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金属材料的空蚀研究进展 被引量：64
1
作者 柳伟 郑玉贵 +1 位作者 姚治铭 柯伟 《中国腐蚀与防护学报》 CAS CSCD 2001年第4期250-255,共6页
综述了空蚀的基本原理、研究空蚀的实验设备、空蚀程度的表示方法、空蚀评价指标的研究现状和抗空蚀金属材料的选择原则及几种最新型耐空蚀材料 。
关键词 金属材料 空蚀 研究进展
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空化与空蚀研究 被引量：43
2
作者 陈大融 《中国基础科学》 2010年第6期3-7,共5页
空化是一种自然现象,从认识"滴水穿石"起,人们就将注意力集中在源于空化的各种损伤过程上。由于对空泡生成、坍缩、溃灭,直至形成微激波、微射流的机理尚不清楚,历经百余年的研究,仍然没有形成有效解决空蚀损伤、空蚀噪声等... 空化是一种自然现象,从认识"滴水穿石"起,人们就将注意力集中在源于空化的各种损伤过程上。由于对空泡生成、坍缩、溃灭,直至形成微激波、微射流的机理尚不清楚,历经百余年的研究,仍然没有形成有效解决空蚀损伤、空蚀噪声等问题的关键技术。另一方面,空泡坍缩、溃灭过程所形成的极端物理、化学、力学环境、空泡内部物质的特殊物理化学状态及其转化过程,可为寻找自然界深层次规律的科学研究提供新的途径,形成的关键技术将为国民经济与国家安全的发展做出巨大贡献,并将最终造福于人类。 展开更多
关键词 空化 空蚀 微激波 微射流 声化学 超声医学 中子聚变
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水力机械空化空蚀问题的研究进展 被引量：42
3
作者 袁丹青 陈向阳 +1 位作者 白滨 丛小青 《排灌机械》 EI 2009年第4期269-272,共4页
从水力机械空化现象的产生机理出发,综述了国内外空化空蚀问题理论分析、数值模拟和试验研究的现状,简要叙述了各种研究方法的优点和特点.通过分析归纳理论分析、数值模拟和试验研究这三者之间的内在联系,指出空化模型理论和可视化空化... 从水力机械空化现象的产生机理出发,综述了国内外空化空蚀问题理论分析、数值模拟和试验研究的现状,简要叙述了各种研究方法的优点和特点.通过分析归纳理论分析、数值模拟和试验研究这三者之间的内在联系,指出空化模型理论和可视化空化试验是目前的研究重点.在对相关研究进行总结的基础上,阐述了水力机械空化空蚀研究的发展趋势为,数值模拟理论和技术的深入完善、可视化技术的广泛应用和空蚀在线监测系统的开发;而空化空蚀问题的确切机理将是未来研究工作的重点. 展开更多
关键词 水力机械 空化 空蚀 机理研究 可视化技术
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Fluent环境中近壁面微空泡溃灭的仿真计算 被引量：37
4
作者 李疆 陈皓生 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期311-315,共5页
基于FLUENT软件环境,采用VOF模型和非稳态方法求解Navier-Stokes方程,模拟了近壁面的空泡溃灭过程,同时计算了空泡溃灭处与壁面的距离对射流强度的影响.结果表明:在近壁面,空泡将形成非对称溃灭,因水锤作用,引发高速水射流在壁面产生高... 基于FLUENT软件环境,采用VOF模型和非稳态方法求解Navier-Stokes方程,模拟了近壁面的空泡溃灭过程,同时计算了空泡溃灭处与壁面的距离对射流强度的影响.结果表明:在近壁面,空泡将形成非对称溃灭,因水锤作用,引发高速水射流在壁面产生高压而形成空蚀破坏;基于FLUENT环境的计算结果与已有的实验和计算结果相符,为研究空泡溃灭和空蚀机制提供了类比的数值计算方法. 展开更多
关键词 空蚀 空泡溃灭 计算流体力学(CFD) 射流
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水轮机过流部件抗磨蚀涂层技术研究进展 被引量：32
