水力發電透平用合金鋼的熱處理對抗沙磨耗的研究.pdf_大学文库

t010.133747J.1ssmU0053x.I956.0I.005 水力發電透平用合金鋼的熱處理對抗沙磨耗的酐究趙錫霂 (金相热處理教研組) 一、緒言 ·九五五年七月十八日國務院副愁理郅子恢在「瑚於根治黄河水害和册發黄河水利的粽合規割的報告』中管瓶提到黄河的水力尤其寳货。黄河僅從青海货德以下的水力就可以發電2,30（萬瓩，每年能發電1100億度（瓩時），對黄河流域的工業發展以至整個阈家工業化和電氣化算業有偉大的意義。黄河由於地努優越，大多数水電站的造價都比其它地方低廉；發電成本可以低到目前我國火力發電成本的十分之一左右。我阈入民從古以來就希望治好黄河和利用黄河。早在公元前二千多年，大禹治水成功。黄河有一千六百多年沒有水患。公元前七年，西漢賈讓，以至束漢王景，元朝貿魯，明朝潘季测都提出過治河的科擎方法。我國近代的水利學者李儀趾，首先提出了從中游着手治河和防沙的辨法，他們的理想只有到我們今天的偉大時代，人民民主的毛泽東時代，扌有可能在更高的水平上寶现。黄河的含沙最在世界各國的河流中佔第一位。黄河在河南映縣每立方米水的含沙量竞蓬34千克。根據水文資料計算，黄河每年經淌陕縣带到下游和海口的泥沙平均達到十三億八千萬顿，體約折合九憶二千萬立方米。根據李俊祉著「黄河概况放治本探討」一潜所叙，黄河上游含沙量較小。(1934年洪水最大含沙量不過3%)，下游含沙量在洪水時期宽蓬50%。黄河含沙量不僅量多，並且比其它華北各河流所含沙的顆粒也較藏細。其顆粒直徑多小於0.02毫米，最大不過0.04毫米，能漏過二百號細篩者約蓬80%。因此，黄河中泥沙對水力發電機件的磨耗問題也是值得研究的。本文所迦工作的目的原篇浒究水力發電透平所用金函材料的抗沙磨耗。现在只將透平用合金鋼熱處理對抗沙磨耗的一部份介貂於後。利用黄河水力發電所用的透平鋼必需解决抗沙磨耗的問題。所有水力發電機械隨水中含沙量的多寡，或多或少地受到沙的磨耗。特別受到沙磨耗的部份是透平，水泵另件，渦輸，哨水嘴，活塞等部份。因此，鴛了正確地選擇適應不同操作絛件的合金钢材料，經過遍當的熱處理，使其能够抗沙磨耗，就成鴛製造水力發電透平鋼工藝過程中核篇重要的前提。根據女献資料，關於沙的磨耗原理，實驗方法等都是比皎少的。谊到现在還得不到滿意的結果，它所涉及的範倒也此較復雜。在瑞士的某水力發電機械製造橛臂經在這方面做渦兩次武驗，但是结果不能合人滿意

水力蚕雷透平用合金铜的热庭理封扰沙磨耗的研究趋锡霖金相热皮理教研组一、褚言一 ’ 五五年一七月十八日圃挤院副穗理郊子恢在『阴龄根治黄河水害和洲癸黄河水利的粽合规的辍告』中曾扼提到黄河的水力尤共变食。黄河谨徒青海女德以下的水力就可以癸奄，仪寓危，每年能叠雷信度斑畴，封黄河流域的工桨癸展以至整佃固家工巢化和棍氧化事巢有憧大的意羲。黄河由朴地势俊越，大多数水甫站的造债都此其它地方低廉癸奄成本可以低到目前我团火力叠雹成本的十分之一左右。我闽人民徙古以来就希望治好黄河和利用黄河。一早在公元前二千多年，大禹治水成功。黄河有一千六百多年没有水患。公元前一七年，西漠贾靛，以至束漠王景，元朝贾鲁，明朝潘季洲都提出遇治河的科孽方法。我团近代的水利鬃者李俄砂，首先提出了徒中游着手治河和防沙的辩法，他们的理想只有到我们今天的律大峙代，人民民主的毛深束畴代，才有可能在更高的水平上育现。黄河的含沙量在世界各团的河流中估第一位。黄河在河南陕矫每立方米水的含沙量竟逢千克。根接水文资料豁算，黄河每年趣巡陕矫带到下游和海口的泥沙平均违到十三愉八千离顺，艘植构折合九霭二千葛立方米。根接李俄社著黄河概况及治本探衬」一害所叙，黄河上游含沙量较小。年洪水最大含沙量不遏，下游含沙量在洪水峙期竟座。黄河含沙量不谨量多，兹且此其它萃北各河流所含沙的颗粒也较械韧。其颗粒遭超多小朴毫米，最大不担似毫米，能漏担二百貌抽筛者豹违。因此，黄河中泥沙封水力、癸雷楼件的磨耗简题也是值得研究的。本文所述工作的目的原焉研究水力癸雷透平所用金属材料的抗沙磨耗。现在只将透平用合金铜熟虑理封抗沙磨耗的一部份介貂朴徒。利用黄河水力登雷所用的透平铜必需解决抗沙磨耗的简题。所有水力癸甫概械随水中含沙量的多寡，或多或少地受到沙的磨耗。特别受到沙磨耗的部份是透平，水泵另件，涡翰，吱水嘴，活塞等部份。因此，篇了正摧地攫撵迪瞧不同操作修件的合金铜材料，攫遇远富的熟虚理，使其能够抗沙磨耗，就成焉裂造水力癸奄透平铜工葵遇程中拯得重要的前提。、根揍文献查料，朋朴沙的磨耗原理，赏殷方法等都是比较少的。遭到现在遗得不到浦意的桔果，它所涉及的簌圃也此较俊推。在瑞士的某水力癸棍楼械裂造械曹趣在范方面做扭雨次就殷，但是桔果不能合人满意。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1956．01．005

