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15crmo合金管冲击能力和激光性能下的操作

作者: 来源: 日期:2020/2/24 9:52:29 人气:11

15crmo合金管冲击能力和激光性能下的操作:Zr-4合金管试件与Incone1718镍合金平板配副,分别在干态和水介质中,选择冲击频率为10 Hz,冲击载荷分别为10N、20N和40N,冲击次数为0.5×105至10×105,进行冲击磨损试验。试验结束后采用光镜(OM,型号:OLYMPUS-BX60M、JSM-7001F型扫描电子显微镜(SEM)、Contour GT光学轮廓仪、电子能谱仪(EDX)对磨痕形貌进行微观分析。载荷增大,冲击次数增加,试件Zr-4合金管冲击接触面积和深度逐渐增大,冲击损伤加剧。15crmo合金管荷载一定时,冲击次数增加,损伤面磨屑含氧量经历较快增长、增速放缓以及基本稳定的变化过程。较大载荷和冲击次数下,随着冲击次数持续增加,冲击磨损的损伤机理主要表现为塑性变形、磨损氧化和疲劳剥落的逐次出现、相互转换和协同作用。干态和水介质中的冲击磨损机理有明显差异。3500W CO2 slab(DC035)激光器和3000W(DISTA-3000)半导体激光器对Inconel690合金管进行表面改性,主要工艺包括Inconel690合金管表面激光熔凝之后进行时效热处理、激光熔凝同时辅助氮气进行氮化处理和激光表面熔凝同步Cr粉末合金化,并结合扫描电子显微镜(SEM)、15crmo合金管能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等手段对改性后的Inconel690合金的微观组织形貌、成分及物相进行分析。利用电化学工作站测量出极化曲线来表征Inconel690合金的耐蚀性,利用显微硬度计测量硬度分布。结果表明:三种工艺处理后的试样熔凝层均具有较高冶金质量且无裂纹、气孔等缺陷,表面光泽,表面粗糙度低、较为平整,熔凝厚度随着激光功率的增加而增加,熔凝层晶粒细化,元素分布更加均匀。由于晶界Cr含量的增加,保证了钝化膜的稳定性,提高了试样在含Cl-和OH-的溶液中的耐蚀性能。同时由于晶粒的细化,提高了熔凝层的硬度,进而提高其耐蚀性能。采用CO2激光熔凝渗氮处理的试样,熔凝渗氮层内主要由TiN、CrN、γ相等物相组成。15crmo合金管N的渗入轻微降低Inconel690合金管在碱性溶液中的耐蚀性能,且功率越高,耐蚀性越差,CrN和TiN在晶界的析出使熔凝渗氮层获得了较高的硬度。对于用3000W半导体激光器(激光为915nm和808nm双光耦合输出)+时效复合处理的Inconel690合金管,由于半导体激光耦合输出的频率较高,在合金化过程中对基体的热输入量比较大,形成的温度梯度较大,熔池的对流也比较激烈,最终形成了Cr2O3,同时熔池的对流也使得基体中的Ni、Cr等溶质形成Ni0.64Cr0.36相。

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