侵蚀被定义为原始材料的逐步丧失从固体表面由于机械表面与流体之间的相互作用,多组分流体或撞击液体或固体颗粒(钦斯,1983)。固体颗粒侵蚀的粒径通常5到500µm,和相对速度之间的5和500 m / s。在大多数情况下,粒子在高速旅行,当他们罢工。然而,相反的是可能的,在直升机桨叶在充满尘埃的空气。
固体颗粒侵蚀的影响角度(定义为表面的平面之间的夹角和粒子轨迹)是非常重要的。韧性材料显得最容易受到影响的角度在20到30°之间,而脆性材料时表现出最大的降解率的影响角度90°(钦斯,1983)。前者被称为韧性侵蚀行为,涉及塑性流动作为主要的降解方式。后者被称为脆性侵蚀行为,以脆性断裂为主要降解机制。
的降解率在固体颗粒侵蚀强烈依赖于粒子的速度撞击表面(反之亦然)。事实上,对于一个常数的影响角度,速度被发现与速度成正比的n,在那里n通常在2.3到2.5的韧性材料,并在脆性材料范围2 - 4 (钦斯,1983)。
除了极细颗粒的情况下,脆性材料的侵蚀率之间的关系和粒子半径也服从幂律,与指数范围在0到1。微粒,令人惊讶的是,诱发响应pseudo-ductile脆性材料,即为韧性角依赖类似材料。延性材料的腐蚀通常是独立的粒子尺寸,直径100到200µm之上。在较小的直径大约是线性的关系,虽然侵蚀与颗粒直径5µm经验和更少的(钦斯,1983)。
关于侵蚀粒子的性质,锋利的颗粒比圆形颗粒明显造成更大的伤害。令人惊讶的是,然而,没有一个强大的侵蚀率和粒子硬度之间的关系,提供了颗粒比表面被侵蚀。对于颗粒比表面柔软,侵蚀率与降低粒子硬度急剧下降(钦斯,1983)。
关于金属材料,一直尝试建立微观结构特征和固体颗粒侵蚀阻力之间的关系。几项研究表明,例如,一个逆关系马氏体钢的硬度和耐腐蚀性(基尔德1979和格林等人,1981年)。
同样,碳化物可以有害固体颗粒侵蚀抵抗白色铁,如果他们比侵蚀软粒子(Aptekar Kosel, 1985)。如果他们是困难,正好相反。从这些研究中,很明显,硬度,特别是由于马氏体的存在或碳化物在金属微观结构,如果有的话,一个衡量缺乏抵抗这种形式的磨损。
钴合金已经被包含在几个房间温度、固体颗粒侵蚀的研究多年来,特别是中描述Ninham 1987和利维和骗子,1991年。回顾这些结果是有价值的,提出的原则钦斯,1983。在Ninham 1987研究中,合金6、6 b和海恩斯®188(低碳钴铬- Ni-W合金设计用于飞行的燃气涡轮发动机的热部分)进行了测试,还有几铬-镍合金和不锈钢轴承。三个变量进行了研究,即侵蚀类型的粒子(碳化硅或石英),影响的角度(30、60或90°),和材料的条件。测试合金(718)age-hardenable之一,所以测试age-hardened条件和退火条件。两个合金(188和c - 276)可以冷轧,增强他们的室温强度,所以这些都是在冷轧和退火条件下测试。
评估使用的设备详细描述这些变量的影响税1981。从本质上讲,它包含一个振动料斗、喂养腐蚀性颗粒高速气流,和一个测试室,发生撞击。粒子速度60 m / s,和样品的重量测量每20或40 g的腐蚀性颗粒使用。碳化硅颗粒角,直径在250年至300年之间µm。石英颗粒是在75年和200年之间µm直径,和一个未指明的形状。这两个材料的硬度(来自钦斯,1983)是2100年到2480年kgf /毫米2碳化硅和820 kgf /毫米2对石英(二氧化硅)。
这项工作的主要结论之一就是衰老和冷作没有影响固体粒子这种类型的合金的耐蚀性。同时,影响角的影响是很小的。在碳化硅,角效果符合这些定义韧性侵蚀行为钦斯,1983(30°角影响导致率最高,和90°造成最低)。在石英,角影响都是复杂的和最小。正如所预期的那样,角碳化硅颗粒破坏程度比石英颗粒。
也许最重要的事实中所描述的工作Ninham 1987是没有多大区别的各种合金(这些测试条件下),无论合金基地(钴与镍和铁),和不考虑微观结构条件(退火比年龄比冷轧)。虽然碳化物存在于合金6和6 b似乎并没有好处,至少他们不是有害的,因为它们是白色的熨斗Aptekar Kosel, 1985。
的利维和骗子,1991年研究中,涉及许多相同的锻造合金在磨料磨损条件下,测试范围是有限的,但是提供的证据表明,合金基地和碳化物在固体颗粒侵蚀的重要性,在室温下。材料之一,ULTIMET®合金,测试在不同的影响角度,用两种不同类型的侵蚀粒子(400µm角碳化硅和80µm氧化铝、形状不详)。侵蚀率测量如下所示,作为影响角的函数。就像在Ninham 1987研究中,碳化硅诱导韧性侵蚀行为,而氧化铝生产一个稍微不同的反应,腐蚀速率影响60°角等于30°的影响。根据钦斯,1983氧化铝的硬度是碳化硅的相似;然而,氧化铝颗粒的形状没有指定。
的一个重要组成部分利维和骗子,1991年研究一些固体颗粒侵蚀测试在高温(850°C),使用相同的氧化铝粒子和30°角产生影响。最低的合金强度、316 l不锈钢,表现出最低的侵蚀率迄今为止在该测试中,这表明粒子可能成为嵌入到表面,而不是导致表面变形和断裂。当然,氧化物的电影是非常重要的在如此高的温度。