張忠瑞(安徽華塑股份有限公司,安徽 定遠(yuǎn) 233290)

流體機(jī)械在工業(yè)機(jī)械中有著非常重要的地位，不同的工作環(huán)境的對于流體機(jī)械沖蝕的磨損特性是不一樣的，而針對不同工況下的流體機(jī)械磨損特性的研究也越來越受到相關(guān)技術(shù)人員的重視，希望能通過研究減少對流體機(jī)械的磨損和破壞。

1 沖蝕磨損的定義

沖蝕磨損是指材料受到小而松散的流動粒子沖擊時表面出現(xiàn)破壞的一類磨損現(xiàn)象。其定義可以描述為固體表面同含有固體粒子的流體接觸做相對運(yùn)動其表面材料所發(fā)生的損耗。攜帶固體粒子的流體可以是高速氣流，也可以是液流，前者產(chǎn)生噴砂型沖蝕，后者則稱為泥漿型沖蝕。沖蝕磨損是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中常見的一種磨損形式，是造成機(jī)器設(shè)備及其零部件損壞報廢的重要原因之一。

2 不同工況下影響磨損特性的因素

流體機(jī)械工作的不同工況，具體表現(xiàn)在磨粒的性質(zhì)或者流體機(jī)械的運(yùn)行參數(shù)的不同，我們主要考慮不同的參數(shù)對于流體機(jī)械的磨損特性的研究。

2.1 磨粒的形狀對于磨損特性的影響

流體介質(zhì)在流體機(jī)械中傳輸?shù)倪^程中，由于流體中含有的固體介質(zhì)的形狀不同，對于流體機(jī)械的磨損特性也是不同的。棱角較多的磨粒對于流體機(jī)械的沖蝕磨損特性顯然更加的厲害，相比于圓形或者橢圓形的磨粒來說，棱角較多的磨粒在同樣的沖擊角度和沖擊力的條件下，是圓形或者橢圓形磨粒對流體機(jī)械沖蝕磨損特性的好幾倍，通過實(shí)驗(yàn)室設(shè)備具體測試和觀察我們得知，棱角較多的磨粒對流體機(jī)械的表面作用力的表現(xiàn)形式主要是切削的方式，而圓形或者橢圓形的磨粒著是犁削變形的方式。

2.2 沖擊角度對于磨損特性的影響

這個沖擊角度實(shí)質(zhì)上指的是流體中的固體粒子沖擊流體機(jī)械的表面時，固體磨粒的沖擊方向和流體機(jī)械磨損面形成的夾角，顯然，沖擊角度的不同對于流體機(jī)械的磨損特性也是不一樣的，當(dāng)然并不是角度越接近于垂直方向磨損就越嚴(yán)重，研究表明，沖擊角度對于機(jī)械的磨損程度還跟流體機(jī)械磨損面的材料有關(guān)。對于脆性材料來說，當(dāng)沖擊角度越接近90°的時候，磨損的程度也就越嚴(yán)重，而對于塑性材料來說，沖擊角度則有一個中間值，這個值隨著不同材料有著一定的差異性，一般在15°-40°之間，造成的磨損情況最為嚴(yán)重。

2.3 磨粒的粒度對磨損特性的影響

磨粒粒度是流體機(jī)械沖蝕中造成磨損的重要參考因素，磨粒粒度對于流體機(jī)械的磨損特性的影響具體表現(xiàn)在兩個方面。首先是磨粒的尺寸的區(qū)別，尺寸的不斷增大對流體機(jī)械的磨損程度不是一直增高的，存在一個臨界值，這個臨界值現(xiàn)象的存在就是磨粒的尺寸效應(yīng)。脆性材料的不同也會影響磨粒對流體機(jī)械的磨損程度，不同的脆性材料受到同一種磨粒的沖蝕的時候，其磨損特性也是不同的，遵循的變化規(guī)律也是有區(qū)別的。除了上述這兩種情況的區(qū)別，同一種磨粒的由于粒度分布的不同，造成的磨損特性也是不同的，和磨粒粒度的分布有著一定的數(shù)量關(guān)系。

