关键词：空蚀性能;;30Si1Mn2Cr1NiMoVTiXt材料;;空蚀实验装置;;图像色调分离
摘 要：空蚀是一种微观、瞬时、随机复杂的现象,在流体机械中特别是水力机械运行过程中广泛存在,由于空蚀过程十分复杂,到目前为止都还未建立较为完整的理论分析体系。由于水力机械过流部件表面经常受到空蚀的影响,造成设备振动加剧、性能下降、寿命降低以及生产效率降低。因此,水力机械过流部件因空蚀破坏造成的损失不可估量。所以研究水力机械过流部件材料抗空蚀特性不仅具有深远的理论意义,而且具有重大的工程现实意义。作者对国内外水力机械空蚀磨损的理论研究、实验方法的研究现状进行了分析,确定了研究内容,设计了研究方案。并以30Si1Mn2Cr1Ni Mo VTi Xt材料为研究对象,同时以ZG06Cr16Ni5Mo不锈钢、0Cr18Ni9不锈钢和Q235普通碳素结构钢为比对材料,在相同条件下完成了空蚀实验。通过采集试件损失重量的数据、试件表面宏观形貌观察和采集试件表面微观图像,进行综合对比分析,以确定四种材料抗空蚀性能的优劣情况。主要开展了以下工作:(1)对传动轴、转盘和储水容器等部件分别进行设计,选择相匹配的电动机,并搭建转盘实验装置台。(2)分析四种材料的物理性能,并制定本次实验材料的测试和分析方法。(3)采用可视化观察法对转盘4个区域进行观察,初步确定各区域最佳空蚀位置,并进行实验验证,通过对试件称重、表面宏观观察和微观观察,最终确定各区域最佳空蚀位置。(4)在上述实验的基础之上,将四种试件分别安装在各区域最佳空蚀位置,进行空蚀实验。通过对试件称重、表面宏观观察、微观观察和图像色调分离处理,比较四种试件的空蚀破坏程度,综合评判四种试件抗空蚀性能的优劣情况。结果表明,四种材料中ZG06Cr16Ni5Mo和0Cr18Ni9两种材料的抗空蚀性能较好,30Si1Mn2Cr1Ni Mo VTi Xt材料的抗空蚀性能较差,Q235介于两者之间。最后,分析30Si1Mn2Cr1Ni Mo VTi Xt材料抗空蚀性能较差的原因,并对材料的制作提出了一些建议。
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