在高速流動(dòng)的液體的空化作用下,能耐氣蝕的鋼稱為耐氣蝕鋼??栈瘹馕g現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是液體在流動(dòng)過程中遇到分支、旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)時(shí),形成導(dǎo)致空穴或氣泡產(chǎn)生的低壓區(qū),由于空穴的形成和破滅極其迅速(見圖1),并產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波。沖擊波的強(qiáng)度和頻次,在一個(gè)微小的低壓區(qū)中,每秒可能有二百萬個(gè)空穴破滅,它對(duì)材料的應(yīng)變波的壓力可達(dá)1.5GPa,因而致使材料表面產(chǎn)生破壞。
耐氣蝕鋼實(shí)驗(yàn)證明
作為耐氣蝕鋼基本采用鉻和鉻鎳不銹鋼。當(dāng)鋼中含鉻12%~13%已有較好耐氣蝕性能,并以碳強(qiáng)化提高其抗氣蝕性,原捷克斯洛伐克在1931年已在水輪機(jī)葉片使用了含碳0.3%的鉻13不銹鋼、前蘇聯(lián)50年代亦采用了2Cr13不銹鋼葉片,由于此類鋼焊接性差,即使改用1Crl3不銹鋼其焊接仍較困難。所以為了提高鋼的強(qiáng)韌性、適應(yīng)水輪機(jī)組大型化發(fā)展的要求,在原用鋼類基礎(chǔ)上降碳加鎳已成為國際上耐氣蝕鋼發(fā)展的共同趨勢(shì),20世紀(jì)50年代末期在水輪機(jī)上已應(yīng)用含鎳1%的美國CAl5不銹鋼;隨后進(jìn)一步發(fā)展了以低碳馬氏體為基體、含鎳大于4%,并在回火后還含有部分逆變奧氏體的復(fù)相鋼,因而大大改善了鋼的可焊性與韌性,瑞典包沃斯公司隨之以2RM2及2RMo鋼命名而使之商品化了。前蘇聯(lián)亦發(fā)展了一系列含銅鋼種,如1978年興建的薩彥舒申斯克水電站65/71萬kw機(jī)組就應(yīng)用了06Cr12Ni3Cu和00Cr12Ni3cu不銹鋼轉(zhuǎn)輪。此外,19840年聯(lián)邦德國和日本亦分別發(fā)展了低碳16cr-5Ni、17Cr-5Ni-1Mo馬氏體不銹鋼,此類鋼具有M+y+a三相組織,比13Cr-Ni4鋼有較高的抗疲勞及焊接性能以及相近的抗氣蝕;同樣,中國在70年代為水電水輪機(jī)研制并采用了同類型ZGOCrl3Ni4Mo,、0Cr13Ni6Mo、G-817、s-135 馬氏體高強(qiáng)不銹鋼,使用效果良好。
在海水中,不銹鋼具有極佳的耐氣蝕能力,奧氏體不銹鋼被推薦用于泵葉輪、船舶螺旋槳。如美國304和Carpenter20Cb3不銹鋼則適用于制造海水泵、304鋼廣泛用于聲納圓頂。
常用耐氣蝕鋼化學(xué)成分和力學(xué)性能、耐氣蝕性見表和圖2。
一些耐氣蝕鋼化學(xué)成分和力學(xué)性能
①相當(dāng)于瑞典的2RMo。
圖2 不同鋼及合金氣蝕率
耐氣蝕鋼工程技術(shù)
圖1 氣蝕汽泡(空穴)形成破滅瞬時(shí)形貌
在工程技術(shù)中,這種破壞現(xiàn)象在水輪機(jī)、泵以及船舶螺旋槳上經(jīng)常發(fā)現(xiàn)。所以合理選擇和設(shè)計(jì)耐氣蝕鋼是十分必要的。
許多經(jīng)驗(yàn)表明,為使鋼種具有耐氣蝕性,鋼應(yīng)具高的強(qiáng)度、硬度以及良好韌性與耐疲勞性的配合。
液體在一定溫度下,降低壓力至該溫度下的汽化壓力時(shí),液體便產(chǎn)生汽泡。把這種產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為汽蝕。泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程。水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對(duì)過流部件會(huì)產(chǎn)生...
一、什么叫氣蝕:當(dāng)離心泵殼內(nèi)存有空氣,因空氣的密度比液體的密度小得多而產(chǎn)生較小的離心力。從而,貯槽液面上方與泵吸入口處之壓力差不足以將貯槽內(nèi)液體壓入泵內(nèi),即離心泵無自吸能力,使離心泵不能輸送液體,此種...