5
作者 张磊 陈小明 +5 位作者 吴燕明 周夏凉 赵坚 伏利 毛鹏展 刘伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第17期75-83,共9页
水轮机过流部件在运行过程中,因长期受到气蚀、高速水流中泥沙等硬质颗粒的磨损等作用而产生磨蚀破坏,导致过流部件材料失效,严重影响了水轮机的运行效率、安全性和服役寿命。在过流部件表面进行涂层防护是提高水轮机抗磨蚀能力的有效... 水轮机过流部件在运行过程中,因长期受到气蚀、高速水流中泥沙等硬质颗粒的磨损等作用而产生磨蚀破坏,导致过流部件材料失效,严重影响了水轮机的运行效率、安全性和服役寿命。在过流部件表面进行涂层防护是提高水轮机抗磨蚀能力的有效方法之一。简要阐述了水轮机过流部件气蚀和泥沙磨损的机理及其影响因素,为涂层选材及制备工艺研究提供理论依据,同时综述了近年来水轮机耐磨蚀涂层技术的研究进展,评述了不同类型涂层的特点、存在的问题及改进方法,并展望了其未来的发展趋势。 展开更多
关键词 水轮机过流部件 气蚀 泥沙磨损 涂层技术 涂层材料
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空化射流形成的判据和冲蚀机理 被引量：26
6
作者 李子丰 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期185-188,共4页
阐述了空化射流研究简况和空化形成机理。讨论了用于描述空化是否发生和空化程度的空化数的合理性,认为用空化数不能判断射流的空化状态;流场中具有绝对压强小于或等于汽化压强的区域是射流空化的必要条件;在高环境压强下,必须采取特殊... 阐述了空化射流研究简况和空化形成机理。讨论了用于描述空化是否发生和空化程度的空化数的合理性,认为用空化数不能判断射流的空化状态;流场中具有绝对压强小于或等于汽化压强的区域是射流空化的必要条件;在高环境压强下,必须采取特殊的减压措施才有可能实现空化。针对空化射流比普通射流冲蚀能力强的事实,分析了Rayleigh空穴湮灭冲击压强计算公式存在的问题,给出了空化射流的射流质量脉动引发作用在靶体表面上的压强脉动是导致靶体容易破坏的主要原因。 展开更多
关键词 流体力学 空化 理论研究 射流 喷嘴 湮灭 破坏 冲蚀 判据
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煤液化高压差调节阀空蚀/冲蚀磨损预测 被引量：26
7
作者 偶国富 饶杰 +2 位作者 章利特 郑智剑 叶健 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期155-161,共7页
针对煤液化示范工程中高压差调节阀高速气-液-粒三相流传输引起的阀芯严重空蚀和冲蚀磨损问题,采用k-ε湍流模型、Schnerr-Saur空化模型、随机轨道模型和冲蚀磨损模型,计算了典型开度下的速度、压力、相分率和磨损率等参数.计算结果表明... 针对煤液化示范工程中高压差调节阀高速气-液-粒三相流传输引起的阀芯严重空蚀和冲蚀磨损问题,采用k-ε湍流模型、Schnerr-Saur空化模型、随机轨道模型和冲蚀磨损模型,计算了典型开度下的速度、压力、相分率和磨损率等参数.计算结果表明:阀芯头部圆弧段下游附近有空化区,其顶部附近存在高速回流且压力高于介质的饱和蒸气压,综合分析空化区、回流区和壁面压力可预测空蚀主要发生在阀芯顶部;阀芯的最大冲蚀磨损率发生在顶部,且随开度减小而加剧.并结合调节阀实际损伤形貌,验证了空蚀预测方法及冲蚀磨损计算的正确性.本研究有望为多相介质传输设备的优化设计提供参考. 展开更多
关键词 煤液化 调节阀 空蚀 固粒冲蚀 预测方法
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水轮机空化的超声监测技术研究 被引量：22
8
作者 田浩 于石生 《无损检测》 2003年第5期250-251,278,共3页
