气蚀的损伤形貌

Question

如题所述

Answer 1

气蚀表面形貌的研究大多基于SEM观察。许多研究者的研究结果表明气蚀表面产生严重的塑性变形，流体的微射流冲击使材料表面产生气蚀针孔，随后在针孔壁处萌生裂纹，裂纹以疲劳方式向内部扩展，最后趋于平行表面方向扩展，当几个裂纹相连按时造成表层小块剥落，上述过程反复进行，使表层材料不断剥落。气蚀微观表面凹凸不平，布满气蚀坑及裂纹，宏观呈海绵状形貌，有时产生针孔和麻点等。气蚀坑边沿形成坑唇，坑唇是气蚀的主要特征，此现象支持现行的机械作用理论，即气蚀破坏来自汽泡溃灭时产生的冲击渡和微射流的冲击作用。空化严重时，材料表面晶粒破碎脱落。扫描电镜下有时可观察到疲劳辉纹，由此，气蚀被认为是一种疲劳破坏，而疲劳辉纹是疲劳断裂的重要特征。Kocaflda及Vaidya等观察到A1的气蚀中产生的气蚀小坑底部出现了条纹，与疲劳辉纹相似。对气蚀表面和表面剥离粒子的SEM观察和粗糙度的测量，发现气蚀表面特性与疲劳断裂特性相似。在气蚀过程中，局部塑性变形条纹影响裂纹的形成及扩展，引起材料表面松弛和粒子剥离，当裂纹扩展到一定深度时，通常沿垂直和平行于表面的方向进行，这意味着孕育期已完成，以后发生材料重量的减小。气蚀仅是造成材料损伤的许多因素之一，同时还观察到由服役载荷和腐蚀造成的材料疲劳。裂纹沿晶界萌生、扩展和连接而导致晶粒剥落是气蚀的一种重要失效模式。