本文關(guān)鍵詞：多相流作用下鋁青銅的沖蝕行為研究及裝置研制

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【摘要】：船舶通常在湖泊、內(nèi)陸江河及內(nèi)海等領(lǐng)域航行,水輪機(jī)和螺旋槳等過流部件長期服役在固液氣共同組成的多相流體腐蝕介質(zhì)中,其失效主要是由沖蝕、空蝕及沖蝕與空蝕的交互作用共同引起的破壞。本文選取螺旋槳等過流部件常用的材料-鋁青銅作為研究對象,基于螺旋槳的實(shí)際工況,探討了鋁青銅在多相流下的沖蝕行為。主要開展了以下工作:1.通過分析現(xiàn)有試驗(yàn)機(jī)的不足,針對這些不足進(jìn)行優(yōu)化,并添加動態(tài)電化學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。形成了三電極體系電化學(xué)測試系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)監(jiān)測樣品電化學(xué)參數(shù)的變化,獲得相關(guān)動態(tài)電化學(xué)參數(shù)。2.利用研制的沖刷腐蝕試驗(yàn)機(jī),模擬螺旋槳的實(shí)際運(yùn)行工況,利用失重分析、形貌觀察及表面粗糙度測定等實(shí)驗(yàn)方法對螺旋槳失效的影響因素及影響規(guī)律進(jìn)行了考察,研究結(jié)論如下:(1)隨著水流流速增加,沖刷強(qiáng)度增大,腐蝕電流密度增大,腐蝕加劇,材料失重加劇。(2)含沙量增加,材料表面單位面積內(nèi)受到沙粒沖擊的數(shù)目增加,沖蝕加劇。在相同含沙量條件下,沙粒粒徑與材料損失量不呈線性關(guān)系,當(dāng)沙粒粒徑為0.3mm時(shí),試樣失重量最大。(3)沙粒對試樣的沖擊可分為水平分量和垂直分量,水平分量對沖刷面產(chǎn)生切削作用,垂直分量對沖刷面產(chǎn)生撞擊作用。在小角度時(shí),材料的破壞機(jī)制以微切削為主;在大角度時(shí),材料的破壞機(jī)制以鍛造擠壓為主。(4)鋁青銅在氯化鈉溶液中的失重量比在清水中大,腐蝕介質(zhì)改變了材料表面的特性,減弱了材料表面的強(qiáng)度,材料失重加劇。(5)在沖蝕過程中鋁青銅表層先發(fā)生塑性變形,微裂紋開始萌生,裂紋首先出現(xiàn)在α/β相界處,隨著沖蝕進(jìn)行,裂紋向內(nèi)部擴(kuò)展,表層的位錯(cuò)密度增多,產(chǎn)生高密度位錯(cuò),有效阻止裂紋的擴(kuò)展,裂紋開始橫向擴(kuò)展,材料呈片狀脫落。高密度位錯(cuò)的形成導(dǎo)致硬度迅速上升,材料表層發(fā)生加工硬化現(xiàn)象,材料耐沖蝕能力增強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：多相流 鋁青銅 沖刷腐蝕 試驗(yàn)裝置
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 引言9
• 1.2 螺旋槳的服役環(huán)境、選材及失效形式9-11
• 1.3 國內(nèi)外沖蝕研究概況11-16
• 1.3.1 沖刷的研究11-12
• 1.3.2 銅合金腐蝕研究12-13
• 1.3.3 沖刷與腐蝕協(xié)同作用研究13-15
• 1.3.4 沖蝕理論研究進(jìn)展15-16
• 1.4 多相流沖蝕試驗(yàn)機(jī)的研究進(jìn)展16-18
• 1.5 本文的研究目標(biāo)及內(nèi)容18-20
• 2 實(shí)驗(yàn)材料及方法20-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)測試分析方法21-23
• 3 沖刷-電化學(xué)腐蝕聯(lián)合作用試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)23-35
• 3.1 引言23
• 3.2 沖刷腐蝕試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)思路23-24
• 3.3 沖刷腐蝕試驗(yàn)機(jī)的工作原理及總體設(shè)計(jì)方案24-25
• 3.4 沖刷腐蝕試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)25-31
• 3.4.1 固液氣均相系統(tǒng)設(shè)計(jì)25
• 3.4.2 沖刷與腐蝕聯(lián)合作用系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-28
• 3.4.3 電化學(xué)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)28-31
• 3.5 沖刷腐蝕試驗(yàn)機(jī)的使用操作流程及調(diào)試31-34
• 3.6 結(jié)語34-35
• 4 腐蝕多相流作用下鋁青銅的沖蝕行為研究35-55
• 4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析35-50
• 4.1.1 流體速度對沖蝕行為的影響35-40
• 4.1.2 沖刷角度對沖蝕行為的影響40-42
• 4.1.3 沙粒粒徑對沖蝕行為的影響42-45
• 4.1.4 含沙量對沖蝕行為的影響45-47
• 4.1.5 3.5%Na Cl溶液對沖蝕行為的影響47-50
• 4.2 力學(xué)性能分析50-52
• 4.3 沖蝕機(jī)理52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 5 結(jié)論與展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 附錄62-66
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1085275