哈氏合金之家® 海恩斯呢® 合金金宝搏app188bet金宝搏手机客户端下载

腐蚀

固体颗粒侵蚀

侵蚀被定义为由于固体表面与流体、多组分流体或撞击液体或固体颗粒之间的机械相互作用而使原始材料逐渐从固体表面流失(赫对星,1983年)。在固体颗粒侵蚀中,粒径通常在5至500μm之间,并且在5和500m / s之间的相对速度之间。在大多数情况下,粒子在撞击表面时以高速行驶。然而,逆转是可能的,如在尘埃空气中的直升机叶片的情况下。

在固体颗粒侵蚀中,冲击角(定义为表面的平面和粒子轨迹之间的角度)非常重要。延展性材料似乎在20至30°之间的撞击角度受到大部分,而脆性材料在冲击角度为90°时表现出最大劣化率(赫对星,1983年). 前者被描述为韧性侵蚀行为,包括塑性流动作为主要退化模式。后者被描述为脆性侵蚀行为,脆性断裂是主要的退化机制。

固体颗粒侵蚀期间的降解率强烈取决于颗粒撞击表面的速度(或反之亦然)。事实上,对于恒定的冲击角,已经发现速率与电力的速度成比例N, 在哪里N韧性材料通常在2.3到2.5之间,脆性材料通常在2到4之间(赫对星,1983年)。

除极细颗粒外,脆性材料的冲蚀率与颗粒半径之间的关系似乎也遵循幂律,指数在0到1之间。令人惊讶的是,细颗粒在脆性材料中会产生伪延性响应,即,角度依赖性与韧性材料相似。韧性材料的侵蚀通常与粒径无关,粒径在100到200之间µM直径较小时,关系近似为线性,但直径为5的颗粒很少受到侵蚀µm及以下(赫对星,1983年)。

就侵蚀颗粒的性质而言,尖锐颗粒明显比圆形颗粒造成更大的损害。然而,令人惊讶的是,如果颗粒比被侵蚀的表面硬,那么侵蚀速率和颗粒硬度之间没有很强的关系。对于比表面软的颗粒,随着颗粒硬度的降低,冲蚀速率急剧下降(赫对星,1983年)。

关于金属材料,人们试图建立微观结构特征和固体颗粒抗冲蚀性之间的关系。一些研究表明,例如,马氏体钢的硬度与其抗冲蚀性呈反比关系(古尔顿,1979年Green等人,1981年)。

同样地,如果碳化物比腐蚀颗粒软,则碳化物对白口铸铁的固体颗粒抗腐蚀性有害(Aptekar和Kosel,1985年). 如果他们更难,情况正好相反。从这些研究中可以明显看出,硬度,特别是由于金属微观结构中存在马氏体或碳化物,是衡量这种形式磨损的一个指标。

通过多年来,钴188bet金宝搏手机客户端下载合金已包含在几个室温下,固体粒子侵蚀研究,特别是那些Ninham,1987年利维和克鲁克,1991年.根据提出的原则,审查其中一些结果是有价值的赫对星,1983年.在里面Ninham,1987年研究,合金6,188bet金宝搏手机客户端下载6B和海恩斯® 188(一种设计用于金宝搏app飞行燃气涡轮发动机热段的低碳钴铬镍钨合金)以及几种含铬镍合金和不锈钢进行了试验。研究了三个变量,即侵蚀颗粒的类型(碳化硅或石英)、冲击角(30、60或90)°), 以及材料的状况。其中一种试验合金(718)是可时效硬化的,因此在时效硬化条件和退火条件下都进行了试验。其中两种合金(188和C-276)可以进行冷还原,以提高其室温强度,因此对它们进行了退火和冷还原两种条件下的试验。

用于评估这些变量效果的装置利维,1981年. 基本上,它包括一个振动料斗,用于将侵蚀性颗粒送入高速气流中,以及一个发生撞击的试验室。使用60 m/s的颗粒速度,每使用20或40 g腐蚀性颗粒进行样品重量测量。碳化硅颗粒呈棱角状,直径在250到300之间µM石英颗粒在75到200之间µm直径,形状不明。这两种材料的硬度(取自赫对星,1983年)为2100至2480 kgf/mm2.用于碳化硅和820 kgf / mm2.对于石英(SiO2)。