2.4 固體磨粒的沖擊速度對磨損特性的影響

不同的工況下，流體在流體機(jī)械內(nèi)部的流速是不一樣的，磨粒在流體中的速度不同對于流體機(jī)械的磨損特性也是有區(qū)別的，對于很多低壓低速的流體介質(zhì)來說，流體中含有的磨粒幾乎對流體機(jī)械沒有磨損，磨粒只是在碰到流體機(jī)械內(nèi)壁的時候發(fā)生了變形，并且很快得到了恢復(fù)，但是當(dāng)磨粒的沖擊速度超過一定的數(shù)值的時候，對于流體機(jī)械的表面的磨損程度是成正比的，沖擊速度越大那么對流體機(jī)械磨損程度也就越嚴(yán)重，不同的材質(zhì)，這個比例系數(shù)也存在差異，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，陶瓷材料的系數(shù)為3，而金屬的顯然要小于陶瓷材料為2.55。

2.5 沖擊時間對磨損特性的影響

顯然，沖擊時間越長對流體機(jī)械沖蝕的磨損情況也就越嚴(yán)重，沖擊時間是流體機(jī)械磨損特性中站著非常大比例，沖蝕磨損在受到磨粒沖蝕的前期并不會表現(xiàn)出來，這個過程中有著一個潛伏期的，隨著沖蝕情況的發(fā)生，流體機(jī)械的表面也發(fā)生了一定的磨損變化，這種變化也加劇了沖蝕的磨損程度，導(dǎo)致沖蝕磨損現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。

2.6 工質(zhì)的溫度對磨損特性的影響

流體機(jī)械在工作時的溫度也會影響磨粒對流體機(jī)械的磨損特性，但是環(huán)境溫度對磨損特性的影響非常復(fù)雜，由于流體介質(zhì)的不同，流體介質(zhì)中含有的固體磨粒不同，以及流體機(jī)械材質(zhì)的不同，這些都會影響溫度對于磨損特性的影響，有的會隨著溫度的升高而升高，有的則會降低，而有的則顯示出對于溫度變化的惰性，幾乎和溫度變化無關(guān)。溫度升高導(dǎo)致磨損程度嚴(yán)重，主要原因可能是因?yàn)楦邷叵?，改變了流體機(jī)械的材料的特性，降低了對于磨粒的屈服程度。而有的對溫度變化沒有明顯變化，是因?yàn)榱黧w機(jī)械內(nèi)壁生成了一種氧化膜，一般情況下氧化膜都比較堅(jiān)硬，氧化膜給流體機(jī)械提供了一層保護(hù)，反而提高了流體機(jī)械表面的抗磨損能力。

2.7 材料硬度對磨損特性的影響

這里討論的硬度包括了兩個方面，一種是磨粒材料的硬度，一種是流體介質(zhì)的硬度，硬度對于流體機(jī)械沖蝕磨損特性的影響主要表現(xiàn)在，這些磨粒和流體介質(zhì)的硬度與流體機(jī)械的表面的硬度的比值大小，對于塑性材料來說，當(dāng)磨粒硬度與流體機(jī)械材料硬度比值為1.2的時候，沖蝕的磨損程度于比值呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，當(dāng)兩者的比值比1.2小的時候，呈正相關(guān)關(guān)系，即隨著比值的增大，磨損程度也會隨著不斷的增大。

3 結(jié)語

總之，不同的工況下流體機(jī)械沖蝕的磨損特性是不同的，對于不同的磨粒以及其在不同的參數(shù)下影響流體機(jī)械的磨損特性，還要根據(jù)實(shí)際的工作出發(fā)，綜合分析不同工況下流體機(jī)械的磨損特性。

[1]龐佑霞,劉厚才,唐果寧等.基于流體機(jī)械工況的沖蝕磨損特性研究[J].機(jī)械工程材料,2004,28(12):36-38.

[2]楊霞.淺析不同工況下流體機(jī)械沖蝕的磨損特性[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013,(30):42-42.