《不銹鋼葉片耐沖蝕抗疲勞表面強化技術(shù)》以動力裝置常用葉片材料2Cr13馬氏體不銹鋼為研究對象,以有效提高其固體粒子沖蝕(SPE)抗力,且兼顧抗疲勞、耐腐蝕和抗沖刷腐蝕性能為目的,建立科學(xué)的SPE評價方法,并運用噴丸強化(SP)、低溫離子氮化、離子輔助電弧沉積技術(shù)及其復(fù)合處理等手段對其進行表面防護技術(shù)研究,對影響規(guī)律和作用機制進行深入系統(tǒng)的探討。本書可供從事材料沖蝕研究的工程技術(shù)人員、科研人員使用,也可供高等院校相關(guān)專業(yè)的師生學(xué)習(xí)參考。
本書以作者20多年的防腐研究和實踐認識為基礎(chǔ)編寫而成,內(nèi)容涵蓋了航空發(fā)動機、工業(yè)風(fēng)機、汽輪機等葉片沖蝕機理及防治技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域。本書以動力裝置常用葉片材料2Cr13馬氏體不銹鋼為研究對象,以有效提高其SPE抗力,且兼顧抗疲勞、耐腐蝕和抗沖刷腐蝕性能為目的,建立科學(xué)的SPE評價方法,并運用噴丸強化(SP)、低溫離子氮化、離子輔助電弧沉積技術(shù)及其復(fù)合處理等手段對其進行表面防護技術(shù)研究,對影響規(guī)律和作用機制進行深入系統(tǒng)的探討。
奚運濤,男,1978年生,博士學(xué)歷,西安石油大學(xué)副教授,碩士生導(dǎo)師,校創(chuàng)新團隊帶頭人。主要從事油氣田腐蝕與防護、材料表面工程等方面研究。2008年博士畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)專業(yè),先后主持或參加國家自然科學(xué)基金、國家863、中石油創(chuàng)新基金及企業(yè)合作項目共計30余項。獲省部級科技進步一等獎3項,二等獎1項;廳局級獎4項;公開發(fā)表論文40余篇,其中SCI、EI收錄15篇;授權(quán)國家發(fā)明專利23件,出版譯著1部。
第1章不銹鋼葉片服役工況簡介(1)11馬氏體不銹鋼(3)111不銹鋼的分類及牌號(3)112馬氏體不銹鋼的特點(7)113馬氏體不銹鋼的分類及合金化(8)114典型馬氏體不銹鋼的應(yīng)用(12)12不同動力裝置葉片的服役工況(13)121汽輪機葉片(13)122工業(yè)風(fēng)機葉片(15)123航空發(fā)動機葉片(17)第2章葉片的沖蝕行為和疲勞性能(23)21葉片的沖蝕行為(24)211沖蝕的定義(24)212工程中常見的沖蝕現(xiàn)象(25)213沖蝕理論(27)214沖蝕的影響因素(33)215沖蝕的防護措施(38)22葉片的疲勞性能(39)221疲勞的定義(39)222疲勞的分類及性能(40)223葉片等工程零件常見的疲勞現(xiàn)象(41)224疲勞理論研究進展(44)225疲勞的影響因素(46)226疲勞的預(yù)防措施(48)第3章葉片常用的表面強化技術(shù)(49)31熱噴涂技術(shù)(50)311熱噴涂技術(shù)的原理(50)312熱噴涂技術(shù)的特點(51)313熱噴涂技術(shù)的分類(52)314等離子噴涂技術(shù)對材料沖蝕和疲勞行為的影響(58)32離子氮化技術(shù)(59)321離子氮化技術(shù)的原理(59)322離子氮化技術(shù)的特點(61)323離子氮化技術(shù)對材料沖蝕和疲勞行為的影響(61)33物理氣相沉積技術(shù)(62)331物理氣相沉積技術(shù)的分類及特點(62)332物理氣相沉積技術(shù)對材料沖蝕和疲勞行為的影響(65)34噴丸強化技術(shù)(66)341噴丸強化技術(shù)的分類及特點(66)342噴丸強化技術(shù)對金屬材料疲勞和沖蝕行為的影響(67)第4章噴丸強化對葉片疲勞與沖蝕行為的影響(71)41噴丸強化處理工藝(72)42噴丸強化因素的分離(73)43噴丸強化對不銹鋼抗疲勞性能的影響(74)44噴丸強化對不銹鋼固體粒子沖蝕行為的影響(76)441表面粗糙度對沖蝕抗力的作用(77)442殘余壓應(yīng)力對沖蝕抗力的作用(78)443加工硬化對沖蝕抗力的作用(79)45噴丸強化對不銹鋼耐腐蝕性能的影響(79)451噴丸強化試樣的腐蝕行為(79)452噴丸強化試樣的腐蝕機制(80)46噴丸強化對不銹鋼漿體沖刷腐蝕抗力的影響(82)第5章不銹鋼低溫離子氮化及其沖蝕與疲勞行為(85)51低溫離子氮化工藝(86)52不銹鋼氮化層的組織和硬度(87)521氮化層組織和相結(jié)構(gòu)(87)522氮化層的硬度(89)53氮化層殘余應(yīng)力狀態(tài)(89)54疲勞性能(90)55摩擦磨損性能(92)56沖蝕性能(93)57氮化對不銹鋼耐腐蝕行為的影響(95)571鹽霧腐蝕行為(95)572電化學(xué)極化行為(96)573交流阻抗特征(98)58漿體沖刷腐蝕行為(99)第6章ZrN單層、多層與梯度層的基本性能與沖蝕行為(103)61離子輔助電弧沉積ZrN膜層制備工藝(104)62離子輔助電弧沉積ZrN膜層的形貌與結(jié)構(gòu)(106)621離子輔助電弧沉積ZrN膜層的形貌(106)622ZrN膜層的結(jié)構(gòu)(107)623膜層的成分分布(107)63改性層的殘余應(yīng)力(108)64改性層的基本力學(xué)性能(108)641改性層的硬度(108)642動態(tài)沖擊載荷下的承載能力與失效行為(109)643劃痕載荷下的失效行為(111)65摩擦磨損性能(111)66固體顆粒沖蝕行為(113)67腐蝕行為(117)68漿體沖刷腐蝕行為(119)第7章復(fù)合表面改性及其沖蝕與疲勞行為(121)71離子氮化與噴丸強化復(fù)合處理(123)711復(fù)合表面改性層的表面特征(123)712固體粒子沖蝕行為(123)72離子氮化與離子輔助電弧沉積復(fù)合(125)721復(fù)合改性層的成分分布及殘余應(yīng)力分析(125)722復(fù)合改性層的基本力學(xué)性能(127)723常規(guī)疲勞性能(131)724摩擦磨損性能(132)725固體粒子沖蝕行為(133)第8章固體粒子沖蝕行為的有限元分析(139)81固體粒子沖蝕模型的建立(140)811問題提出(140)812固體粒子沖蝕有限元建模條件(141)813有限元模型的論證和優(yōu)化(142)82膜層固體粒子沖蝕行為的有限元分析(146)821膜層厚度的影響(146)822膜層彈性模量的影響(147)823連接層的影響(148)824基體材料的影響(148)825多層膜、梯度膜的影響(149)參考文獻(152)