基于腐蝕介質(zhì)和多相流作用的銅合金沖蝕磨損行為研究.pdf

1、船舶螺旋槳在服役過程中由于力學(xué)和電化學(xué)因素聯(lián)合作用導(dǎo)致部件失效，嚴(yán)重影響了高速船舶的使用壽命。船用螺旋槳常用材料主要有鈦合金、鑄鋼及銅合金等，其中，銅合金由于具有較高的耐海水腐蝕性和良好的加工性能而被廣泛應(yīng)用。銅合金螺旋槳在海水中服役時不僅受到腐蝕作用而且還受到固液兩相的沖刷作用，而系統(tǒng)研究銅合金在固液兩相流中沖刷、腐蝕及沖刷與腐蝕交互作用的工作較少，對其失效規(guī)律及機制尚未被深入討論。
　　本文選用工程中常用的黃銅和錫青銅為研究對

2、象，分別考察了兩種銅合金的腐蝕行為、磨損行為、腐蝕磨損交互作用，以及沙粒粒徑和外電位對黃銅腐蝕磨損行為的影響。經(jīng)過實驗研究得到了以下主要結(jié)論：
　　（1）在3.5％NaCl溶液中，黃銅和錫青銅腐蝕失重率均隨腐蝕介質(zhì)流速的增加而增加，極化曲線均未出現(xiàn)鈍化區(qū)，錫青銅的耐蝕性比黃銅耐蝕性好。
　?。?）在3.5%NaCl含沙水溶液中，兩種銅合金磨損對腐蝕均存在促進作用，腐蝕電流密度和磨損對腐蝕的促進量均隨介質(zhì)流速的增加而增大；黃銅

3、磨損對腐蝕促進作用量隨外電位正移而增加，隨沙粒粒徑的增大而增加。
　?。?）兩種銅合金在陰極保護作用下，試樣發(fā)生嚴(yán)重沖蝕前存在門檻速度，沖蝕形貌主要以犁削和鏟削為主同時兼有切片。當(dāng)沖蝕速率增加，沖蝕切削形貌減少，而沖蝕時間的增加將導(dǎo)致沖蝕率首先增加后減小并趨于平衡；在無陰極保護作用下，試樣表面出現(xiàn)腐蝕凹坑，沖蝕率大幅度增加，隨著沖蝕速率的增加失重率增加，但隨沖蝕時間增加，沖蝕率減小。
　?。?）在相同質(zhì)量濃度沙粒下，沙粒粒徑

4、對黃銅腐蝕性能的影響較小；但黃銅沖刷腐蝕沖蝕的主要失重方式受沙粒粒徑和外電位影響，沙粒粒徑較小時，黃銅的流失形式為磨損腐蝕，沙粒粒徑較大時，流失形式隨外加電位正移由腐蝕磨損轉(zhuǎn)變?yōu)槟p。在黃銅沖刷腐蝕中，腐蝕磨損交互作用是引起黃銅流失的主要原因，且以腐蝕對磨損的促進作用更為顯著。
　?。?）在黃銅沖刷腐蝕中，隨沙粒粒徑的增加及外電位正移，腐蝕磨損交互作用更加突出；基于腐蝕磨損失重率、沙粒尺寸和外電位的沖刷腐蝕材料流失圖表明：在低電位