什么叫氣蝕?氣蝕使水泵產(chǎn)生嗓音,好象在泵送礫石一樣。氣蝕對(duì)泵的破壞作用比其他任何事故都快。進(jìn)泵的液體要流經(jīng)葉輪,在這里液體突然轉(zhuǎn)一個(gè)角度再進(jìn)入正在旋轉(zhuǎn)的葉片空間中去。若進(jìn)口管路的壓力不太高,就會(huì)形成氣...
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采用優(yōu)質(zhì)原材料和EBT+LF+VD+ESR冶煉手段控制材料純潔度;根據(jù)鋼種特性設(shè)計(jì)加熱與鍛造工藝,保證含銅和鋁的高合金鋼變形均勻,避免表面開裂;鍛后采取高溫正火+多段式擴(kuò)氫,避免白點(diǎn)缺陷產(chǎn)生;通過系列化工藝試驗(yàn),確定科學(xué)的固溶+時(shí)效參數(shù),保證硬度和沖擊韌性滿足要求。
在高速流動(dòng)的液體的空化作用下,能耐氣蝕的鋼稱為耐氣蝕15CrMoG高壓合金管。空化氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是液體在流動(dòng)過程中遇到分支、旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)時(shí),形成導(dǎo)致空穴或氣泡產(chǎn)生的低壓區(qū),由于空穴的形成和破滅極其迅速,并產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波。沖擊波的強(qiáng)度和頻次,在一個(gè)微小的低壓區(qū)中,每秒可能有二百萬個(gè)空穴破滅,它對(duì)材料的應(yīng)變波的壓力可達(dá)1.5GPa,因而致使15CrMoG高壓合金管表面產(chǎn)生破壞。
在工程技術(shù)中,這種破壞現(xiàn)象在水輪機(jī)、泵以及船舶螺旋槳上經(jīng)常發(fā)現(xiàn)。所以合理選擇和設(shè)計(jì)耐氣蝕鋼是十分必要的。
許多經(jīng)驗(yàn)表明,為使15CrMoG高壓合金管具有耐氣蝕性,15CrMoG高壓合金管應(yīng)具高的強(qiáng)度、硬度以及良好韌性與耐疲勞性的配合。
作為耐氣蝕15CrMoG高壓合金管基本采用鉻和鉻鎳不銹鋼。當(dāng)鋼中含鉻12%~13%已有較好耐氣蝕性能,并以碳強(qiáng)化提高其抗氣蝕性,原捷克斯洛伐克在1931年已在水輪機(jī)葉片使用了含碳0.3%的鉻13不銹鋼、前蘇聯(lián)50年代亦采用了2Cr13不銹鋼葉片,由于此類鋼焊接性差,即使改用1Crl3不銹鋼其焊接仍較困難。所以為了提高鋼的強(qiáng)韌性、適應(yīng)水輪機(jī)組大型化發(fā)展的要求,在原用鋼類基礎(chǔ)上降碳加鎳已成為國際上耐氣蝕15CrMoG高壓合金管發(fā)展的共同趨勢(shì),20世紀(jì)50年代末期在水輪機(jī)上已應(yīng)用含鎳1%的美國CAl5不銹鋼;隨后進(jìn)一步發(fā)展了以低碳馬氏體為基體、含鎳大于4%,并在回火后還含有部分逆變奧氏體的復(fù)相鋼,因而大大改善了15CrMoG高壓合金管的可焊性與韌性,瑞典包沃斯公司隨之以2RM2及2RMo鋼命名而使之商品化了。前蘇聯(lián)亦發(fā)展了一系列含銅鋼種,如1978年興建的薩彥舒申斯克水電站65/71萬kw機(jī)組就應(yīng)用了06Cr12Ni3Cu和00Cr12Ni3cu不銹鋼轉(zhuǎn)輪。此外,19840年聯(lián)邦德國和日本亦分別發(fā)展了低碳16cr-5Ni、17Cr-5Ni-1Mo馬氏體不銹鋼,此類鋼具有M y a三相組織,比13Cr-Ni4鋼有較高的抗疲勞及焊接性能以及相近的抗氣蝕;同樣,中國在70年代為水電水輪機(jī)研制并采用了同類型ZGOCrl3Ni4Mo,、0Cr13Ni6Mo、G-817、s-135 馬氏體高強(qiáng)不銹鋼,使用效果良好。
在海水中,不銹鋼具有極佳的耐氣蝕能力,奧氏體不銹鋼被推薦用于泵葉輪、船舶螺旋槳。如美國304和Carpenter20Cb3不銹鋼則適用于制造海水泵、304鋼廣泛用于聲納圓頂。
