表面处理对17-4PH不锈钢抗固体粒子冲蚀性能的影响
【图文】：
?80mm，送粉速率为150g/min，氧气流量为110m3/h，，煤油流量为25L/h。WC-17Co涂层厚度控制在约300μm。1．2实验方法1．2．1微观形态表征与力学性能测试用X，pert-PＲO型X射线分析仪(XＲD)分析各表面改性层的相组成。利用HITACHIS-570型扫描电子显微镜(SEM)观察和分析改性层的截面形貌。用HV-1000型显微硬度仪测定不同载荷下改性层的显微硬度，并评价静态载荷下改性层的承载能力，测试采用Knoop压头，保载时间为20s。1．2．2固体粒子冲蚀性能测试在自制的气压式冲蚀试验机上进行固体粒子冲蚀实验，装置如图1所示。圆片试样被固定在夹具上，通过旋转夹具来调整固体粒子冲击攻角。固体粒子通过振动漏斗在混合室中与压缩空气产生的加速气体混合，通过控制空气压力来调整固体粒子速率，气体携带固体粒子从喷嘴口射出，入射到试样表面，加速管内径为4mm。冲蚀介质为多棱角的棕刚玉颗粒，直径范围200～300μm，硬度2000～2300HV，喷嘴到试样表面的距离为20mm。粒子流图1固体粒子冲蚀装置示意图Fig．1Schematicdiagramofsand-blasttypeerosiontester44
第2期表面处理对17-4PH不锈钢抗固体粒子冲蚀性能的影响量控制为100g/min，分别在30°和90°攻角下进行冲蚀实验，冲蚀时间为4min。采用TAYLOＲ-HOBSON型表面轮廓仪测定试样表面冲蚀坑轮廓形貌。利用扫面电子显微镜观察试样表面冲蚀坑微观特征，分析冲蚀机理。1．2．3固体粒子冲击破坏过程的模拟实验方法采用WS-05型划痕仪模拟小攻角下的单颗固体粒子冲蚀行为，划痕仪压头为金刚石圆锥压头，圆锥角120°，加载范围为0～40N，划痕长度为3mm。用自组装的小能量多冲实验装置模拟90°大攻角下单颗固体粒子的冲蚀行为，并评价表面改性层的动态承载能力和失效行为，选用标准维氏四棱锥压头模拟多棱角固体粒子，载荷5N，压头与试样表面初始距离为0．5mm，冲击频率20Hz，冲击次数5000次。由于激光合金化层和HVOF涂层表面粗糙，故实验前对这两种改性层表面进行抛光处理。2实验结果与讨论2．1改性层的形态特征和硬度图2所示为三种表面改性层的截面显微形貌。可以看到，TiAlN/Ti多层膜中深色单元层为Ti层，浅色单元层为TiAlN层，相邻的Ti层和TiAlN之间结合紧密，底层Ti层与不锈钢基材结合紧密。激光表面合金化层与不锈钢基材为冶金结合，由于激光合金化处理中需要搭接处理，因此合金化层与基体界面呈现出周期性的弧状界面。在激光合金化处理的快速加热和冷却过程中存在复杂的传热、传质和图217-4PH不锈钢试样表面改性层截面SEM形貌及XＲD分析Fig．2SectionSEMmorphologyandXＲDofsurfacemodificationlayerson17-4PHstainlesssteel(a1，a2)TiAlN/Timultilayers;(b1，b2)laseralloyedcoating;(c1，c2)thermalspraycoatingofWC-17Co45
【作者单位】： 西北工业大学腐蚀与防护研究室;西安陕鼓动力股份有限公司;
【基金】：国家自然科学基金(51171154,51101127)
【分类号】：TG174.4
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本文编号：2551998
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