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第八章 冲蚀磨损 • 第一节 概述 • 第二节 冲蚀磨损理论 一、微切削磨损理论 二、变形磨损理论 三、挤压-薄片剥落磨损理论 四、绝热剪切与变形局部化磨损理论 五、脆性材料的断裂理论 六、低周疲劳理论 • 第三节 影响冲蚀磨损的主要因素 • 第四节 浆体冲蚀磨损 • 第五节 气蚀磨损（Cavitation) • 第六节 液滴冲蚀磨损 第八章 冲蚀磨损 第一节 概述 冲蚀磨损 （Erosion或Erosive wear) ：指流体或固 体粒子 （通常粒径不超过1mm）以一定速度 （通常 不超过500m/s ）和角度对材料表面进行冲击所造成 的材料表面流失的现象。也称为侵蚀或侵蚀磨损。 根据流动介质可以分为：气固冲蚀磨损、液固 （浆 体）冲蚀磨损、液滴冲蚀磨损和气蚀磨损 （Cavitation Erosion ）等。 本章主要介绍气固冲蚀磨损(气体介质携带固体粒 子对材料表面的冲蚀) ，简要介绍其它类型冲蚀磨 损的特点和规律。 冲蚀磨损现象 实例: 流体输送管道（物料冲蚀）, 锅炉管道（燃烧粉 尘冲蚀），喷砂机的喷嘴，各种排料泵（磨粒对叶轮 和泵体的冲蚀），火力发电厂风扇磨煤机冲击板受煤 颗粒的冲蚀，火箭发动机尾部喷嘴被燃气冲蚀，汽轮 机末级叶片被水滴冲蚀，直升飞机的桨叶受雨滴和尘 埃颗粒冲蚀，内燃机气缸套的水冷外壁、水轮机过流 元件、船舶螺旋桨叶片等受流体中气泡的冲蚀等等。 广义地说，大自然的风雨砂尘对建筑物和地形地貌产 生的破坏作用也都是冲蚀磨损。 沙尘暴 冲蚀磨损应用: 机械零件表面进行清理、抛光和强化，如喷砂、喷丸 抛光等。 冲蚀磨损的严重性 据统计，在用管道输送物料的气动运输装置 中，弯头处的冲蚀磨损比直通部分严重50 倍； 锅炉管道的失效分析表明，在管道事故中约 有1/3是由于冲蚀磨损造成的，增压器叶片前 缘由于冲蚀磨损脱落0.05mm那么小的碎片， 就会引起事故。 英国Eyre估计，冲蚀磨损约占工业生产中磨 损总量的8% 。 第二节 冲蚀磨损理论 二十世纪40年代开始冲蚀磨损的研究。起 初人们主要研究冲蚀磨损的规律和各种影响因 素。关于冲蚀磨损理论的研究，则是近20年才 发展起来的。 冲蚀磨损的理论和模型(影响较大): 微切削磨损理论、变形磨损理论、挤压— 薄 片剥落磨损理论、绝热剪切与变形局部化磨损 理论、断裂磨损理论和低周疲劳理论等。 一、微切削磨损理论 芬尼 (Finnie．I ．)1958年首先提出延性材料冲蚀 磨损的微切削理论，其物理模型如图8-1所示。 击水 该模型假设一 颗多角形磨 粒，质量为 m，以一定速 度v ，冲角 α( impact angle)冲击到 靶材的表面。 当磨粒划过靶 材表面时，则 把材料切除而 图8-1 延性材料的微切削模型 产生磨损。 a ）切削几何模型，b ）切削过程中作用在磨粒上的接触应力 由理论分析可得出靶材的磨损体积V为 2 mv V K (f )α p （8-1 ） 2 ⎧ o sin 2α 3sin