隔膜压缩机膜片PIP处理改性研究

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2022.07.047

金属热处理 ›› 2022, Vol. 47 ›› Issue (7): 272-276.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2022.07.047

隔膜压缩机膜片PIP处理改性研究

龙李威, 杜贵祥, 廖云庭, 金应荣, 罗德福

西华大学材料科学与工程学院, 四川成都 610039

收稿日期:2022-03-04 修回日期:2022-05-25 出版日期:2022-07-25 发布日期:2022-08-12
通讯作者: 金应荣,教授,博士,E-mail:jinyr2048@163.com
作者简介:龙李威(1998—),男,硕士研究生,主要研究方向为金属材料表面改性,E-mail:Lonlyve@163.com。
基金资助:
四川省重大科技专项(2020ZDZX0030;2022ZDYF3398)

PIP treatment modification of diaphragm compressor

Long Liwei¹, Du Guixiang¹, Liao Yunting¹, Jin Yingrong¹, Luo Defu¹

School of Materials Science and Engineering, Xihua University, Chengdu Sichuan 610039, China

Received:2022-03-04 Revised:2022-05-25 Online:2022-07-25 Published:2022-08-12

摘要/Abstract

摘要： 根据膜片表面出现拉应力引起疲劳开裂的具体情况,借助可控离子渗入(PIP)处理技术制备出了混合有氮过饱和固溶体的化合物渗层。结果表明,PIP处理在316L不锈钢膜片表面形成了硬度达1000 HV0.1以上,压应力大于280 MPa,应力层深度约16 μm的渗层,能够确保膜片工作过程中表面不再出现拉应力,从而延长膜片寿命至1000 h以上。

关键词: 隔膜压缩机, 金属膜片, 疲劳寿命, 可控离子渗入, 残余压应力

Abstract: With the programmable ion permeation(PIP) treatment technology and according to the specific situation of fatigue cracking caused by tensile stress on the diaphragm surface, a compound permeation layer with nitrogen supersaturated solid solution was prepared. The results show that a infiltrated layer with hardness of over 1000 HV0.1, compressive stress higher than 280 MPa and depth is about 16 μm on the surface of the 316L stainless steel diaphragm after PIP treatment. It ensures that no surface tensile stress present in the working process of the diaphragm, so that the working life of the diaphragm is prolonged.

Key words: diaphragm compressor, metal diaphragm, fatigue life, programmable ion permeation, residual compressive stress

中图分类号:

TG156.8⁺2

龙李威, 杜贵祥, 廖云庭, 金应荣, 罗德福. 隔膜压缩机膜片PIP处理改性研究[J]. 金属热处理, 2022, 47(7): 272-276.

Long Liwei, Du Guixiang, Liao Yunting, Jin Yingrong, Luo Defu. PIP treatment modification of diaphragm compressor[J]. Heat Treatment of Metals, 2022, 47(7): 272-276.

