论文部分内容阅读
水轮机是一种把水流的机械能转变为旋转机械能的动力机械,它一般是以水流为动力带动发电机工作,从而把能量远距离输运出去。水轮机的失效形式一般为主要过流部件的汽蚀造成的掉边、掉块、穿孔、开裂等,同时加之水流中的沙粒的冲蚀,从而加速水轮机叶片的磨损,进而导致出力效率降低甚至停机。在能源越来越受到重视的今天,水轮机抗汽蚀研究已受到各国科研人员的广泛关注。 本文在综合国内外关于水轮机汽蚀、纳米材料相关领域的研究文献的基础上,以汽蚀机理为依据,结合纳米材料神奇的性能优势,采用HVOF喷涂工艺,制备出了新型纳米结构WC-12Co抗汽蚀涂层,并通过实验对涂层的性能进行了研究,以期获得一种高硬度,同时又高韧性的新型涂层,使其比HVOF制备的微米WC-12Co涂层具有更优良的抗汽蚀性能。 采用SEM、XRD法对制备的涂层进行了组织和相结构分析,分析表明:采用HVOF工艺制备的涂层孔隙率极低,粒子变形充分,并无明显的层状结构,纳米结构WC-Co涂层中WC颗粒微小,分布较为均匀。几种涂层由WC、Co及微量的W2C组成,说明在本课题中采用的HVOF工艺参数下,在一定程度上减少了WC-Co材料在常规喷涂中氧化失碳的问题。 本文对涂层的结合强度、显微硬度和抗冲蚀性能进行了研究,采用SEM对冲蚀后的涂层进行形貌观察,分析了涂层的机械性能,结果表明:采用HVOF工艺制备的几种WC-Co涂层都显示了良好的结合强度,其中纳米结构涂层,由于粉末的纳米结构存在,受热更均匀,变形更充分,所以显示了更高的结合强度;在显微硬度方面,由于HVOF强大冲击力,几种涂层都显示了极高的显微硬度,其中纳米结构涂层显微硬度更见突出,HV值达到1600左右,微米涂层HV值也能达到1100左右。在冲蚀试验中,HVOF制备的WC-Co涂层显示了优异的抗冲蚀性能,无论在30°还是90°攻角下,纳米涂层的冲蚀率都低于微米涂层:SEM分析表明:纳米结构涂层表面产生的大量的塑性变形,而微米