流体机械叶轮常用材料冲蚀与空蚀交互磨损特性研究.pdf

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1、2013年l2月润滑与密封Dec．2013第38卷第12期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．38No．12DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．12．006流体机械叶轮常用材料冲蚀与空蚀交互磨损特性研究庞佑霞李彬刘厚才唐勇(1．湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201；2．长沙学院先进设计与制造技术研究所湖南长沙410003)摘要：模拟流体机械冲蚀与空蚀交互磨损工况，通过对比材料的绝对失重量与试验时间的变化曲线、24h试验的磨痕演变规律以及SEM微观形貌，研究Q23

2、5、45和40Cr钢及HT200铸铁4种叶轮常用金属材料的磨蚀特性。结果表明：在冲蚀与空蚀交互磨损下，材料的失重量与磨损时间接近正比；试件的磨痕沿水流方向，在空蚀孔两边呈彗星状分布；沙粒对Q235等塑性材料微切削过程中，动能转化为材料的塑性变形功，使材料产生塑性流动，形成犁沟状磨痕；对于脆性材料HT200，空泡溃灭和沙粒的冲击超过其弹塑性变形极限，使材料产生微裂纹、微体积疲劳剥落，形成蜂窝状蚀坑。相同硬度下，塑性材料耐交互磨蚀性能优于脆性材料。关键词：叶轮材料；冲蚀与空蚀；交互磨损；微切削；疲劳剥落中图分类号：TG1

3、74．2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2013)12—023—4StudyonAbrasionPropertiesofCommonMaterialsforFluidMechanicalImpelleratInteractiveErosionandCavitationWearPangYouxia·LiBinLiuHoucaiTangYong(1．CollegeofElectromechanicalEngineering，HunanUniversityofScienceandTechnology，Xiang

4、tanHunan411201，China：2．AdvancedDesignandManufacturingTechnologyResearchInstituteChangshaUniversity，ChangshaHunan410003，China)Abstract：Throughsimulatingturbineworkingconditiononinteractiveerosionandcavitationwear，theabrasioncharac—teristicsofQ235，45and40Crsteel，

5、andHT200castironwerestudied，andthechangecurvesbetweenmaterial’Sabso—luteweightlosswithexperimentaltimewereobtained．Thewearscarevolutionoffourmaterialsduringthe24hexperimentwascomparedandthespecimenmicrostructurewasobservedbySEM．Theresuhsshowthattheweightlossofm

6、aterialisa·boutindirectproportiontotheabrasiontimeunderinteractivewear；thespecimenwearscaralongtheflowdirectiontakesacometformationdistributiononbothsidesofthecavitationhole；duringtheprocessofsandmicro—cuttingonplasticmate-rialsuchasQ235steel，thekineticenergyis

7、convertedtoplasticdeformationwork，whichcausesmaterialplasticflowandformsfurrow—likewearscar；brittlemateriallikeHT200castiron，thebubblecollapseandsandimpactexceedsitselastic—plasticdeformationlimit，asaresult，micro·cracks，fatiguespallingandhoneycombpitsaregenerat

8、edformaterial；thewearresistanceofplasticmaterialisbetterthanthatofbrittlematerialatthesamehardness．Keywords：impellermaterial；erosionandcavitation；interactivewear；micro—cutti