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中国材料进展 2024年

作者：张凯毛鹏展霍嘉翔刘伟张磊伏利陈小明水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室北京科技大学新金属材料国家重点实验室

铁基非晶合金因为优异的力学、化学和物理性能，以及较低的成本，在工业上非常有应用前景。但铁基非晶合金韧性和塑性欠缺一直制约着其在涂层应用领域的发展。为解决这个问题，研究学者们在激光熔覆制备工艺和元素配方方面进行了大量了... 详细信息

铁基非晶合金因为优异的力学、化学和物理性能，以及较低的成本，在工业上非常有应用前景。但铁基非晶合金韧性和塑性欠缺一直制约着其在涂层应用领域的发展。为解决这个问题，研究学者们在激光熔覆制备工艺和元素配方方面进行了大量了研究，取得了丰硕的成果。非晶相和晶体相双相共存能有效提高铁基非晶合金复合涂层的韧性或塑性，晶体相的晶粒尺寸、结构和分布情况都对铁基非晶合金复合涂层的韧性或塑性有较大的影响，并探究双相增塑增韧的作用机理。对近年来激光熔覆铁基非晶合金复合涂层增塑增韧在激光工艺参数、元素配方和辅助方法方面的研究进展进行了归纳和总结，分析了目前存在的主要问题，并展望了未来的发展方向。

关键词：铁基非晶激光熔覆合金复合涂层韧性塑性

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超音速火焰喷涂WC基抗空蚀涂层研究进展

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材料导报 2024年第S01期38卷 564-569页

作者：袁轩刘伟魏鑫王明明张凯张磊陈小明杭州江河机电装备工程有限公司浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室杭州310024 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程研究中心杭州310024 水利部产品质量标准研究所杭州310024

在流体环境下工作的部件,由于空化导致的侵蚀、冲蚀和腐蚀会严重影响其服役时间。WC基材料由于其高硬度和化学稳定性,在这种条件下表现出高抗降解性。目前,WC基材料主要通过超音速火焰喷涂技术沉积在组件上。涂层组分、原料粒径以及喷... 详细信息

在流体环境下工作的部件,由于空化导致的侵蚀、冲蚀和腐蚀会严重影响其服役时间。WC基材料由于其高硬度和化学稳定性,在这种条件下表现出高抗降解性。目前,WC基材料主要通过超音速火焰喷涂技术沉积在组件上。涂层组分、原料粒径以及喷涂工艺参数对这些涂层的性能有显著影响。本文综述了超音速火焰喷涂WC基涂层的抗空蚀性能与工艺因素、粉末尺寸及工况因素的关系,对超音速火焰喷涂WC基涂层抗空蚀性能研究的进一步发展进行了展望。

关键词：超音速火焰喷涂 WC 空蚀腐蚀

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TiC含量对激光熔覆AlCoCrFeNi基高熵合金复合涂层抗磨损和耐腐蚀性能的影响

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稀有金属与硬质合金 2024年第5期52卷 76-83页

作者：张磊魏鑫霍嘉翔凡祖顺胡可珍陈小明水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室浙江杭州310024 浙江工业大学材料科学与工程学院浙江杭州310014 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310024

通过激光熔覆在2205双相不锈钢表面制备了TiC增强AlCoCrFeNi基高熵合金复合涂层。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜表征了AlCoCrFeNi+TiC熔覆层的物相组成和微观形貌,采用维氏硬度计测定了熔覆层的显微硬度,利用线性往复式摩擦磨... 详细信息

通过激光熔覆在2205双相不锈钢表面制备了TiC增强AlCoCrFeNi基高熵合金复合涂层。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜表征了AlCoCrFeNi+TiC熔覆层的物相组成和微观形貌,采用维氏硬度计测定了熔覆层的显微硬度,利用线性往复式摩擦磨损试验机测试了熔覆层的抗磨损性能,通过电化学工作站测试了熔覆层的耐腐蚀性能。结果表明:TiC增强AlCoCrFeNi基熔覆层主要由BCC相和TiC相组成。随着TiC添加量的增加,TiC相的相对含量逐渐提高而BCC相含量逐渐下降。熔覆层的显微组织由等轴晶基体和第二相组成,基体晶粒尺寸随着TiC含量的增加而逐渐减小。随着TiC含量的增加,由于弥散强化效应熔覆层的显微硬度逐渐提高,而抗磨损性能先提高后降低。过量TiC导致第二相团聚和组织缺陷的产生,从而导致熔覆层的致密性降低,抗磨损性能下降。熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损。熔覆层的耐腐蚀性能随着TiC含量的增加先提高后逐渐降低,这是由于少量TiC溶解产生的Ti能够提高熔覆层的钝化膜形成能力,而过量的TiC会增强电偶腐蚀效应。

