水轮机磨蚀损伤分析与耐磨蚀新材料研究

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1、华中科技大学硕士学位论文====#=!=!!!=!=======================一摘要我国河流一个重要特点是泥沙含量高，其上工作的水轮机过流部件破坏十分严重。磨蚀破坏机理的研究和修复新工艺新材料的开发成为保证水电事业高效快速发展的一个关键课题。本文针对我国河流多泥沙的特点，研究了水轮机过流部件的磨损、汽蚀破坏机理和特征，并在该理论指导下，综合考虑了目前国内外抗磨蚀修复材料的研究现状，借鉴耐磨堆焊焊条的研制方法，通过多次试验，不断调整药粉配方，开发出焊接工艺性能良好、经济、高效的耐磨损低碳马氏体不锈钢药芯焊丝HDY502。为验证新开发的HDY502耐磨药芯焊

2、丝堆焊金属耐磨性，本文同时开发了一种同合金系的合金焊丝HDY704作为对比材料，并在相同磨损条件下对其进行了磨损试验，通过对磨损后的试样表面用扫描电镜进行磨损形貌体微观分析，得到堆焊金属的磨损机制主要为切削磨损，焊态下试样由于应力和组织不均匀性，还有磨损下局部裂纹扩展而导致剥落的磨损。根据磨粒磨损切削机制的原理，本文分别研究了不同热处理状态：不同组织、不同硬度等因素对材料耐磨性的影响，得到如下结论：1)通过热处理，由于消除了焊态试样的焊接残余应力，并获得了比较均匀的组织，提高了抗局部裂纹扩展而导致剥落磨损的能力，从而使材料的磨损性能得到普遍提高；高硬度质点及第二相的析出，

3、增加了材料抗切削磨损性能；2)新开发的HDY502低碳马氏体不锈钢药芯焊丝堆焊金属，经过热处理后，不仅消除了磨损微裂纹导致的材料成块剥落磨损，而且由于高硬度碳化物及笫二相质点的弥散析出，使其硬度提高，同时增加了材料抗切削磨损性能，所以其表现出比HDY704合金钢药芯焊丝堆焊金属更好的耐磨性提高；3)在细小马氏体+残余奥氏体的基体上弥散分布着高硬度碳化物及第二相的组织是抗磨粒磨损材料比较理想的组织。关键词：水轮机汽蚀磨粒磨损低碳马氏体不锈钢药芯焊丝堆焊金属华中科技大学硕士学位论文AbstractHydraulicturbinepartsareseverelydamagedd

4、uetohighsand。contendoftheriversin0111"country．IthasbecomeakeysubjecttostudyODcorrosionmechanismandcorrosionrenovationmaterialsinthefoundationofhydraulicpower‘station．Basedonthecharacteristicofhighsand—contendoftheriversinourcountry,corrosionmechanismanddamagedfeatureofthehydraulicturbinep

5、artshavebeenresearched，an．ewcorrosionrenovationmaterials．HDY502lOW—carbonmartensiticstainlesssteelwearresistanceflux-coredwirehasbeendevelopmentinthispaper．Intheprocedureofexploitationthenewcorrosionrenovationmateriais--I-IDY502，havedrawlessonsfromtheresearchmethodofweal；resistancebeadwel

6、delectrode．andwelltried．Thenewexploitationcorrosionrenovationmaterialshasgoodweldingtechnology、goodeconomicreturns、highdepositionefficiency．Inthepaper,havedevelopmenttheothernewflux—coredwire，ithasthesamecomponentbutlesscontentalloysystem，forthepurposeofcertificationthewearresistanceofthe

7、newcorrosionrenovationmaterials—HDY502．Inthesameexperimentcondition，wehaveagrain--abrasiontestwiththetwonewexploitationwearresistancemasteries，thetestresultsdisplaythelow-carbonmartensiticstainlesssteelflux—coredwire—HDY502havebetterwearresistanceperformancethanthea