15CrMoG、12Cr2MoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB、10Cr9Mo1VNb、SA210A1、SA210C、SA213 T11、SA213 T12、SA213 T22、SA213 T23、SA213 T91、SA213 T92、ST45.8/Ⅲ、15Mo3、13CrMo44、10Cr
標(biāo)準(zhǔn) |
牌號(hào) |
抗拉強(qiáng)度(MPa) |
屈服強(qiáng)度(MPa) |
伸長率(%) |
硬度 |
GB3087 |
10 |
335~475 |
≥195 |
≥24 |
/ |
20 |
410~550 |
≥245 |
≥20 |
/ |
|
GB5310 |
20G |
410~550 |
≥245 |
≥24 |
/ |
20MnG |
≥415 |
≥240 |
≥22 |
/ |
|
25MnG |
≥485 |
≥275 |
≥20 |
/ |
|
15CrMoG |
440~640 |
≥235 |
≥21 |
/ |
|
12Cr2MoG |
450~600 |
≥280 |
≥20 |
/ |
|
12Cr1MoVG |
470~640 |
≥255 |
≥21 |
/ |
|
12Cr2MoWVTiB |
540~735 |
≥345 |
≥18 |
/ |
|
10Cr9Mo1VNb |
≥585 |
≥415 |
≥20 |
/ |
|
ASME SA210 |
SA210A-1 |
≥415 |
≥255 |
≥30 |
≤143HB |
SA210C |
≥485 |
≥275 |
≥30 |
≤179HB |
|
ASME SA213 |
SA213 T11 |
≥415 |
≥205 |
≥30 |
≤163HB |
SA213 T12 |
≥415 |
≥220 |
≥30 |
≤163HB |
|
SA213 T22 |
≥415 |
≥205 |
≥30 |
≤163HB |
|
SA213 T23 |
≥510 |
≥400 |
≥20 |
≤220HB |
|
SA213 T91 |
≥585 |
≥415 |
≥20 |
≤250HB |
|
SA213 T92 |
≥620 |
≥440 |
≥20 |
≤250HB |
|
DIN17175 |
ST45.8/Ⅲ |
410~530 |
≥255 |
≥21 |
/ |
15Mo3 |
450~600 |
≥270 |
≥22 |
/ |
|
13CrMo44 |
440~590 |
≥290 |
≥22 |
/ |
|
10CrMo910 |
480~630 |
≥280 |
≥20 |
/ |
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一、產(chǎn)生氣蝕的原因
1-1 模具內(nèi)的壓力不足
1-2 由于材料中有水分和揮發(fā)性
1-3 制品厚度過大及不均
二、相關(guān)聯(lián)的知識(shí)
2-1 產(chǎn)生氣蝕(氣泡,空孔)的原因同凹痕相同
2-2 所謂氣蝕,指模具內(nèi)的材料從表面開始固化,對(duì)模具內(nèi)的全部容積來講材料相對(duì)不足,由于這個(gè)原因產(chǎn)生了真空狀態(tài)的孔。一般發(fā)生在制品厚的地方和注口料處。
2-3 透明制品氣蝕就成問題,不透明制品的場合氣蝕沒有使用上的障礙,還有制品內(nèi)也不宜看到。
2-4 由于水分以及揮發(fā)分產(chǎn)生的氣蝕,一般講都擴(kuò)散到制品的所有部分,氣蝕的形狀一般較小。
三、解決方法:
3-1 即時(shí):提高射出壓力,降低注射速度,延長射出保壓時(shí)間,由于水分和揮發(fā)性分時(shí),充分干燥材料,還有,降低加熱料筒溫度,視情況增加或降低背壓。
3-2 短期:注口料,流邊,澆口適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大。
3-3 長期:消除制品過厚。
四、 由于材料地差異
4-1 結(jié)晶性材料以及制品厚的場合
五、 參考事項(xiàng)
5-1 制品取出后讓其徐徐冷卻比較好。
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國外耐大氣腐蝕用鋼分為:Cu系,Cu-P-Cr-Ni系,Cu-Cr系,Cu-Al系;
國內(nèi)耐大氣腐蝕用鋼分為:Cu系,P-V系,P-Re系,P-NB-Re系.2100433B