國內(nèi)從20世紀(jì)70年代開始，結(jié)合黃河三門峽水電站改建發(fā)電和70年代初，黃河上大型電灌站的安全長(zhǎng)效運(yùn)行受到泥沙磨損的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。針對(duì)多泥沙河流上的水輪機(jī)和水泵的開發(fā)，在材料優(yōu)選方面也做了許多很有成效的工作。他們從材料開發(fā)著手，通過室內(nèi)力學(xué)性能的篩選，進(jìn)入含沙水流的模擬磨蝕試驗(yàn)比較，進(jìn)而在電站或泵站實(shí)際運(yùn)行考核。幾乎經(jīng)歷30余年的試驗(yàn)的多個(gè)周期的反復(fù)。無論從感性認(rèn)知到理性的提高，經(jīng)歷幾代人的努力。

  抗磨蝕材料從總體上講應(yīng)具備韌性強(qiáng)、硬度高、質(zhì)量均一、結(jié)晶顆粒細(xì)，結(jié)構(gòu)致密、拉力強(qiáng)、疲勞極限高的綜合性能，并具有可加工性和可焊性。

  抗磨蝕材料的試驗(yàn)研究與應(yīng)用是通過探索、實(shí)踐獲得的。初期是首選追求高硬度的Cr5Cu和考慮抗空蝕疲勞為主的不銹鋼OCr18Ni9Ti。當(dāng)時(shí)20世紀(jì)70年代初，哈爾濱大電機(jī)研究所、清華大學(xué)和下放的水科院科技人員，在三門峽工地試驗(yàn)場(chǎng)地用黃河水進(jìn)行了。

  大量的各種材料的試驗(yàn)比較和篩選，在改建后的黃河三門峽4號(hào)機(jī)徑流發(fā)電的水輪機(jī)上應(yīng)用，篩選了Cr5Cu作為葉片正面抗磨保護(hù)焊片，OCr18N19Ti作為葉片背面抗空蝕保護(hù)焊片。實(shí)踐中證明Cr5Cu的耐磨性不如環(huán)氧碳化硅涂層，OCr18N19Ti奧氏體不銹鋼在渾水條件下抗磨蝕效果不好，以后在葛洲壩水電站改用馬氏體不銹例0Cr13Ni4Mo、OCr13Ni6Mo。劉家峽水電站4號(hào)機(jī)又采用OCr13Ni5Mo鑄造新轉(zhuǎn)輪。這一類高強(qiáng)度不銹鋼作為水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)材料在國際20世紀(jì)70年代已經(jīng)廣泛應(yīng)用，其抗磨蝕性能有一定進(jìn)展，最近又推出含碳量更低、焊接性能更好的ZG06Cr16N15Mo，它是由耐磨蝕性能優(yōu)良的馬氏體沉淀不銹鋼(17-4PH)演變而來，貴州省魯布革高水頭水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪便采用16-5鋼材料，經(jīng)過6個(gè)汛期的長(zhǎng)期運(yùn)行，空蝕磨損輕微。21世紀(jì)初，三門峽水電站渾水發(fā)電試驗(yàn)表明，16-5鑄鋼的耐磨蝕性能優(yōu)于13-6鋼。另外水利部天津勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院與德國KSB公司合作試驗(yàn)過的該公司高鉻鑄鋼具有優(yōu)異的耐磨蝕性能，但要特殊加工設(shè)備，由于投標(biāo)萬家寨引黃水泵沒有成功，可惜未能在中國工程上應(yīng)用，目前已用于國外挖泥船的水泵部件。多泥沙河流上的水輪機(jī)和水泵雖然都是含沙水流的過流部件，但因所處的作用不同，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響不一，以及成本預(yù)算的制約，往往先考慮水輪機(jī)的應(yīng)用，逐步再向大型水泵上的移植，現(xiàn)在大型供水泵，因保證率的需要，即使成本較高也必須選擇耐磨蝕性能優(yōu)良的母材。但對(duì)以灌溉為主的多泥沙河流上的揚(yáng)水工程用泵，由于保護(hù)涂層的可靠性與抗磨蝕性較母材更優(yōu)良，建議在設(shè)計(jì)過流部件斷面上留有表面再制造工程的保護(hù)涂層合宜余地，保護(hù)涂層可以在檢修周期內(nèi)被磨蝕后修復(fù)或重新涂復(fù)，而過流部件斷面基本無影響，保證葉型完整可循環(huán)使用。而母材的選擇不必像水輪機(jī)那樣高標(biāo)準(zhǔn)，鑄鋼為基礎(chǔ)就可以了。