简要介绍水轮机空化现象的超声检测原理和方法 ,给出了一组试验结果 ,表明超声法优于传统的能量法 ,超声法中空化噪声强度法优于噪声脉冲计数法。
关键词 超声检验 噪声监测 水轮机 空化 腐蚀
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水轮机金属材料及其涂层抗空蚀和沙浆冲蚀研究进展 被引量：22
9
作者 杜晋 张剑峰 +1 位作者 张超 游文明 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期154-161,共8页
空蚀和沙浆冲蚀是对包括水轮机在内的水力机械过流元件产生破坏,进而降低其服役寿命的两种主要破坏形式。采用特定的工艺在水轮机过流元件基体材料表面沉积涂层,以提高元件的抗蚀性能受到越来越多的关注。综述了水轮机常用金属材料和近... 空蚀和沙浆冲蚀是对包括水轮机在内的水力机械过流元件产生破坏,进而降低其服役寿命的两种主要破坏形式。采用特定的工艺在水轮机过流元件基体材料表面沉积涂层,以提高元件的抗蚀性能受到越来越多的关注。综述了水轮机常用金属材料和近年来国内外研究人员对水轮机材料及其涂层空蚀和冲蚀失效机理的研究进展,针对国内外文献报道中采用的超音速火焰喷涂、激光熔覆、物理气相沉积和化学气相沉积等工艺制备的涂层的抗空蚀和沙浆冲蚀性能进行了重点论述。依据材料性质对文献中出现的表面强化材料进行分类,即合金材料、陶瓷材料、复合材料、金属玻璃材料和类金刚石材料五类,结合涂层制备工艺对各类涂层失效机理进行剖析。通过案例重点讨论了涂层的微观缺陷,如孔隙、裂纹、未熔颗粒,涂层的硬度,涂层与基材的结合强度,涂层的厚度等因素对抗蚀性能的影响。最后对其研究和应用现状,从工艺方法和材料两方面提出了展望,指出运用先进涂层技术和新型涂层材料制备高效涂层,是解决复杂多相流条件下空蚀和冲蚀联合问题的有效途径。 展开更多
关键词 水轮机 空蚀 冲蚀 失效机理 涂层 工艺
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不同材料抗气蚀性能的比较 被引量：16
10
作者 陈岩 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2000年第3期24-25,共2页
对泵、阀、水轮机等流体机械过流部件常用材料进行了气蚀试验 ,通过光镜和扫描电镜对气蚀断口进行了观察 ,并结合材料的组织特点进行了分析。结果表明 ,当组织不均匀时 ,较弱组织首先破坏 ;具有均匀组织特别是低碳马氏体组织的不锈钢 ,... 对泵、阀、水轮机等流体机械过流部件常用材料进行了气蚀试验 ,通过光镜和扫描电镜对气蚀断口进行了观察 ,并结合材料的组织特点进行了分析。结果表明 ,当组织不均匀时 ,较弱组织首先破坏 ;具有均匀组织特别是低碳马氏体组织的不锈钢 ,其抗气蚀性能优良 ; 展开更多
关键词 气蚀 铸铁 铸钢 流体机械 过流部件
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相变伪弹性对NiTi合金多相流损伤的影响 被引量：17
11
作者 柳伟 郑玉贵 +2 位作者 饶光斌 姚治铭 柯伟 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期185-188,共4页
在旋转圆盘仪多相流损伤实验中，ＮｉＴｉ合金表现出十分良好的抗冲刷磨损及空蚀和冲刷磨损联合作用性能，拉伸和循环应力－应变力学测量表明，ＮｉＴｉ合金具有类橡皮弹性吸收能量的相变伪弹性特点 ，分析认为，相变伪弹性是该合金表... 在旋转圆盘仪多相流损伤实验中，ＮｉＴｉ合金表现出十分良好的抗冲刷磨损及空蚀和冲刷磨损联合作用性能，拉伸和循环应力－应变力学测量表明，ＮｉＴｉ合金具有类橡皮弹性吸收能量的相变伪弹性特点 ，分析认为，相变伪弹性是该合金表现出良好抗损伤性能的主要原因． 展开更多
关键词 NITI合金 冲刷磨损 空蚀 伪弹性 多相流损伤
