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等离子电化性能架构

[ 时间:2018-02-05 来源:http://www.kenflor.com 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象之一,例如在潮湿的大气中,桥梁、钢轨及各种钢结构的腐蚀,地下输油、气管道的腐蚀、海水中的船体腐蚀等都属于电化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属或合金与电解质相接触形成原电池,在原电池反应的作用下金属发生腐蚀的现象。在电化学腐蚀过程中,同时进行着两个独立的过程,其中金属失去电子被氧化发生氧化反应,即阳极反应过程;而失去的金属电子向介质中转移,与介质中的物质发生还原反应,即阴极反应过程。电化学腐蚀也是评价金属耐空蚀与磨蚀性能的重要指标之一。佛山肯富来水泵厂通过极化曲线可以测定研究金属的电化学腐蚀性能,它可以提供材料的腐蚀机理、腐蚀速率以及对环境的腐蚀敏感性等方面。在腐蚀研究中,分别有两种不同的电化学技术,循环极化和恒电位法。本实验采用恒电位法,采用恒电位法测得的马氏体不锈钢基材及铁基、铁基稀土和镍基三种合金堆焊层在3.5%NaCl溶液中的电化学阳极极化曲线。

表1:不锈钢表面

材料 马氏体不锈 铁基合金等离 铁基稀土合金等 镍基合金等离
子堆焊层 离子堆焊层 子堆焊层
线粗糙度(Ra/nm) 471 119 99.9 89.7
面粗糙度(Sa/nm) 456 102 93 85.9

从微观形貌观察可以看出,由于能量的不断冲击,在晶界处出现空蚀坑,且空蚀坑不断扩大,最大空蚀坑尺寸达到4pm,之后逐渐发生连接,导致材料大面积脱落,表面粗糙度增加,不锈钢表面形貌被彻底破坏。

 

表1为基材及三种合金等离子堆焊层的线粗糙度和面粗糙度数值。由表中数据同样可以看出,马氏体不锈钢基材的线粗糙度和面粗糙度均最大,分别为471nm和456nm,而三种合金等离子堆焊层的线粗糙度和面粗糙度均有所下降,其中镍基合金等离子堆焊层的线粗糙度下降最为明显,约为基材的1/2,这是因为镍元素耐蚀性能高;铁基稀土合金等离子堆焊层虽然粗糙度略有增大,但并不显著(仅10nm左右),这是由于铁基稀土合金等离子堆焊层硬度较高,同时稀土元素偏聚于晶界,对晶界的强化作用使其依然具有较优良的抗空蚀性能。综上所述,三种合金等离子堆焊层抗空蚀性能从小到大依次为,铁结合金等离子堆焊层,铁基稀土合金等离子堆焊层,镍基合金等离子堆焊层,这与先前实验中的空蚀失重结果相对应。

 

从工艺设计和生产进度方面考虑,要求对平衡活塞和平衡环之间的接触面堆焊镍基合金。镍基合金是指以镍为基的自熔合金,此类具有合金流动性好,熔点低,等优点,在耐磨、耐蚀、热稳定性等方面均有突出的优势,但其价格昂贵,生产成本较高,因而本实验研发低成本、高耐磨性的新型铁基等离子堆焊材料及工艺,解决马氏体不锈钢零部件早期失效的磨损问题,延长零部件的使用寿命,具有重要的经济意义、社会效益和广泛的应用前景。

 

实验制备的铁基合金等离子堆焊层使用条件为400℃以下,在使用性能方面,基本可以达到M50合金制备的镍基合金等离子堆焊层的同等水平,同时经济性能更为优异。对比铁基合金粉末与镍基合金粉末的市场价格,镍基合金粉末市场价格500-600元/kg,铁基合金粉末市场价格200-300元/kg,使用铁基合金生产使用成本下降了50%。因此在工程允许范围内,采用铁基合金粉末代替镍基合金粉末,经济效益十分可观。通过本实验对铁基合金与镍基合金等离子堆焊层的硬度,耐磨性,耐蚀性等多项研究,可以得出,采用铁基合金制备的等离子堆焊层完全可以满足核泵工况的技术要求,同时显著降低了成本,性价比高。

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