参考文献

[1]顾玲俐, 吴一梅, 尹立坤, 等. 加氢站流程和配置技术现状与展望[J]. 新能源进展, 2021, 9(5): 418-425.
Gu Lingli, Wu Yimei, Yin Likun, et al. Status and prospect of process and configuration technology for hydrogen refueling station [J]. Advances in New and Renewable Energy, 2021, 9(5): 418-425.
[2]李霁阳, 贾晓晗, 江若玫, 等. 隔膜压缩机三指数母线膜腔轮廓优化设计[J]. 压缩机技术, 2013(4): 6-10.
Li Jiyang, Jia Xiaohan, Jiang Ruomei, et al. Optimization design of diaphragm compressor cavity contour with new generatrix[J]. Compressor Technology, 2013(4): 6-10
[3]李霁阳, 陈嘉豪, 赵海龙, 等. 隔膜压缩机膜片破裂理论分析[J]. 工程力学, 2015, 32(1): 192-197.
Li Jiyang, Chen Jiahao, Zhao Hailong, et al. Theoretical analysis of diaphragm fracture in diaphragm compressor[J]. Engineering Mechanics, 2015, 32(1): 192-197.
[4]赵盛基. 压缩机膜片破裂原因分析及预防措施[J]. 齐鲁石油化工, 1998(4): 67-69.
[5]王兴国, 吴立志, 肖云锋. 隔膜压缩机金属膜片受力变形的分析[J]. 北京石油化工学院学报, 2008, 16(1): 25-30.
[6]Djouadi M A, Nouveau C, Banakh O, et al. Stress profiles and thermal stability of Cr_xN_y films deposited by magnetron sputtering[J]. Surface and Coatings Technology, 2002, 151: 510-514.
[7]Puchi-Cabrera E S, Matínez F, Herrera I, et al. On the fatigue behavior of an AISI 316L stainless steel coated with a PVD TiN deposit[J]. Surface and Coatings Technology, 2003, 182(2): 276-286.
[8]姜菊生, 许金泉. 金属材料疲劳损伤的电阻研究法[J]. 机械强度, 1999(3): 232-234.
Jiang Jusheng, Xu Jinquan. The research of damage in fatigue by means of resistance of metal materials[J]. Journal of Mechanical Strength, 1999(3): 232-234.
[9]刘平. (梯度) (Ti, Al)N涂层对不锈钢基材疲劳性能的影响[D]. 沈阳: 沈阳理工大学, 2008.
Liu Ping. Effect of (Graded) (Ti, Al)N coating on fatigue behavior of stainless steel material[D]. Shenyang: Shenyang Ligong University, 2008.
[10]宗晓明, 高飞, 权思佳, 等. 盐浴渗氮对G80Cr4Mo4V高温轴承钢组织与性能的影响[J]. 轴承, 2020(11): 40-44.
Zong Xiaoming, Gao Fei, Quan Sijia, et al. Effect of salt bath nitriding on microstructure and properties of G80Cr4Mo4V high temperature bearing steel[J]. Bearing, 2020(11): 40-44.
[11]牟鑫斌. 316L奥氏体不锈钢低温渗氮层和低温渗碳层的组织性能研究[D]. 兰州: 兰州理工大学, 2019.
Mu Xinbin. Microstructure and properties of low temperature nitriding layer and low temperature carburizing layer of 316L austenitic stainless[D]. Lanzhou: Lanzhou University of Technology, 2019.
[12]侯彬, 李文明. 可控离子渗入(PIP)处理渗层性能研究[J]. 新技术新工艺, 2021, 398(2): 15-18.
Hou Bin, Li Wenming. Research on properties of the programmable ion permeation(PIP) processing layer[J]. New Technology and New Process, 2021, 398(2): 15-18.
[13]李文明, 罗德福, 韩瑞鹏, 等. 可控离子渗入工艺对304不锈钢组织和耐磨抗蚀性能的影响[J]. 金属热处理, 2019, 44(9): 177-181.
Li Wenming, Luo Defu, Han Ruipeng, et al. Effect of programmable ion permeation process on microstructure, and anti-wear anti-corrosion properties of 304 stainless steel[J]. Heat Treatment of Metals, 2019, 44(9): 177-181.
[14]罗建东, 杨颖仪, 林育周. 离子扩渗工艺对316L不锈钢表层组织及磁性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(7): 207-211.
Luo Jiandong, Yang Yingyi, Lin Yuzhou. Effect of plasma diffusion process on surface microstructure and magnetic properties of 316L stainless steel[J]. Heat Treatment of Metals, 2021, 46(7): 207-211.
[15]李新蕾, 杨剑群, 刘勇, 等. 表面氮化对2Cr13不锈钢真空磨损行为的影响[C]//第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛. 2010: 118-124.
Li Xinlei, Yang Jianqun, Liu Yong, et al. The influence of surface nitriding on wear behavior of 2Cr13 stainless steel in vacuum[C]//The 8th National Surface Engineering Academic Conference and The 3rd Youth Surface Engineering Academic Forum. 2010: 118-124.

隔膜压缩机膜片PIP处理改性研究

PIP treatment modification of diaphragm compressor

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 12

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	屈华鹏, 王留兵, 王东辉, 吴冰洁, 冯翰秋, 陈海涛, 许斌, 宋丹戎, 郎宇平. 时效强化高镍Inconel-718合金低周疲劳性能及寿命预测[J]. 金属热处理, 2021, 46(7): 1-6.
[2]	李雄, 林发驹, 杜思敏, 吴铖川. 高性能轴承钢的比较分析[J]. 金属热处理, 2021, 46(6): 14-20.
[3]	韩培培, 焦清洋, 权纯逸, 赵栋, 孙汝剑, 车志刚. 激光冲击强化对7050铝合金小孔结构残余应力和疲劳性能的影响[J]. 金属热处理, 2021, 46(11): 202-206.
[4]	李季涛, 兆文忠, 田长亮. 焊后热处理退火工艺对十字接头疲劳寿命的影响[J]. 金属热处理, 2020, 45(9): 86-90.
[5]	李明阳, 王福明, 李明, 弓硕. 夹杂物对工程机械用钢Q345FCA疲劳寿命的影响[J]. 金属热处理, 2020, 45(8): 7-11.
[6]	李玉海1，张乐1，卢伦2，王威3，杨振国3，单以银3，杨柯3. 超高强度马氏体时效不锈钢超声疲劳过程中的热效应[J]. 金属热处理, 2015, 40(9): 55-58.
[7]	李方坡1, 2，王勇1. 表面脱碳对S135钻杆服役性能的影响[J]. 金属热处理, 2015, 40(7): 164-167.
[8]	王志苗，张小盟，史占兵，张贺宗. 点焊后TRIP600钢板的疲劳性能[J]. 金属热处理, 2015, 40(5): 57-60.
[9]	许良1，刘鹏2. 超声波冲击对30CrMnSiNi2A钢疲劳性能的影响[J]. 金属热处理, 2015, 40(10): 60-63.
[10]	杜劭峰, 赵文军, 洪振军, 贾冬生, 张尧翠. 17Cr2Ni2MoVNb和20Cr2Ni4A钢齿轮渗碳质量与弯曲疲劳寿命的试验研究[J]. 金属热处理, 2014, 39(7): 12-18.
[11]	易艳良，梁益龙，王攀智，杨明. CL60车轮钢热处理后的接触疲劳寿命[J]. 金属热处理, 2014, 39(3): 41-45.
[12]	崔华威, 崔秀芳, 王海斗, 邢志国, 金国. 表面完整性对涂层滚动接触疲劳寿命影响的研究进展[J]. 金属热处理, 2014, 39(11): 1-8.