多相流作用下铝青铜的冲蚀行为研究及装置研制

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1、分类号：密级：论文编号：学号：50120805213重庆理工大学硕士学位论文多相流作用下铝青铜的冲蚀行为研究及装置研制研究生：廖志康指导教师：黄伟九教授、刘成龙教授学科专业：材料学研究方向：材料强化、失效及保护培养单位：材料科学与工程学院论文完成时间：2015年03月25日论文答辩日期：2015年05月22日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：tudentNumber：50120805213Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyStudyonther

2、eosionbehaviorofAluminumbronzeanddesignoftestdeviceinmultiphaseflowPostgraduate:LiaoZhiKangSupervisor：Prof.HuangWeijiuProf.LiuChenglongSpecialty:MaterialsScienceResearchDirection：Materialhardening、failureandprotectionTrainingUnit:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringThesisDeadline：Mar

3、ch25,2015OralDefenseDate：May22,2015重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究做出重要贡献的集体和个人，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名:曰期：0月豸曰学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆理工大学可以将本学位

4、论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩i印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于（请在以下相应方框内打“士）：1.保密□，在__年解密后适用本授权书。2.不保密曰期：>知》月S曰曰期:年b月汐曰摘要摘要船舶通常在湖泊、内陆江河及内海等领域航行，水轮机和螺旋桨等过流部件长期服役在固液气共同组成的多相流体腐蚀介质中，其失效主要是由冲蚀、空蚀及冲蚀与空蚀的交互作用共同引起的破坏。本文选取螺旋桨等过流部件常用的材料-铝青铜作为研究对象，基于螺旋桨的实际工况，探讨了铝青铜在多相流下的冲蚀行为。主要开展了以下工作：1.通过分析现有试验机的不足

5、，针对这些不足进行优化，并添加动态电化学系统进行整体设计。形成了三电极体系电化学测试系统，可以实时监测样品电化学参数的变化，获得相关动态电化学参数。2.利用研制的冲刷腐蚀试验机，模拟螺旋桨的实际运行工况，利用失重分析、形貌观察及表面粗糙度测定等实验方法对螺旋桨失效的影响因素及影响规律进行了考察，研究结论如下：（1）随着水流流速增加，冲刷强度增大，腐蚀电流密度增大，腐蚀加剧，材料失重加剧。（2）含沙量增加，材料表面单位面积内受到沙粒冲击的数目增加，冲蚀加剧。在相同含沙量条件下，沙粒粒径与材料损失量不呈线性关系，当沙粒粒径为0.3mm时，试样失重量最大。（3）沙粒对试样

6、的冲击可分为水平分量和垂直分量，水平分量对冲刷面产生切削作用，垂直分量对冲刷面产生撞击作用。在小角度时，材料的破坏机制以微切削为主；在大角度时，材料的破坏机制以锻造挤压为主。（4）铝青铜在氯化钠溶液中的失重量比在清水中大，腐蚀介质改变了材料表面的特性，减弱了材料表面的强度，材料失重加剧。（5）在冲蚀过程中铝青铜表层先发生塑性变形，微裂纹开始萌生，裂纹首先出现在α/β相界处，随着冲蚀进行，裂纹向内部扩展，表层的位错密度增多，产生高密度位错，有效阻止裂纹的扩展，裂纹开始横向扩展，材料呈片状脱落。高密度位错的形成导致硬度迅速上升，材料表层发生加工硬化现象，材料耐冲蚀能力增

7、强。关键词：多相流；铝青铜；冲刷腐蚀；试验装置IAbstractAbstractShipusuallyvoyagedintheareasofinlandlakes,riversandinlandsea,soTurbineandpropellerflowcomponentsmustbeservedforalongtimeinsolidliquidgasofmultiphasefluidcorrosionmedium.Erosion,cavitationerosionandthecombinedeffectofbothcanbethecauseofdamage.In