅值对室温摩擦系数的影响36-37
• 3.1.3 位移幅值对室温磨损量的影响37-39
• 3.2 法向载荷对690合金管/WC-12Co涂层微动特性的影响39-43
• 3.2.1 法向载荷对室温三维摩擦特性曲线的影响39-40
• 3.2.2 法向载荷对室温摩擦系数的影响40-41
• 3.2.3 法向载荷对室温磨损量的影响41-43
• 3.3 室温690合金管/WC-12Co涂层磨损机理探究43-49
• 3.3.1 690合金管室温磨损机理探究43-45
• 3.3.2 WC-12Co涂层室温磨损机理探究45-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 690合金管/WC-12Co涂层高温微动行为研究51-64
• 4.1 690合金管/涂WC-12Co涂层高温微动特性51-52
• 4.2 位移幅值对690合金管/WC-12Co涂层高温微动特性的影响52-54
• 4.2.1 位移幅值对高温摩擦系数的影响52-53
• 4.2.2 位移幅值对高温磨损量的影响53-54
• 4.3 法向载荷对690合金管/WC-12Co涂层高温摩擦性能的影响54-57
• 4.3.1 法向载荷对高温摩擦系数的影响55-56
• 4.3.2 法向载荷高温磨损量的影响56-57
• 4.4 温度对690合金管/WC-12Co涂层微动特性的影响57-60
• 4.4.1 温度对摩擦系数的影响58
• 4.4.2 温度对磨损量的影响58-60
• 4.5 690合金管/WC-12Co涂层高温磨损机理探究60-62
• 4.5.1 690合金管的高温磨损机理分析60-61
• 4.5.2 WC-12Co涂层的高温微动磨损机理分析61-62
• 4.6 本章小结62-64
• 第五章 等离子喷涂WC-12Co涂层与1Cr13不锈钢微动摩擦特性比较64-74
• 5.1 摩擦系数比较64-66
• 5.2 690合金管磨损深度比较66-68
• 5.3 690管磨损机理比较68-70
• 5.4 WC-12Co涂层与1Cr13不锈钢磨损机理比较70-72
• 5.5 本章小结72-74
• 结论74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 郑锐,聂怀文,陈文霞,张向峰,温廷琏;等离子喷涂在制备中温平板式固体氧化物燃料电池中的应用[J];硅酸盐学报;2003年06期

2 唐辉;世界核电设备与结构将长期面临的一个问题——微动损伤[J];核动力工程;2000年03期

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张明;微动疲劳损伤机理及其防护对策的研究[D];南京航空航天大学;2002年

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本文编号：525194