耐空泡腐蚀马氏体沉淀硬化不锈钢的研究与开发

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1、江苏大学硕士学位论文摘要空泡腐蚀是水泵、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～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窄泡腐蚀合金钢，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

2、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、Cf、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

3、，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，具有良好的市场静景。关键词：空泡腐蚀，堆垛层错能，马氏体沉淀硬化不锈钢，第二相粒子，马氏体片层，潜伏期江苏大学硕士学位论文ABSTRACTCavitationerosionisanormalphenomenoninwamrpump，screw,fireboxandotherhydro-ma

4、chines．Cavitationisaprocessconsistingoftherepeatednucleation,growth，andviolentcollapseofbubblesinaliquid．Thecollapseimpactsofthebubblesaresohugethatflakematerialawayfromthesurface．Inordertolosethedamageofcavitationerosion，aseriesofcavitationerosionresistancematerialshav

5、ebeendeveloped，includingstainlesssteel，cobaltbasealloy,copperbaseshapememoryalloy．Manyresearchshowcavitationerosionresistanceofmetallicmaterialdependsonitsstackingfaultenergy,phasetransformation，secondphasestrengthenandmicrostructure．Martensiticprecipitatedhardeningstai

6、nlesssteelisakindofalloywithhighstrengthandhightenacity．Thestrengthenmechanismincludesmartensiticdislocationtangleandsecondphaseprecipate．ItWaSsaidsomenewkindofmartensiticprecipitatedhardeningstainlesssteelhavebeenusedforcavitationerosionresistancealloysinEuropeancounti

7、esandthepropertyisexcellent．Sowehavet0developourownmartensitiecavitationerosionresistancestainlesssteelthroughlearningtheforeignresearchproductionandmetalscience．ThealloyelementsofnewmarteusiticprecipitatedhardeningstainlesssteelareNi，Cr,si,Mn,Cu,Mo,Nb．Bccau∞ofthevacuum

8、meltingprocessandreasonabletemperaturesofsolidsolutionandaging,newmartensiticprecipitatedhardeningstainlessste