熱處理對(duì)超低碳馬氏體不銹鋼組織和抗空蝕磨損性能的影響.pdf

1、空蝕是指在一定的溫度和環(huán)境條件下，液體介質(zhì)因局部壓力變化致使空泡形成和潰滅而對(duì)材料產(chǎn)生沖擊作用使其破壞的現(xiàn)象。沖蝕是指材料受到小而松散的流動(dòng)粒子沖擊時(shí)表面出現(xiàn)破壞的一類磨損現(xiàn)象?？瘴g和沖蝕是水輪機(jī)葉片等過(guò)流部件的主要破壞形式，如何控制、減輕此類破壞已經(jīng)成為水電站亟待解決的一個(gè)技術(shù)難題，其中耐空蝕沖蝕材料的研發(fā)試制是解決這一問(wèn)題最有效的途徑之一。目前水輪機(jī)葉片材料多采用馬氏體不銹鋼，特別是0Cr13Ni5Mo已經(jīng)成為水輪機(jī)葉片的常規(guī)用材，

2、但是超低碳馬氏體不銹鋼在該領(lǐng)域的應(yīng)用還不廣泛。
　　 本實(shí)驗(yàn)采用純凈超低碳馬氏體不銹鋼00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni5Mo為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)兩種材料、六種熱處理狀態(tài)的試樣進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)分析和空蝕、沖蝕性能試驗(yàn)，空蝕實(shí)驗(yàn)設(shè)備是超聲振動(dòng)空蝕試驗(yàn)機(jī)，沖蝕設(shè)備是旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)儀。
　　 本文采用金相、掃描電鏡等手段分析實(shí)驗(yàn)材料的顯微組織，并在蒸餾水和3％NaCl溶液中的空蝕失重曲線以及沖蝕失重曲線進(jìn)行分析比較，研究了材料的抗空蝕性

3、能與化學(xué)成分、熱處理工藝及微觀組織之間的相互關(guān)系。研究結(jié)果表明:
　　 00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni5Mo超低碳馬氏體不銹鋼的淬透性很強(qiáng)，前者正火即得到全部的板條馬氏體組織，后者由于Cr含量偏高，其正火組織是板條馬氏體和δ鐵素體。經(jīng)過(guò)回火后，兩種材料的馬氏體組織明顯細(xì)化;當(dāng)回火溫度達(dá)到550℃以上時(shí)，馬氏體板條間出現(xiàn)大原子序數(shù)的元素(Ni)富集，有逆變奧氏體形成，并且在回火溫度為600℃時(shí)，冷卻至室溫得到的逆變奧氏體

4、的量最大。
　　 良好的抗空蝕性能是硬度和塑韌性兩者的綜合體現(xiàn)。對(duì)于塑韌性良好的00Cr13Ni5Mo，回火形成的逆變奧氏體雖然使塑韌性進(jìn)一步改善，但同時(shí)也使材料的硬度明顯降低，這不利于材料耐空蝕性能的提高。00Cr16Ni5Mo組織中由于δ鐵素體的存在其塑韌性明顯低于00Cr13Ni5Mo，而硬度高于00Cr13Ni5Mo，回火后獲得的適量逆變奧氏體改善了材料的塑韌性，從而獲得良好的綜合力學(xué)性能，耐空蝕性得到提高。
　　

5、 回火過(guò)程中形成的逆變奧氏體惡化了00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni5Mo在3％NaCl溶液中的耐空蝕腐蝕性能。這是由于逆變奧氏體與基體馬氏體電極電位不同而形成微電池，加劇了材料的腐蝕破壞。
　　 材料的硬度越高，其抗沖蝕性能越好。00Cr13Ni5Mo和00Cr16Ni5Mo的沖蝕行為基本符合此規(guī)律。水輪機(jī)過(guò)流部件在沖蝕、空蝕聯(lián)合作用下的破壞程度是沖蝕單獨(dú)作用時(shí)的兩倍。
　　 綜合以上結(jié)果，00Cr13Ni5M