不锈钢叶片耐冲蚀抗疲劳表面强化技术

奚运涛，男，1978年生，博士学历，西安石油大学副教授，硕士生导师，校创新团队带头人。主要从事油气田腐蚀与防护、材料表面工程等方面研究。2008年博士毕业于西北工业大学材料学专业，先后主持或参加国家自然科学基金、国家863、中石油创新基金及企业合作项目共计30余项。获省部级科技进步一等奖3项，二等奖1项；厅局级奖4项；公开发表论文40余篇，其中SCI、EI收录15篇；授权国家发明专利23件，出版译著1部。

本书以动力装置常用叶片材料2Cr13马氏体不锈钢为研究对象，以有效提高其固体粒子冲蚀（SPE）抗力，且兼顾抗疲劳、耐腐蚀和抗冲刷腐蚀性能为目的，建立科学的SPE评价方法，并运用喷丸强化（SP）、低温离子氮化、离子辅助电弧沉积技术及其复合处理等手段对其进行表面防护技术研究，对影响规律和作用机制进行深入系统的探讨。本书可供从事材料冲蚀研究的工程技术人员、科研人员使用，也可供高等院校相关专业的师生学习参考。

奚运涛，男，1978年生，博士学历，西安石油大学副教授，硕士生导师，校创新团队带头人。主要从事油气田腐蚀与防护、材料表面工程等方面研究。2008年博士毕业于西北工业大学材料学专业，先后主持或参加国家自然科学基金、国家863、中石油创新基金及企业合作项目共计30余项。获省部级科技进步一等奖3项，二等奖1项；厅局级奖4项；公开发表论文40余篇，其中SCI、EI收录15篇；授权国家发明专利23件，出版译著1部。

第1章 不锈钢叶片服役工况简介
1.1 马氏体不锈钢
1.1.1 不锈钢的分类及牌号
1.1.2 马氏体不锈钢的特点
1.1.3 马氏体不锈钢的分类及合金化
1.1.4 典型马氏体不锈钢的应用
1.2 不同动力装置叶片的服役工况
1.2.1 汽轮机叶片
1.2.2 工业风机叶片
1.2.3 航空发动机叶片
第2章 叶片的冲蚀行为和疲劳性能
2.1 叶片的冲蚀行为
2.1.1 冲蚀的定义
2.1.2 工程中常见的冲蚀现象
2.1.3 冲蚀理论
2.1.4 冲蚀的影响因素
2.1.5 冲蚀的防护措施
2.2 叶片的疲劳性能
2.2.1 疲劳的定义
2.2.2 疲劳的分类及性能
2.2.3 叶片等工程零件常见的疲劳现象
2.2.4 疲劳理论研究进展
2.2.5 疲劳的影响因素
2.2.6 疲劳的预防措施
第3章 叶片常用的表面强化技术
3.1 热喷涂技术
3.1.1 热喷涂技术的原理
3.1.2 热喷涂技术的特点
3.1.3 热喷涂技术的分类
3.1.4 等离子喷涂技术对材料冲蚀和疲劳行为的影响
3.2 离子氮化技术
3.2.1 离子氮化技术的原理
3.2.2 离子氮化技术的特点
3.2.3 离子氮化技术对材料冲蚀和疲劳行为的影响
3.3 物理气相沉积技术
3.3.1 物理气相沉积技术的分类及特点
3.3.2 物理气相沉积技术对材料冲蚀和疲劳行为的影响
3.4 喷丸强化技术
3.4.1 喷丸强化技术的分类及特点
3.4.2 喷丸强化技术对金属材料疲劳和冲蚀行为的影响
第4章 喷丸强化对叶片疲劳与冲蚀行为的影响
4.1 喷丸强化处理工艺
4.2 喷丸强化因素的分离
4.3 喷丸强化对不锈钢抗疲劳性能的影响
4.4 喷丸强化对不锈钢固体粒子冲蚀行为的影响
4.4.1 表面粗糙度对冲蚀抗力的作用
4.4.2 残余压应力对冲蚀抗力的作用
4.4.3 加工硬化对冲蚀抗力的作用
4.5 喷丸强化对不锈钢耐腐蚀性能的影响
4.5.1 喷丸强化试样的腐蚀行为
4.5.2 喷丸强化试样的腐蚀机制
4.6 喷丸强化对不锈钢浆体冲刷腐蚀抗力的影响
第5章 不锈钢低温离子氮化及其冲蚀与疲劳行为
5.1 低温离子氮化工艺
5.2 不锈钢氮化层的组织和硬度
5.2.1 氮化层组织和相结构
5.2.2 氮化层的硬度
5.3 氮化层残余应力状态
5.4 疲劳性能
5.5 摩擦磨损性能
5.6 冲蚀性能
5.7 氮化对不锈钢耐腐蚀行为的影响
5.7.1 盐雾腐蚀行为
5.7.2 电化学极化行为
5.7.3 交流阻抗特征
5.8 浆体冲刷腐蚀行为
第6章 ZrN单层、多层与梯度层的基本性能与冲蚀行为
6.1 离子辅助电弧沉积ZrN膜层制备工艺
6.2 离子辅助电弧沉积ZrN膜层的形貌与结构
6.2.1 离子辅助电弧沉积ZrN膜层的形貌
6.2.2 ZrN膜层的结构
6.2.3 膜层的成分分布
6.3 改性层的残余应力
6.4 改性层的基本力学性能
6.4.1 改性层的硬度
6.4.2 动态冲击载荷下的承载能力与失效行为
6.4.3 划痕载荷下的失效行为
6.5 摩擦磨损性能
6.6 固体颗粒冲蚀行为
6.7 腐蚀行为
6.8 浆体冲刷腐蚀行为
第7章 复合表面改性及其冲蚀与疲劳行为
7.1 离子氮化与喷丸强化复合处理
7.1.1 复合表面改性层的表面特征
7.1.2 固体粒子冲蚀行为
7.2 离子氮化与离子辅助电弧沉积复合
7.2.1 复合改性层的成分分布及残余应力分析
7.2.2 复合改性层的基本力学性能
7.2.3 常规疲劳性能
7.2.4 摩擦磨损性能
7.2.5 固体粒子冲蚀行为
第8章 固体粒子冲蚀行为的有限元分析
8.1 固体粒子冲蚀模型的建立
8.1.1 问题提出
8.1.2 固体粒子冲蚀有限元建模条件
8.1.3 有限元模型的论证和优化
8.2 膜层固体粒子冲蚀行为的有限元分析
8.2.1 膜层厚度的影响
8.2.2 膜层弹性模量的影响
8.2.3 连接层的影响
8.2.4 基体材料的影响
8.2.5 多层膜、梯度膜的影响
参考文献