关键词： TiC 高熵合金复合涂层激光熔覆抗磨损性能耐腐蚀性能

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激光熔覆抗磨抗蚀涂层研究现状与发展趋势

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材料导报 2024年第S01期38卷 410-414页

作者：耿在明魏鑫张磊吴涛袁轩伏利刘辉陈小明中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443002 水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室杭州310024 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程研究中心杭州310024

激光熔覆技术在改善材料表面抗磨抗蚀性能以及拓宽基体材料应用领域方面发挥着至关重要的作用,在航空航天、船舶和水利等行业展现出巨大的应用潜力。涂层材料的选择对激光熔覆涂层性能有着重要影响。本文重点阐述了激光熔覆抗磨抗蚀涂... 详细信息

激光熔覆技术在改善材料表面抗磨抗蚀性能以及拓宽基体材料应用领域方面发挥着至关重要的作用,在航空航天、船舶和水利等行业展现出巨大的应用潜力。涂层材料的选择对激光熔覆涂层性能有着重要影响。本文重点阐述了激光熔覆抗磨抗蚀涂层中常用的材料体系,并探讨了如何提升涂层的抗磨抗蚀性能。最后,总结了激光熔覆抗磨抗蚀涂层材料当前面临的主要挑战,并展望了其未来的发展趋势。

关键词：激光熔覆抗磨抗蚀涂层研究现状

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喷涂距离对内孔HVOF喷涂纳米WC-10Co4Cr涂层组织及抗泥沙冲蚀性能的影响

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稀有金属与硬质合金 2023年第5期51卷 36-43页

作者：张磊张凯霍嘉翔 ROSHAN Pandey 陈小明水利部产品质量标准研究所、浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室浙江杭州310024 水利部杭州机械设计研究所、水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310024 尼泊尔国家科学技术研究院尼泊尔加德满都999098

利用内孔氧-丙烷超音速火焰喷涂技术在ZG0Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备纳米WC-10Co4Cr涂层,分别通过45°和90°两种内孔喷枪研究了喷涂距离对涂层宏/微观组织及抗泥沙冲蚀性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)测试分析了涂层的物... 详细信息

利用内孔氧-丙烷超音速火焰喷涂技术在ZG0Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备纳米WC-10Co4Cr涂层,分别通过45°和90°两种内孔喷枪研究了喷涂距离对涂层宏/微观组织及抗泥沙冲蚀性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)测试分析了涂层的物相成分,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层截面的微观形貌,并结合金相显微镜分析了孔隙率;通过维氏硬度计测试了涂层的显微硬度,利用粗糙度仪和光学轮廓仪表征了涂层表面的粗糙度及三维形貌;采用泥沙冲蚀磨损试验机对比研究了涂层与不锈钢基材的抗泥沙冲蚀性能,并结合SEM分析了冲蚀磨损机理。研究发现,45°和90°两种内孔喷枪所制备纳米WC-10Co4Cr涂层主要物相成分均为WC、W_(2)C和非晶态CoCr合金相,未受到喷涂距离的影响。短喷涂距离会导致涂层孔隙缺陷的产生,孔隙率随着喷涂距离的增大先下降后上升。喷涂距离对90°喷枪所制备涂层显微硬度的影响较小,而45°喷枪在喷涂距离增大到150 mm以后涂层硬度有下降趋势,两者最高硬度分别为1343.1 HV0.2和1275.4 HV0.2;对于两种喷枪,短喷涂距离会导致涂层表面产生凸起团聚颗粒,粗糙度随着喷涂距离的增大而降低。涂层抗泥沙冲蚀性能随喷涂距离的增大先升高而后逐渐下降,45°和90°内孔喷枪喷距分别为200 mm和250 mm时所制备涂层的抗泥沙冲蚀性能达到最高,分别是基材的7.03倍和8.05倍。WC-10Co4Cr涂层的泥沙冲蚀磨损机制主要是交变应力下的疲劳剥落,基材则为均匀的泥沙微切削。