一20一鋼院學報馬達速度可以調整。要求不同轉速時可以將皮帶放在轉输1或2上。武驗機盖H固定在主軸上，盖的内部有一小卡口。如果武驗各種不同材料時，可以把四個樣品1同降夾在主軸上已經製好的四個卡口上，主轴下部有螺絲通到主釉下部中心，可以爽緊樣品。如果武驗透平小宜物模型時，也可以通到主的的螺絲口内、樣品放好以後，可以用把手G將試驗機罐B提上來旋轉一下，在機盖的卡口上。武驗機罐内事先放好一定量的冰和一定的含沙量。扣紧機蓋以後，開動馬递，以所要求的速度進行武验、試驗完後，動把手取下機蓝，拿下樣品進行各霾弑歜。 2.武歜條件根據本交中所進行各種武验的結果，確定下列抗沙磨耗武驗的標準條件： 1)樣品。各種透平用合金钢及其它材料的樣品雅定尺寸如國2。 50 黄2裤品对比悯1：1 樣品必須在機床上平均仔細地車好，然後用板細砂紙(00號)很好地磨光達到所要求的尺寸。武验前後在樣品上测量硬度。在同一武验中，樣品轉動的方向必须不趱，保持同一位置。 2)沙樣，河沙的性質各有不同，因此，武驗時最好取當地（水力發電河流的地點)沙樣。沙的性質必須預先测定。篇標準武驗沙的磨耗，河沙中廬先去掉泥淤。本武驗中選-一種標弹石英沙，避免在樣品上由於泥土而形成的一種保護屐，使抗沙磨耗數據不弹確，沙先經水洗，纥燥後再配入水中。如用紇沙，必需先測量沙的濕度。 a）沙的濕度，在武驗前必須测定沙的濕度，它必須小於0.10%。 6)沙的顆粒大小。篇了進行快速的武验，沙顆粒大小以1.0一1.5毫米鴛宜。 (石英沙1.0毫米者45%；1.5毫米者豹48%) B)沙最。每次武驗必須從新换沙。沙量可以隨河流寳際含沙量而趱。快速弑驗可以每次装罐内4.5千克乾沙。 3)硬度的测定。樣品在每次弑验前須測量硬度。 )淬火或調質的鋼樣品在第一次磨耗以後测量硬度，然後依次测量，-…道到硬度沒有改趱禽止

