表面合金强化抗腐蚀、汽蚀磨损方法.pdf

本发明表面合金强化抗腐蚀、汽蚀磨损的方法属于合金表面堆焊。
    在有腐蚀介质（酸、碱）及汽蚀磨损介质（水）中的构件，如泵、叶轮、管道及水轮发电机的转轮、叶片、水导叶、抗磨板等过流部件为了耐酸碱多采用奥氏体、铁素体或马氏体不锈钢，以及特种铸铁。为了耐汽蚀磨损，水介质中的水轮机转轮，叶片或其它过流部件多采用OCr13Ni4Mo或OCr16Ni5Mo不锈钢，较些在上述介质中所使用的部件，使用寿命均不长。目前，在上述介质中使用的构件，采用表面堆焊提高使用寿命尚为数不多，一般用于修复，如采用不锈钢司材质焊条或奥氏体不锈钢焊条进行补焊，其使用寿命仍与原母材同样，如水轮发电机过水部件一年一修，在我国尤其是黄河流域的水电站，由于过机水中含有大量泥沙，水轮机转轮和叶片等受到严重的汽蚀磨损破坏，以至每年每台机组被迫停机检修40～60天，严重影响发电量。

    本发明的目的是采用钛、镍合金进行表面堆焊的方法，提高材料的抗腐蚀与汽蚀磨损能力，从而大幅度提高受酸碱类腐蚀介质及水的汽蚀磨损介质破坏的构件的使用寿命。

    本发明的内容是：在锻钢或铸钢构件易遭受腐蚀、汽蚀磨损而受破坏的表面，堆焊一层钛镍合金。堆焊工艺是：预先在施焊表面敷焊一层过渡层，过渡层为厚度不小于2mm的镍材，然后将钛镍合金堆焊在过渡层上面，所用的焊条是：TiNi合金焊丝，堆焊后进行消除应力退火，按堆焊基体母材选定热处理工艺，消除应力退火后硬度Rc40～70堆焊用的钛镍合金成份：Ti10～60%、Ni40～90%。

    本发明的优点是：钛镍合金抗腐蚀、汽蚀磨损性能极高，其成本也比一般合金钢昂贵，采用本发明进行堆焊，使受腐蚀、汽蚀磨损的表面堆焊上钛镍合金，即达到极高的抗腐蚀、汽蚀磨损的性能指标，又解决了采用钛镍合金整体制造构件成本太高的问题，使用本发明技术，应用于水轮机过流部件比采用现有地高档水轮机材料：ZGOCr13Ni4Mo和ZGOCr16Ni5Mo低碳马氏体不锈钢做过流部件寿命至少高几倍，虽然钛镍合金成本高，但必竟只堆焊一层，用量小，可相应的寿命提高得十分显著，故大大节省了修复叶片的工时。原来一年修复一次，现在保守的计算4年修复一次，那么每一个水电机组发电量四年增加125000×24×40×3＝360000000KW（以葛洲坝12.5万KW机组为例）效益十分可观，如果多数电站都采用这种方法为国家多发电，可缓解国家能源紧张的局面。此外，水轮机过流部件原采用不锈钢整体制造的，采用本发明同时可以采用低合钢铸造基体，表面堆焊一层钛镍合金比整体不锈钢造价还可降低。

    化工行业生产过程中酸、碱介质中所使用的泵轮，严重的一周要更换一次，最好的材料目前也要一个月更换一次，采用本发明进行钛镍合金表面堆焊，使用寿命可提高几倍，而成本相近。由此看来本发明不仅在水电而且在化工还有其它一些行业都有推广应用价值，可取得很大经济效益。

    实施例：

    1、HLuo-WJ-60叶片表面合金强化。在小叶片易受汽蚀磨损破坏部位，即叶片背面，利用手动氩弧焊机，首先敷焊2.5～3mm镍，然后堆焊镍钛合金。整个敷焊面积约：95mm×105mm×（4～5）mm。焊后消除应力热处理，随后打磨。