提高船用螺旋槳抗空蝕和腐蝕性能的新方法 -- 攪拌摩擦處理
2015-05-04 09:44:23
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空蝕是指由于液體內部壓力的起伏引起液體蒸汽以及溶于液體中的氣體的形核、生長及潰滅的空化過程所造成的損害,又稱為汽(氣)蝕。因難以對付而被稱為“癌癥”。 據統計,大量水輪機、船舵及螺旋槳因為空蝕而發生了各種損傷。
許多大型螺旋槳由鎳鋁青銅(NAB)鑄造而成 ,鑄態NAB組織粗大,不均勻,有鑄造孔洞,嚴重影響其機械、耐腐蝕/空蝕性能。攪拌摩擦處理(FSP)來源于攪拌摩擦焊(FSW),在材料熔點以下進行,同時能夠避免熔焊引入的氣孔、涂層結合力較差問題。
本工作基于FSP能夠使材料組織細化、均勻化,提高材料的強度和塑性等機械性能這些優點,運用失重法、形貌觀察及電化學測量探究能否提高鎳鋁青銅耐空蝕性能,耐腐蝕性能,延長螺旋漿壽命。結果表明:
(1)不同FSP參數下攪拌區沿板厚方向均包括魏氏體,板條狀,等軸晶以及波紋狀四種不同組織。其中1200/50-double等軸晶組織所占比例最大。
(2)1200/50-double因組織最均勻,表現出最優的腐蝕性能。
(3)不同FSP參數下的空蝕性能均明顯高于as-cast,但他們之間空蝕性能很接近,1200/100因表面晶粒最小,表現出稍高的耐空蝕性;1200/50-double因具有較高的塑性以及進一步均勻化的組織,耐空蝕性僅次于1200/100.
(4)攪拌區四種不同組織中,由于等軸晶區組織均勻,在3.5%NaCl中形成保護性最好的腐蝕產物膜,腐蝕性能最好。波紋狀組織因晶粒最為細小,硬度最高,耐空蝕性能最好。
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