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清水和含沙水中20SiMn和0Cr13Ni5Mo钢的空蚀行为 被引量：15
12
作者 柳伟 郑玉贵 +2 位作者 姚治铭 吴欣强 柯伟 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期197-201,共5页
利用超声振荡空蚀实验机对两种主要的水轮机用金属材料进行了清水和含沙水条件下的空蚀行为研究．结果表明，高 硬度的０Ｃｒ１３Ｎｉ５Ｍｏ不锈钢抗清水和含沙水的空蚀性能均显著高于低硬度的２０ＳｉＭｎ低合金钢．在清水空蚀中０Ｃ... 利用超声振荡空蚀实验机对两种主要的水轮机用金属材料进行了清水和含沙水条件下的空蚀行为研究．结果表明，高 硬度的０Ｃｒ１３Ｎｉ５Ｍｏ不锈钢抗清水和含沙水的空蚀性能均显著高于低硬度的２０ＳｉＭｎ低合金钢．在清水空蚀中０Ｃｒ１３Ｎｉ５Ｍｏ 不锈钢均匀脱落，而 ２０ＳｉＭｎ低合金钢不均匀脱落，表面出现明显的空蚀坑.空蚀和沙子冲蚀磨损的联合作用使得两种材料在含 沙水中的空蚀失重显著高于清水空蚀． ０Ｃｒ１３Ｎｉ５Ｍｏ不锈钢在含沙水中的空蚀孕育期显著缩短． 展开更多
关键词 清水 含沙水 20SIMN低合金钢 0CR13NI5MO不锈钢 空蚀
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前置掺气坎阶梯溢洪道近壁掺气特性 被引量：20
13
作者 刘善均 朱利 +3 位作者 张法星 罗书靖 白瑞迪 邓军 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期401-406,共6页
为更清楚地认识前置掺气坎阶梯溢洪道近壁面沿程掺气规律,对其掺气特性进行了研究,得到了在不同坡度、单宽流量、台阶体型条件下阶梯竖直面和水平面近壁处掺气浓度沿程分布规律,并与不设前置掺气坎但设置过渡阶梯溢洪道的掺气规律进行... 为更清楚地认识前置掺气坎阶梯溢洪道近壁面沿程掺气规律,对其掺气特性进行了研究,得到了在不同坡度、单宽流量、台阶体型条件下阶梯竖直面和水平面近壁处掺气浓度沿程分布规律,并与不设前置掺气坎但设置过渡阶梯溢洪道的掺气规律进行了对比分析。研究表明:前置掺气坎式阶梯溢洪道中阶梯水平面与竖直面掺气浓度沿程的分布规律相似,受前置掺气坎的帮助,掺气浓度很高,沿程逐渐减小,达到一定距离后趋于稳定;掺气浓度随单宽流量的增大而减小,随坡度的减缓而减小;前置掺气坎克服了过渡阶梯存在前几级的底部清水区的缺陷,能够用于更大单宽流量。 展开更多
关键词 前置掺气坎 过渡阶梯 阶梯溢洪道 空蚀破坏 掺气浓度 模型试验
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铝合金表面激光熔覆SiC颗粒增强表层金属基复合材料的组织及空泡腐蚀性能 被引量：15
14
作者 张松 张春华 +3 位作者 张录廷 文効忠 吴维旻 王茂才 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期47-48,Z001,Z002,共4页
采用 2 k W连续 Nd:YAG激光器在 AA6 0 6 1铝合金表面激光熔覆 Si C陶瓷粉末 ,通过激光融化处理可在铝合金表面制备出表面金属基复合材料 (MMC)改性层。利用扫描电子显微镜 (SEM/ EDX)、X-射线衍射 (XRD)仪等分析检测设备对改性层的组... 采用 2 k W连续 Nd:YAG激光器在 AA6 0 6 1铝合金表面激光熔覆 Si C陶瓷粉末 ,通过激光融化处理可在铝合金表面制备出表面金属基复合材料 (MMC)改性层。利用扫描电子显微镜 (SEM/ EDX)、X-射线衍射 (XRD)仪等分析检测设备对改性层的组织形貌、结构及化学成分进行分析。利用显微硬度计、恒电位仪及超声波感应空泡腐蚀设备对 MMC改性层的电化学腐蚀性能及空泡腐蚀性能进行了评价 。 展开更多
关键词 铝合金 激光熔覆 SiC 空泡腐蚀 金属基复合材料 激光熔覆 防腐 碳化硅 表面处理