关键词：内孔HVOF 喷涂距离喷涂角度纳米WC-10Co4Cr涂层抗泥沙冲蚀性能冲蚀机理

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碳化物增强激光熔覆非晶涂层的研究进展

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材料导报 2024年第S02期38卷 363-366页

作者：耿在明张哲魏鑫吴涛杨杰张磊伏利陈小明中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443002 水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室杭州310024 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程研究中心杭州310024 新疆大学材料科学与工程学院乌鲁木齐830017

涂层中加入碳化物可以带来诸多好处,特别是在提高涂层的硬度、耐磨性、抗腐蚀性以及高温环境下的稳定性方面。当今工业界对提高材料表面性能和延长材料使用寿命有着特定的需求,尤其是高温、高压、腐蚀和磨损等恶劣工况下的使用,激光熔... 详细信息

涂层中加入碳化物可以带来诸多好处,特别是在提高涂层的硬度、耐磨性、抗腐蚀性以及高温环境下的稳定性方面。当今工业界对提高材料表面性能和延长材料使用寿命有着特定的需求,尤其是高温、高压、腐蚀和磨损等恶劣工况下的使用,激光熔覆制备添加碳化物的非晶合金涂层应运而生。本文综述了国内外碳化物增强激光熔覆非晶涂层的研究现状,介绍了其技术特点及含碳化物熔覆层性能研究进展,最后对激光熔覆非晶合金涂层存在的问题进行总结,提出今后的发展方向。

关键词：激光熔覆非晶合金摩擦磨损耐腐蚀碳化物

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不同流量工况下蜗形滞流器三维模拟

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排灌机械工程学报 2021年第2期39卷 139-143页

作者：李超马光飞刘德有蒋超方勇水利部产品质量标准研究所/水利部杭州机械设计研究所浙江杭州310024 水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310024

为研究在不同雨量情况下蜗形滞流器的节流效果和工作特性,并探索蜗形滞流器的节流规律,采用VOF模型对蜗形滞流器不同流量工况的外特性及内流特性进行模拟分析.结果发现:不同流量情况下的蜗形滞流器节流效果不同,流量越大,节流效果越好,... 详细信息

为研究在不同雨量情况下蜗形滞流器的节流效果和工作特性,并探索蜗形滞流器的节流规律,采用VOF模型对蜗形滞流器不同流量工况的外特性及内流特性进行模拟分析.结果发现:不同流量情况下的蜗形滞流器节流效果不同,流量越大,节流效果越好,但开始产生节流的水位也越高.流量过大时,由于对蜗形滞流器形成直接冲击消耗势能,节流能力进一步增加;流量的不同影响检查井水位上升的速度与最终水位,因而影响蜗形滞流器内部的水流速度,但中心区域与壁面速度始终较低,说明空气带附近水流速度是相同的;不同流量情况下,蜗形滞流器到达稳定流态时其法向截面的压力呈偏心圆分层分布,并且中心有负压区,负压区的大小直接影响节流能力的强弱.通过模拟分析得到的研究结果可以为蜗形滞流器的进一步推广提供理论基础与技术指导.

关键词：蜗形滞流器城市内涝不同流量工况三维数值模拟

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激光熔覆马氏体/铁素体涂层的组织与抗磨耐蚀性能

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粉末冶金材料科学与工程 2022年第2期27卷 196-204页

作者：张磊陈小明霍嘉翔张凯曹文菁程新闯水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室杭州310012 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室杭州310012 绍兴市曹娥江大闸管理局绍兴312000

为提高液压活塞杆的耐腐蚀和抗磨损性能,在45号钢表面采用激光熔覆技术在不同激光功率下制备具有马氏体/铁素体组织的Fe基合金熔覆层。利用X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱仪等手段表征涂层的物相组成、微观形貌和元素分布,采用维氏... 详细信息