这项工作的主要结论之一是老化和冷工作对这种类型的固体颗粒腐蚀性抗性几乎没有影响。188bet金宝搏手机客户端下载而且,冲击角的效果很小。在碳化硅的情况下,角度效应符合用于延性侵蚀行为的那些赫对星,1983年(甲)30° 撞击角造成的比率最高,为90° 导致最低)。然而,在石英的情况下,角度的影响是混合和最小的。正如所料,角形碳化硅颗粒比石英颗粒造成的破坏更大。

也许最重要的事实出现在Ninham,1987年不同的合金(在这些试验条件下)之间没有太大的差异,不管合金基体(钴与镍与铁)如何,也不管微观结构条件如何(退火与老化188bet金宝搏手机客户端下载与冷还原)。虽然合金6和6B中的碳化物似乎没有什么好处,但至少它们并没有损害,就像它们对合金中的白口铸铁一样Aptekar和Kosel,1985年.

这个利维和克鲁克,1991年研究,涉及在磨料磨损条件下测试的许多相同的锻造合金,在范围内有限,但再次提供了合金基188bet金宝搏手机客户端下载础和碳化物在室温下在固体颗粒侵蚀方面的重要性。其中一种材料Ultimet®合金在不同的冲击角度测试,具有两种不同类型的侵蚀颗粒(400μm角碳化硅和未指定的形状的氧化铝氧化铝)。测量的侵蚀速率如下所示,作为冲击角的函数。如在Ninham,1987年研究,碳化硅诱导的延性侵蚀行为,而氧化铝产生略微不同的响应,冲击角在60°的冲击角处的侵蚀率等于30°的冲击。根据赫对星,1983年氧化铝的硬度与碳化硅相近;然而,氧化铝颗粒的形状没有具体说明。

一个重要的部分利维和克鲁克,1991年进行了高温(850℃)下固体颗粒侵蚀试验°C) ,使用相同的氧化铝颗粒和30的冲击角°. 强度最低的合金316L不锈钢在本次试验中表现出最低的侵蚀率,表明颗粒可能已经嵌入表面,而不是导致表面变形和断裂。当然,氧化物薄膜在这样的高温下非常重要。

ULTIMET®合金固体颗粒侵蚀对角度的影响

ULTIMET的固体颗粒侵蚀率与冲击角

在2006/7时间段内,在塔林大学(爱沙尼亚)的Haynes Internations提出了以下三个数字的固体粒子侵蚀数据,并说明了冲击角,粒子速度和温度的影响,性能为25,282金宝搏app®和Ultimet®合金。188bet金宝搏手机客户端下载282®合金(专为高温服务设计的镍基超合金)在年龄硬化条件下进行了测试。金宝搏app在审查这些数据时,应该记住,重量变化测量没有考虑到不受侵蚀的表面上长大的氧化物鳞片,也不可能考虑与嵌入颗粒相关的重量增益在侵蚀的表面。然而,结果为上述变量的影响提供了相当大的洞察力。

在侵蚀中为Hardox®400和316L不锈钢提供的单个数据点图2表示这些材料比300°C的三个Haynes合金更耐腐蚀和60°的冲击角。金宝搏app188bet金宝搏手机客户端下载然而,由于嵌入二氧化硅颗粒,316L是相对柔软的材料,316L的结果可能受重量的增加的影响。

侵蚀率硅砂速度80 m-s

腐蚀速率二氧化硅砂冲击角30度

侵蚀利率二氧化硅砂冲击角90度

空化侵蚀

空化侵蚀是指在压力变化的液体中,近表面气泡的形成和溃灭。表面损伤是由气泡的崩塌引起的,或者更准确地说,是由气泡内爆时产生的液体射流引起的。当液体中的压力降到低于液体的蒸汽压力时,就会产生气泡;坍塌是随后压力增加的结果。这种退化模式在阀门和泵中很常见。

由于材料的抗空蚀能力取决于其对连续冲击波的响应,因此金属材料普遍存在微疲劳现象。液滴腐蚀也是如此。事实上,这两种侵蚀相互交织在一起,通常用一种侵蚀的试验来确定另一种侵蚀的抗力。

