水輪機磨蝕損傷分析與耐磨蝕新材料研究.pdf

1、我國河流一個重要特點是泥沙含量高,其上工作的水輪機過流部件破壞十分嚴(yán)重.磨蝕破壞機理的研究和修復(fù)新工藝新材料的開發(fā)成為保證水電事業(yè)高效快速發(fā)展的一個關(guān)鍵課題.本文針對我國河流多泥沙的特點,研究了水輪機過流部件的磨損、汽蝕破壞機理和特征,并在該理論指導(dǎo)下,綜合考慮了目前國內(nèi)外抗磨蝕修復(fù)材料的研究現(xiàn)狀,借鑒耐磨堆焊焊條的研制方法,通過多次試驗,不斷調(diào)整藥粉配方,開發(fā)出焊接工藝性能良好、經(jīng)濟、高效的耐磨損低碳馬氏體不銹鋼藥芯焊絲HDY502.

2、為驗證新開發(fā)的HDY502耐磨藥芯焊絲堆焊金屬耐磨性,本文同時開發(fā)了一種同合金系的合金焊絲HDY704作為對比材料,并在相同磨損條件下對其進行了磨損試驗,通過對磨損后的試樣表面用掃描電鏡進行磨損形貌體微觀分析,得到堆焊金屬的磨損機制主要為切削磨損,焊態(tài)下試樣由于應(yīng)力和組織不均勻性,還有磨損下局部裂紋擴展而導(dǎo)致剝落的磨損.根據(jù)磨粒磨損切削機制的原理,本文分別研究了不同熱處理狀態(tài)、不同組織、不同硬度等因素對材料耐磨性的影響,得到如下結(jié)論:1

3、)通過熱處理,由于消除了焊態(tài)試樣的焊接殘余應(yīng)力,并獲得了比較均勻的組織,提高了抗局部裂紋擴展而導(dǎo)致剝落磨損的能力,從而使材料的磨損性能得到普遍提高;高硬度質(zhì)點及第二相的析出,增加了材料抗切削磨損性能;2)新開發(fā)的HDY502低碳馬氏體不銹鋼藥芯焊絲堆焊金屬,經(jīng)過熱處理后,不僅消除了磨損微裂紋導(dǎo)致的材料成塊剝落磨損,而且由于高硬度碳化物及第二相質(zhì)點的彌散析出,使其硬度提高,同時增加了材料抗切削磨損性能,所以其表現(xiàn)出比HDY704合金鋼藥芯