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生态环境友好的消能技术——内消能的研究与应用 被引量：19
15
作者 高季章 董兴林 刘继广 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期1176-1182,1188,共8页
本文从生态环境友好的角度阐述了内消能技术的优点。总结了国内外在这方面的研究与应用的进展,介绍了内消能的主要关键技术。通过小浪底和公伯峡两个工程的水力学与结构原型观测资料与模型试验资料的分析,指出正确设计和施工质量良好的... 本文从生态环境友好的角度阐述了内消能技术的优点。总结了国内外在这方面的研究与应用的进展,介绍了内消能的主要关键技术。通过小浪底和公伯峡两个工程的水力学与结构原型观测资料与模型试验资料的分析,指出正确设计和施工质量良好的内消能泄水建筑物能够安全运行,对今后相关技术的研究方向与应用提出了建议。 展开更多
关键词 生态环境友好 内消能 空蚀 掺气坎
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Cr-Mn-N奥氏体-铁素体不锈钢的空蚀行为 被引量：14
16
作者 柳伟 郑玉贵 +2 位作者 刘常升 姚治铭 柯伟 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期85-88,共4页
利用超声振荡空蚀实验机对Cr-Mn-N奥氏体-铁素体不锈钢进行了空蚀研究.结果表明,低硬度Cr—Mn—N不锈钢的抗空蚀性能高于高硬度的0Cr13Ni5Mo不锈钢.空蚀过程中, Cr—Mn—N奥氏体-铁素体不锈钢中的铁素体优先脱落,空蚀表面的铁素体含量... 利用超声振荡空蚀实验机对Cr-Mn-N奥氏体-铁素体不锈钢进行了空蚀研究.结果表明,低硬度Cr—Mn—N不锈钢的抗空蚀性能高于高硬度的0Cr13Ni5Mo不锈钢.空蚀过程中, Cr—Mn—N奥氏体-铁素体不锈钢中的铁素体优先脱落,空蚀表面的铁素体含量由19％迅速降低到6.9％后保持稳定.奥氏体易于在铁素体脱离后形成的蚀坑处开始脱落.加工硬化是该不锈钢吸收空蚀冲击能量的一个重要途径,是其硬度较低却表现出良好抗空蚀性能的重要原因. 展开更多
关键词 Cr-Mn-N奥氏体-铁素体不锈钢 空蚀 加工硬化 水轮机 过流部件
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工质为浑水时水泵与水轮机的空化与空蚀 被引量：19
17
作者 常近时 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第2期93-97,共5页
对工质为浑水时水泵与水轮机的空化与空蚀进行了试验,结果表明,泥沙表面缝隙中寄存有许多气核,当压力降低时气核膨胀形成气泡,进而脱离沙粒表面发生空化;当沙质、水温一定时,浑水的空化压力特性完全由站址所在地的海拔高度、泥沙质量浓... 对工质为浑水时水泵与水轮机的空化与空蚀进行了试验,结果表明,泥沙表面缝隙中寄存有许多气核,当压力降低时气核膨胀形成气泡,进而脱离沙粒表面发生空化;当沙质、水温一定时,浑水的空化压力特性完全由站址所在地的海拔高度、泥沙质量浓度、泥沙粒径等3个要素决定;在前两个因素一定的情况下,泥沙颗粒越小,即泥沙越细时,初生空化压力与临界空化压力越高.浑水时气核数量远多于清水;浑水发生空化时,气泡溃灭引发的夹沙射流强度大于清水射流,由于这两个因素致使在含沙水流工作的水泵与水轮机,在相同的装置条件下,空蚀破坏较清水时强烈.目前,空化流场计算和空化数计算都存在着把空化压力取做海拔高度为零时清水的汽化压力的错误,使计算结果严重失实. 展开更多
关键词 水力机械 水泵 水轮机 空化压力 空化 空蚀
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固壁空蚀数值研究 被引量：15
18
作者 胡影影 朱克勤 席葆树 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期22-25,共4页
