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改性纳米SiC粉体强韧化13-4不锈钢组织和性能研究

陈凯  
【摘要】: 高速含沙水流对水轮机过流部件和水工建筑材料的磨损破坏和腐蚀破坏作用较大,如何提高材料的耐磨性能和耐腐蚀性能,寻求提高材料性能的方法一直以来是人们关注的焦点,是影响我国水力发电事业进一步发展的关键问题之一。 本文以我国水轮机常用的13-4马氏体不锈钢为研究对象,在铸造生产条件下,将改性纳米SiC粉体以不同的添加工艺和不同的纳米粉添加量,加入到马氏体不锈钢熔液中,制备了具有优良力学性能和使用性能的纳米SiC粉体强化铸造马氏体不锈钢,采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能测试等手段,研究了纳米SiC粉体对铸造马氏体不锈钢强韧化处理前后的微观组织、力学性能、耐腐蚀性能和耐磨损性能;探讨了纳米粉体强化马氏体不锈钢材料的强化机理与耐蚀、耐磨机理,为高科技纳米技术在传统产业中的应用打下基础。 研究结果表明:以不同的改性纳米SiC粉体添加工艺,可使强韧化后的马氏体不锈钢延伸率最高可提高38.56%;采用不同的纳米SiC粉体添加工艺和不同的纳米SiC粉体添加量,可使其在FeCl3和NaCl溶液中的耐腐蚀性能分别提高48.94%和69.38%;经改性纳米SiC粉体强韧化后,可使不锈钢的耐磨损性能提高78.23%。 本研究涉及的纳米SiC粉体强韧化技术水平先进,设备工艺简单,操作方便,附加值高,能有效提高不锈钢的综合性能,降低能源消耗,可在铸件的生产中广泛应用,并能实现绿色生产和可持续发展。


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