钴合金对空化和液体液滴188bet金宝搏手机客户端下载侵蚀具有突出的抵抗力(Heathcock等,1979年,安东尼和沉默,1979年和伍德福德,1972年). 这归因于富钴固溶体在机械应力作用下发生转变(从fcc到hcp)的趋势,以及相关的低层错能,这影响了裂纹的形核和扩展。此外,已知钴合金通过孪晶吸收应力(188bet金宝搏手机客户端下载Ré我和皮诺,1976年)。

从下图中可以明显看出钴合金对空化侵蚀的显著抵抗力,该图显示了几种锻造钴合金、镍合188bet金宝搏手机客户端下载金和不锈钢在24小时后记录的侵蚀深度。

比较ULTIMET的侵蚀率® 合金(不含碳化物)和合金6B(碳化物含量约为13wt.%)表明,显微组织碳化物对抗空蚀性能影响不大。更重要的是转变趋势,如25合金和MP35N合金的结果所示,这两种合金的转变小于ULTIMET® 合金和合金6B。图中的数据是使用ASTM标准G32中描述的振动空化试验生成的。基本上,该仪器包括一个传感器(振动源)、一个用于放大振动的锥形圆柱形构件和一个温度控制容器,其中装有试验液体(蒸馏水)。样本被塑造成直径为14毫米的圆柱形按钮,带有一个6.4毫米的螺纹柄,该柄被拧入锥形圆柱体末端的螺纹孔中。按照ASTM标准的建议,试验期间使用20 kHz的频率和0.05 mm的振幅,蒸馏水保持在16°C

空化侵蚀条件下锻合金的比较数据(G32 Test-24h)188bet金宝搏手机客户端下载
*时效硬化

对于所有液体,最大空化侵蚀率通常发生在冷冻和沸点之间的温度下发生(赫对星,1986年). 例如,周和哈姆特,1983年描述了温度效应的研究

研究了304不锈钢在水中的抗空蚀性能;最大值约为50°C关于时间的影响,众所周知,在空化条件下,在材料损失之前,有一个很短的潜伏期(赫对星,1986年)。在钴合金的情况下,该潜伏期小于8小时。188bet金宝搏手机客户端下载在更长时间后,大多数材料都观察到侵蚀率的降低。较长的测试持续时间对ULTIMET®合金的空化腐蚀性抗性的影响如下图所示,这也表明产品形式之间的差异。

用于各种产品形式的Ultimet合金的空化腐蚀深度与时间

钴合金的许多磨损相关应用涉及堆焊层的使用。除非应用多层,否则稀释(即耐磨钴合金与基体材料(188bet金宝搏手机客户端下载通常为钢或不锈钢)在熔池中混合)会降低堆焊材料的磨损性能。下图描述了Crack,1993研究谁研究了稀释对ULTIMET®合金的影响(实验方法在陷入困境中描述)。从这些结果可以确定,稀释的影响(至少在Ultimet®合金上,以及钢或不锈钢的16.7%水平)在96小时的测试期内并不极其损害。

用于稀释的Ultimet GTA焊接覆盖层的平均空化腐蚀(mm)深度

泥浆侵蚀

由夹带在液体流中的固体颗粒引起的浆料腐蚀是复杂的现象。在高冲击角(即垂直于表面的平面),该过程与固体颗粒侵蚀有一些相似之处。事实上,建筑物的喷砂爆破通常用砂/水浆料进行,以最大限度地减少空中碎片。然而,受液体存在显着影响冲击力。在低冲击角度下,该过程更像是低应力磨损,颗粒动态地压抗表面。如果表面是金属,液体是腐蚀性的(并且水可以腐蚀钢),那么侵蚀/腐蚀的概率很高,涉及被动膜的机械剥离的盟友,导致化学攻击的高速率。

Haynes International(与Lawrence Berkeley Laborat金宝搏appory)生成的唯一泥浆侵蚀测试数据比较6B,25和Ultimet®合金(参考文献)。188bet金宝搏手机客户端下载利维和克鲁克,1991年)。持续40小时的测试在封闭的浆料罐中进行,其中样品和附接到旋转轴的螺旋桨。室温下水中氧化铝(80mm),颗粒负载为0.12kg / L.冲击角为30°,冲击速度为5米/秒。

比较泥浆腐蚀数据

最佳