空蚀是空泡在固壁附近溃灭对固壁材料产生破坏的现象。本文将空泡界面假设为自由面 ,并由VOF (VolumeofFluid)中界面构造精度较高的Youngs方法求解 ,通过直接计算原始变量的Navier Stokes方程 ,数值模拟了空泡距固壁不同位置时溃灭对固... 空蚀是空泡在固壁附近溃灭对固壁材料产生破坏的现象。本文将空泡界面假设为自由面 ,并由VOF (VolumeofFluid)中界面构造精度较高的Youngs方法求解 ,通过直接计算原始变量的Navier Stokes方程 ,数值模拟了空泡距固壁不同位置时溃灭对固壁造成的空蚀破坏。计算发现空泡溃灭产生高压脉冲相对于高速射流对空蚀形成起主导作用 ;空泡在流场中位置不同 ,高压脉冲对固壁上的空蚀破坏结果不同 。 展开更多
关键词 空蚀 空泡溃灭 固壁材料 高压脉冲 流体力学 数值模拟 VOF NAVIER-STOKES方程
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17-4PH不锈钢表面激光熔覆钴基合金涂层的空蚀行为研究 被引量：18
19
作者 秦承鹏 郑玉贵 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期209-213,共5页
采用激光熔覆方法在汽轮机叶片材料0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)沉淀硬化不锈钢表面制备Co基合金涂层,并研究其在蒸馏水和3%NaCl溶液中的空蚀行为.用扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析熔覆层的显微组织及元素分布并跟踪观察空蚀后试样表面... 采用激光熔覆方法在汽轮机叶片材料0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)沉淀硬化不锈钢表面制备Co基合金涂层,并研究其在蒸馏水和3%NaCl溶液中的空蚀行为.用扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析熔覆层的显微组织及元素分布并跟踪观察空蚀后试样表面的形貌;用X射线衍射仪(XRD)和显微硬度计分别检查空蚀前后熔覆层的相组成和横截面的硬度变化.结果表明:在17-4PH不锈钢表面采用激光熔覆制备的Co基合金熔覆层具有非常优异的抗空蚀性能,这与熔覆层组织中碳化物骨架的强化作用以及空蚀过程中发生的应变诱发马氏体相变密切相关. 展开更多
关键词 空蚀 液滴冲蚀 激光熔覆 钴基合金涂层 应变诱发马氏体
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20SiMn钢冲蚀和空蚀的失效行为研究 被引量：12
20
作者 王再友 陈黄浦 +1 位作者 徐英鸽 朱金华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期744-747,共4页
用CMS 12 0旋臂式真空冲蚀试验机和KS 6 0振动空蚀磁致伸缩仪对 2 0SiMn钢 90°攻角冲蚀和空蚀进行了试验研究 .结果表明 :2 0SiMn钢冲蚀分为孕育期、增重期和稳定期 3个阶段 ;空蚀由孕育期、急剧上升期、衰减期和稳定期 4个阶段组... 用CMS 12 0旋臂式真空冲蚀试验机和KS 6 0振动空蚀磁致伸缩仪对 2 0SiMn钢 90°攻角冲蚀和空蚀进行了试验研究 .结果表明 :2 0SiMn钢冲蚀分为孕育期、增重期和稳定期 3个阶段 ;空蚀由孕育期、急剧上升期、衰减期和稳定期 4个阶段组成 ;冲蚀、空蚀裂纹主要沿晶界萌生和扩展 ,失效机制是因局部微区机械力作用造成沿晶断裂和晶内蚀坑 ;晶粒脱落是空蚀的重要失效方式之一 . 展开更多
关键词 20SiMn钢 失效行为 冲蚀 空蚀 失效机制 沿晶断裂 晶内蚀坑 晶粒脱落
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