金屬材料因含沙水流造成的磨蝕失效現(xiàn)象極易誘發(fā)水力機械過流部件的損壞,嚴重影響著水力機械的效率以及安全穩(wěn)定運行。為了提高水力機械的使用壽命,需要尋找性能更好的材料,共晶高熵合金(EHEA)是一種新型的耐磨金屬材料,然而其在水力機械工作環(huán)境中的抗磨蝕性能及其定量評估的研究較少。本文設(shè)計制造了能夠有效加速材料磨蝕過程的噴射磨蝕試驗裝置,對共晶高熵合金NiCoCrFeNb0.45以及水力機械常用的不銹鋼04Cr13Ni5Mo和中碳鋼45鋼進行了不同沖蝕角度下的加速磨蝕試驗,對比分析了共晶高熵合金的抗磨蝕性能。為了進一步探究NiCoCrFeNb0.45的磨蝕規(guī)律以及失效機制,本文借助數(shù)字圖像處理技術(shù),對材料磨蝕圖像進行灰度變換、二值化以及小波變換處理,并結(jié)合現(xiàn)代數(shù)學(xué)中的分形理論,提取和分析磨蝕形貌圖像的特征值,研發(fā)一系列智能、可靠的用于表征金屬材料磨蝕損傷積累程度的新方法。主要結(jié)果表明:(1)共晶高熵合金NiCoCrFeNb0.45磨蝕失重量低于其他兩種材料的2倍以上,表現(xiàn)出優(yōu)異的抗沖蝕磨蝕性能,其磨蝕量在45°時達到最大值,體現(xiàn)出高延展性材料的磨蝕機制。沖蝕角度較小時,NiCoCrFeNb0....

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外水力機械磨蝕現(xiàn)狀研究
        1.2.1 沖蝕與空蝕磨損機理
        1.2.2 磨蝕試驗設(shè)備研究現(xiàn)狀
    1.3 水力機械金屬材料的研究現(xiàn)狀
    1.4 金屬材料失效評估技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
2 磨蝕圖像特征的識別方法
    2.1 磨蝕形貌圖像的采集
    2.2 磨蝕形貌圖像的處理方法
        2.2.1 磨蝕形貌圖像的數(shù)字化
        2.2.2 磨蝕形貌圖像的類型
        2.2.3 磨蝕形貌圖像的去噪與增強
    2.3 磨蝕形貌圖像的特征分析
        2.3.1 磨蝕形貌灰度矩陣的統(tǒng)計特征
        2.3.2 磨蝕形貌的二值化特征
        2.3.3 磨蝕形貌的小波變換特征
        2.3.4 磨蝕形貌的分形特征
    2.4 本章小結(jié)
3 磨蝕試驗研究內(nèi)容及方法
    3.1 試驗設(shè)備及原理
    3.2 金屬材料制備
    3.3 材料的力學(xué)性能及微觀組織
    3.4 金屬材料試件及預(yù)處理
        3.4.1 試件表面預(yù)處理
    3.5 磨蝕試驗分析方法與儀器
        3.5.1 磨蝕分析方法
        3.5.2 磨蝕分析儀器
    3.6 磨蝕試驗方法及參數(shù)設(shè)置
    3.7 本章小結(jié)
4 不同沖蝕角度的磨蝕試驗分析
    4.1 不同試驗參數(shù)對不同材料磨蝕的影響
        4.1.1 沖蝕時間對磨蝕試驗的影響
        4.1.2 沖擊角度對磨蝕試驗的影響
        4.1.3 力學(xué)性能對磨蝕試驗的影響
    4.2 磨蝕參數(shù)相關(guān)性分析
    4.3 材料磨蝕形貌圖像分析
        4.3.1 傾斜角度沖蝕磨損形貌
        4.3.2 垂直沖蝕磨損形貌
        4.3.3 空蝕形貌
    4.4 本章小結(jié)
5 基于共晶高熵合金磨蝕形貌的圖像分析
    5.1 磨蝕形貌圖像處理工具的選擇
    5.2 磨蝕形貌圖像的預(yù)處理
        5.2.1 平滑濾波去噪
        5.2.2 灰度變換增強
        5.2.3 直方圖均衡化
    5.3 磨蝕形貌圖像特征提取
        5.3.1 基于灰度矩陣的磨蝕形貌圖像特征提取
        5.3.2 基于二值圖像的磨蝕圖像特征提取
        5.3.3 基于小波變換的磨蝕圖像特征提取
        5.3.4 基于分形理論的磨蝕圖像特征提取
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 文章總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間成果總結(jié)



本文編號：3767116