耐空泡腐蚀马氏体沉淀硬化不锈钢的研究与开发

发布时间：2020-09-21 14:26

　　 空泡腐蚀是水泵、水轮机、船用螺旋桨、汽车燃气室和其它水利机械过流部位的一种常见的破坏现象。空泡腐蚀原理是液体中因水压变化而产生的微小空气泡在材料表面迅速破裂，使表面材料发生剥落。为降低空泡腐蚀对机械构件带来的危害，国内外学者和科研人员开发出多种耐空泡腐蚀合金钢，包括不锈钢、钴基合金和铜基形状记忆合金等。经研究表明，材料的堆垛层错能、固态相变、第二相粒子和微观组织都会影响到材料的耐空泡腐蚀性能。马氏体沉淀硬化不锈钢是一种高强度、高韧性的合金钢，其强化原理包括马氏体位错强化和第二相粒子析出强化。国外已经把新型的马氏体沉淀硬化不锈钢用于耐空泡腐蚀材料，并显示出良好的效果。为此，我们有必要通过学习研究国内外相关试验成果、结合金属学相关知识原理，设计开发一种新型的耐空泡腐蚀沉淀硬化不锈钢。 本设计采用的马氏体沉淀硬化不锈钢合金元素为Ni、Cr、Si、Mn、Cu、Mo、Nb。由于采用真空冶炼技术和合理的固溶及时效温度，新型马氏体沉淀硬化不锈钢的综合力学性能优良。通过极化试验，该型沉淀硬化不锈钢的耐电化学腐蚀能力优良。空泡腐蚀是采用一台超声波空泡腐蚀发生器进行的。通过对试样的跟踪观察，得到了试样的空泡腐蚀失重曲线、扫描电镜照片。通过第二相粒子的位错钉扎作用，马氏体片层在空泡腐蚀下的扭曲断裂过程明显延长。而马氏体片层最终因扭曲导致断裂剥落使空泡腐蚀潜伏期结束。经过两小时空泡腐蚀试验，该新型马氏体沉淀硬化不锈钢的空泡腐蚀失重仅为高锰铝青铜的1／3。试验证明，新型马氏体沉淀硬化不锈钢完全符合实际的使用要求，具有良好的市场前景。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TG142.71
【部分图文】：

又称为气蚀，是发生在水泵、水轮机、船用螺旋桨、汽车燃气室等流体机械中的一种常见的点蚀破坏现象【’，2]。水轮机叶片的空泡腐蚀宏观形貌如图1一1所示。(a)宏观形貌(b)表面细节图1一1水轮机叶片空泡腐蚀图片 F191一 1Surfaeeofthehydroturbinerunnerbladeerodedbyeavitation流体机械振动或者液体流动促使局部水压不平衡，导致机械周围的流体，}，不断地产生微小的气泡，而这些小气泡又迅速的溃灭。这些气泡就被称为空泡。空泡腐蚀过程就是空泡在流体机械表面反复形成、长大和破裂的过程。当液体「阳日现负压力时，空泡就形成长大;而液体中出现正压力时，这些空泡又迅速溃火。空泡的溃灭时间很短，而且体积又非常的小

Figl一 2Schematiediagramofeavitationtunneltest空泡喷射是利用一个具有中心体的高压喷嘴用于产生低压，以此来产生空泡。其示意图如图1一3所示。抽户少....叫脚”心内，匆.口.旧.口.哪阳，《价自图1一3空泡喷射腐蚀试验装置Figl一 3Sehematiediagramofjetcavitationtest样品被放置在距喷嘴尖端有一定距离的喷射路径上。喷射压力可以调整。空泡在样品表面破裂，因此产生了试验材料的腐蚀。这项技术的优点在于它可以加快试验，同时我们可以通过控制压力来改变空泡的参数。而且空泡尺寸分布更接近于真实的流体环境下的空泡，而非振动系统产生的剂量所能产生的。这项技术

江苏大学硕士学位论文图1一2空泡腐蚀流道试验装置Figl一 2Schematiediagramofeavitationtunneltest空泡喷射是利用一个具有中心体的高压喷嘴用于产生低压，以此来产生空泡。其示意图如图1一3所示。抽户少....叫脚”心内，匆.口.旧.口.哪阳，《价自图1一3空泡喷射腐蚀试验装置Figl一 3Sehematiediagramofjetcavitationtest样品被放置在距喷嘴尖端有一定距离的喷射路径上。喷射压力可以调整。空泡在样品表面破裂，因此产生了试验材料的腐蚀。这项技术的优点在于它可以加快试验，同时我们可以通过控制压力来改变空泡的参数。而且空泡尺寸分布更接近于真实的流体环境下的空泡，而非振动系统产生的剂量所能产生的。这项技术

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本文编号：2823602