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第二期、21 6)退火或毅工後的锅樣品磨耗後，硬度如已不再改變，即不強行测量。 B)測量硬度只能在樣品轉動方向的背面進行。 4)磨耗的测量。在一定的武验時間以後，取出樣品（如用乾沙武驗侍還必須小心去掉樣品上的沙府粉末。樣品經過洗滌，乾燥，然後用天平是稱。磨耗以樣品重量損耗表示之。 5)武验時間。根摟已羥進行武驗的袺果，如果只武驗材料的樣品磨耗，六小時武驗時閥是足够的。在每隔2、4、6小時之後，樣品遄行稱量。根據具體情况可以將試验時間縮短到之，1,12,2,2，名，8。等小特或延妥特間。但是在每一偶已都避摔好的献 1 驗時間之丙，磨耗試驗不得中斯。 6)金相顯微組榝的觀察。樣品的金相顯微組辗先用低倍觀察磨耗面面整皚，然後用較高倍戴靓蔡特殊的地方。磨耗面與非磨耗面交界的區域要特别觀染它們的細微的區别。最適宜的浸触潮是 50cHcl(1.19)5c3HV0g(1.4)0.15c3樟腦棚50c蒸溜水。50~60U 7)磨耗武验機的轉速。篇了儘量符合於水力發電機實際的轉速，武验時選擇了每分鐘1.430的轉速。 8)温度如用乾沙進行武驗，磨耗試验機的内外部温度带要進行测量。酈過雨小時的磨耗武驗，外部温度平均昇高到130°℃。如用濕沙（水中含有定量的沙），隨沙粒大小，試验時間，磨耗的多少與温度也有一定的關係。测量温度作篇磨耗式驗機的檢查和控制。三.献驗步最淮行實驗以前，應先将足够的沙量過篩，洗滌，乾燥後備用。淮行牧沙實驗時，每次帝要大約4.5公斤沙，在實驗前仍需乾燥一次。已經乾燥後的莎不得趁熟装入磨耗機丙。沙的濕度需事先测定，材料的樣品（或實物模型樣品），測量硬度和重量以後装入磨耗機内，鴛了保證樣品在每次磨耗實驗都有同-一的轉動方向，装人樣品時需使硬度的刻痕恰好在夹繁樣品器的中心線上，硬度刻痕應在轉動方向的背面。經過-一定時間的磨耗(2、4、6小時)，將樣品取田，滞除及洗淤表面粘土後，乾燥，稱量頭量。 1)已經作過的實驗的重新檢查。實驗鋼號1011退火和淬以後，將樣品装入磨耗機，用細河沙（沙粒0.3： 62.2%,0.2:19.9%,0.60:I2.9%)進行管驗。從貸驗桔果可以君出，怒過 115小時以後，磨耗很少。（只有0.03克）。這是因篇在樣品的表面形成-一種非常堅硬表附的原故，這個表層被磨掉以後，金屬磨耗的重量才顯著地增加。别人已經作過的第一次寶验（退火樣品）經過了約800小時的磨耗時間。第二次由另外研究員進行武驗與第-一灾者相同，與第一次不同的是事先將沙乾燥。淬火樣品在15小時磨耗以後，磨耗重是急劇地增加，而退火樣品在115小時以後，磨

第二期一一退火或锻工援的铜檬品磨耗俊，硬度如已不再改越，即不淮行测量。 ‘ 。侧量硬度只能在搽品棘勤方向的背面推行。磨耗的测量。在一定的献脸晗简以援，取出檬品如用乾沙裁输畴遗必须小心去掉檬品再的沙居粉末。檬品翘遏洗滁，乾燥，然徒用天平量桥。磨耗以檬品重量捐耗表示之。就脸降尚。根雄已趣雀行就盈的精果，如果只藏质材料的檬品磨耗，六小峙栽服畴尚是足够的。在每隔、、小暗之援，檬品渔行桥量。一根楼具艘情况可以将拭撇降简精短到一玄，，补，争氛食等小降或延畏峙商。但是在每一调已翘攫撵好的献贯暗简之内，磨耗拭敬不得中断。夕金相颖微粗撤的视察。檬品的金相颖微粗撒先用低倍翻察磨耗面面整瞪，然徒用较高倍数溉察特殊的地方。磨耗面舆非磨耗面交界的逼域耍特别颧察它们的釉徽的匹别。最遭宜的浸触倒是 “ 夕，樟腊精阶，、蒸溜水。印口磨耗藏脸楼的搏速。焉了扁量符合朴水力癸胃楼育除的搏速，就擞畴遇择了每分撞的搏速。温度如用乾沙淮行款墩，磨耗歌服核的内外部温度需耍送行侧量。握遏雨小峙的磨耗拭敬，外部温度平均异高到。口。如用漏沙水中含有定量的沙，随沙粒大小，拭软峙固，磨耗的多少典温度也有一定的阴保。渊量温度作焉磨耗献服核的榆查和擦制。三鼠驻步界准行宵服以前，瞧先将足够的沙量遏爵，洗滁，乾燥徒偏用。准行乾沙育纷峙，每次需要大豹公斤沙，在育撇前仍需乾燥一次。已趣乾燥援的沙不得趁熟装入磨耗樱内。沙的根度需事先测定。材料的漾品或宵物模型檬品，测量硬度和重量以徒装入磨耗桃内。焉了保橙檬品在每次磨耗育瀚都有同一的斡勤方向，装入檬品峙需使硬度的刻痕恰好在夹紧檬品器的中心腺上，硬度刻痕礁在搏勤方向的背面。趣摄一定峙固的磨耗、、小峙，将搽品取出，清除及洗滁表面粘土援，乾燥，裤量重量。已趣作遇的宵殷的重新偷杳。育脑翩跳退火和淬以援，将檬品装入磨耗楼，用韧河沙沙粒，“ ，。叨，。、、夕准行育膝。徙宵撇拮果可以看出，握遇小吟以徒，磨耗很少。只有克。退是因熔在檬品的表面形成一植非常整硬表履的原故。道佃表唇被磨掉以援，金属磨耗的重量才颖著地增加。别人已趣作锻的第一次赏撇退火横品握遇了钓小畴的磨耗峙简。第二次由另外研究员逸行就愉呢第一次者相同，典第一次不同的是事先书沙乾燥。淬火檬品在小降磨耗以徒，磨耗重量急副地增加，而退火檬品在小畴以援，磨