为提高液压活塞杆的耐腐蚀和抗磨损性能,在45号钢表面采用激光熔覆技术在不同激光功率下制备具有马氏体/铁素体组织的Fe基合金熔覆层。利用X射线衍射仪、扫描电镜、X射线能谱仪等手段表征涂层的物相组成、微观形貌和元素分布,采用维氏硬度计和干滑动摩擦试验机对涂层的显微硬度和抗磨损性能进行测试,并通过电化学工作站研究熔覆层的耐腐蚀性能。结果表明:Fe基合金熔覆层的主要物相为α-Fe、Ni-Cr-Fe、γ-(Fe,C)和Fe_(9.7)Mo_(0.3)等,主要组织为马氏体、铁素体和少量残余奥氏体。熔覆层的枝晶态组织均匀致密,无裂纹和孔隙缺陷,涂层与基体呈冶金结合。涂层的硬度与耐磨性能随激光功率增大而提高,当功率为2.4 kW时,涂层的平均显微硬度(HV)为647.64,耐磨性能为45号钢的9.37倍,磨损机制为磨粒磨损。随激光功率提高,Fe基合金熔覆层的耐腐蚀性能先升高后降低,当激光功率为2.0 kW时涂层具有最佳耐腐蚀性能,显著高于活塞杆常用碳钢、不锈钢以及电镀硬铬等材料,可在相关领域替代电镀铬。

关键词：激光熔覆 Fe基合金组织磨损腐蚀活塞杆

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喷涂角度对内孔HVOF制备纳米WC-10Co4Cr涂层组织及抗泥沙冲蚀性能的影响

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稀有金属与硬质合金 2022年第5期50卷 52-58页

作者：张磊曹文菁霍嘉翔张凯 PANDEY Roshan 陈小明水利部产品质量标准研究所浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室浙江杭州310024 水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室浙江杭州310024 尼泊尔国家科学技术研究院尼泊尔加德满都999098

采用内孔氧-丙烷超音速火焰喷涂(HVOF)技术在ZG0Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备纳米WC-10Co4Cr涂层,研究了45°和90°两种内孔喷枪的喷涂角度对涂层组织和性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了不同喷涂... 详细信息

采用内孔氧-丙烷超音速火焰喷涂(HVOF)技术在ZG0Cr13Ni5Mo不锈钢基材表面制备纳米WC-10Co4Cr涂层,研究了45°和90°两种内孔喷枪的喷涂角度对涂层组织和性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了不同喷涂角度下涂层的物相组成和微观组织,通过金相显微镜和维氏硬度计测定了涂层的孔隙率和显微硬度,利用粗糙度仪和光学轮廓仪表征了涂层表面的粗糙度及三维形貌,并利用冲蚀磨损试验机对比研究了基材与涂层的抗泥沙冲蚀性能。结果表明:45°和90°两种内孔喷枪所制备纳米WC-10Co4Cr涂层主要成分均为WC、W_(2)C和非晶态CoCr合金相,小角度喷涂易导致条状孔隙缺陷的产生。两组涂层的孔隙率均随喷涂角度的减小而增大;显微硬度随着喷涂角度的降低而下降,两组涂层均在垂直喷涂时达到最高硬度值,分别为1313 HV_(0.2)和1383 HV_(0.2);表面粗糙度随着喷涂角度的减小而升高;抗泥沙冲蚀性能随喷涂角度的增大而提高,两组涂层均在垂直喷涂时获得最高的抗冲蚀性能,分别是基材的7.12倍和5.39倍。内孔HVOF在40°以上的喷涂角度下所制备涂层可保持较好的组织性能,适合工件狭小内空间的喷涂强化。

关键词：纳米WC-10Co4Cr涂层超音速火焰喷涂(HVOF) 内孔喷枪喷涂角度微观组织显微硬度泥沙冲蚀

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城市内涝监测预警系统建设探析

城市内涝监测预警系统建设探析

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2023（第二届）城市水利与洪涝防治学术研讨会

作者：马光飞冯新红方勇水利部产品质量标准研究所/水利部杭州机械设计研究所水利机械及其再制造技术浙江省工程实验室

城市内涝治理事关国家和人民群众生命财产安全,通过城市内涝监测预警系统可以实时掌握城市的内涝情况,本文通过对城市内涝监测预警系统建设做一些探析,希望能够对城市内涝灾害管理与风险减缓提供一定的支持,对有关部门应对洪涝灾害的威... 详细信息

城市内涝治理事关国家和人民群众生命财产安全,通过城市内涝监测预警系统可以实时掌握城市的内涝情况,本文通过对城市内涝监测预警系统建设做一些探析,希望能够对城市内涝灾害管理与风险减缓提供一定的支持,对有关部门应对洪涝灾害的威胁提供一定的借鉴。

关键词：城市内涝监测预警系统建设探析

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