工程陶瓷引弧微爆炸加工过程的高速摄像

为了研究工程陶瓷引弧微爆炸加工的工作原理,建立了高速摄像试验系统对微爆炸等离子体射流的产生过程、外观形态进行了观测,得到了微爆炸等离子体射流的产生原理.对氮化硅陶瓷和氧化铝陶瓷冲击蚀坑的形成过程进行了高速摄像观测,并利用扫描电镜观察了冲击蚀坑的截面形貌,得到了陶瓷加工的材料去除机理.实验结果表明,等离子体射流的形成过程可分为火花放电和稳定等离子体射流2个阶段,等离子体射流的直径随着电流值的增大而增大,冲击蚀坑直径随着加工时间逐渐扩展.氮化硅陶瓷加工时升华分解,蚀坑表面覆盖一层结构疏松的变质组织,在亚表面上有横向裂纹形成;氧化铝陶瓷加工时直接熔化,表面变质层成分为非晶体玻璃相.     

高温射流对复合材料破坏过程的研究

研究复合材料在高温射流作用下的材料特性.通过测定复合材料在高温射流作用下其破坏速度的数据,对几种复合材料的稳定性进行了比较,并得出了高温射流对复合材料表面破坏的比热焓数值范围.根据比热焓值的大小可以选定理想的复合材料.     

水工混凝的空蚀试验及抗空蚀性能

利用旋转圆盘空蚀试验装置,通过在拟定水流条件下对不同配合比混凝土材料的抗空蚀试验,测定并分析了该类蚀材的抗空蚀行为。结果表明,水工混凝土在空蚀荷载的交变应力应变和单向应力应变作用下,其空蚀特征参数（如失重率、麻点率、表面裂缝、潜伏时间等）与疲劳特性指标（如断裂韧性、弹模、强度、硬度等）具有良好的相关关系。     

水力机械过流表面空蚀程度的图像检测

在闭式循环水洞即空蚀磨损试验系统中,对铝制raf61翼型,在空化数为0.6的条件下进行空蚀程度研究.传统的量化方式难以满足测量要求,提出了数字图像检测的方法.获取翼型表面SEM空蚀图像,针对图像直方图单峰分布进行背景灰度级修正,采用Canny算子检测空蚀坑洞边缘,二值形态学方法统计计算空蚀破坏表面参数.检测结果表明:该表面蚀坑数为1.54个,空蚀破坏表面积为8.3865 ×10~4个像素,图像测量检测有较高精度.     

铬-铝耐热铸铁化学成分与性能的关系

铸铁在高温下破坏的形式,有氧化与生长和变形开裂。为防止氧化与生长,须加入大量的如Si,Al,Cr等元素,它们在金属表面,于高温下氧化,形成连续致密的氧化膜,能阻碍氧及金属在高温下扩散,从而使铸铁具有高温抗氧化能力。这些元素还能使α→γ相变温度提高,稳定珠光体,待至高温下分解,从而使铸铁具有抗高温生长的能力。     

高温射流冲蚀下耐火混凝土的热致劣化研究

为了研究导流槽专用耐火混凝土在高温射流冲蚀下的劣化机制与损伤演化,采用高温射流试验平台对耐火混凝土进行了试验,并采用扫描电子显微镜、X射线衍射技术分析了耐火混凝土的微观形貌和物相的组成和变化.结果表明:在高温射流过程中,耐火混凝土内部发生了一系列的脱水、转化、结晶和烧结过程,产生了大量孔隙和裂缝,界面过渡区也遭到破坏;混凝土的耐高温冲蚀性能随养护天数的增加而降低,冲蚀次数对混凝土的抗高温性能、体积稳定性、抗热稳定性影响不显著;混凝土的间歇性冲蚀深度远小于连续性冲蚀深度.结合混凝土的损伤演化特征,根据试验条件提出了一种单次受火平均烧蚀深度的计算假设,并对导流槽混凝土的寿命周期进行了预测.     

高温射流对复合材料破坏过程的研究

研究复合材料在高温射流作用下的材料特性．通过测定复合材料在高温射流作用下其破坏速度的数据，对几种复合材料的稳定性进行了比较，并得出了高温射流对复合材料表面破坏的比热焓数值范圈．根据比热焓值的大小可以选定理想的复合材料．     

电液压脉冲水射流强化金属表面的研究

分析电液压脉冲水射流的工作原理及电液压脉冲水射流发生器的设计方案,对射流发生器的聚能效应和射流的运动进行探讨.实验表明采用电液压脉冲水射流冲击金属表面,的确能使金属表面的强度和硬度得到提高.     

微磨料气射流加工机理实验研究

微磨料气射流加工技术是对硬脆材料进行微细加工的一种非常有潜力的技术.对脆性材料微磨料气射流加工机理的实验研究是精细精密加工领域一个重要研究方向.为研究微磨料气射流加工的一般机理,在一套自制微磨料气射流装置上实验并分析了喷射参数及磨料参数对微磨料气射流加工影响的数据,得到了微磨料气射流加工中喷射距离、喷射时间、喷射压力、喷射流量和磨料粒度对加工效果的影响的一般规律.     

空蚀区空化水流特性的实验研究

实验研究了空蚀区空泡溃灭特性.实验在浙江工业大学水力学实验室空化水洞中进行,采用高速摄影技术观测了不同掺气体积分数下空蚀段的空化云形态,并量测了空化水流的压力.利用绘制的空化数曲线对空泡溃灭进行了分析处理,得到了空化水流在空蚀段沿程变化的特征.结果表明:在不同的掺气体积分数下,对应于各种不同的空化形态,空蚀段空化水流表现出不同的特点;空化数有一个突然上升的过程,在此过程中空泡大量溃灭.     

高能脉冲冷焊Fe基合金改性层的组织及性能

为了进一步提高核泵用钢的耐磨性能及抗空蚀性能,采用高能脉冲冷焊技术在304不锈钢表面制备了Fe基合金改性层.利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对改性层的显微组织和相结构进行了分析,利用显微硬度计、摩擦磨损试验机及超声波振荡空蚀仪分别对改性层的显微硬度、耐磨性与抗空蚀性能进行了研究.结果表明,改性层组织细密,且主要由基体相α-Fe和硬质碳化物相Cr_(23)C_6和Cr_7C_3组成,改性层的最高显微硬度可达510 HV,相对耐磨性为3.88.空蚀5 h后,改性层的失重量和表面粗糙度分别约为304不锈钢基材的1/5和1/6.     

15CrMo合金钢常温态和热态时冲蚀磨损性能的试验研究

通过试验研究分析了金属材料在不同温度时冲蚀磨损的机理与性质,并主要针对电厂锅炉高温对流受热面常用钢材15 CrMo合金钢进行了常温态与热态冲蚀磨损的试验,得出15 CrMo合金钢材料在不同温度时抗磨损性能的特点与规律.     

Cavitation erosion behavior of WC coatings on CrNiMo stainless steel by laser alloying

The WC powder was precoated on the surface of CrNiMo stainless steel and then made into an alloying layer by using the laser alloying technique.Phases in the layers were investigated by X-ray diffraction (XRD) analysis and surface morphologies after cavitation erosion were observed with the help of scanning electron microscopy (SEM).The cavitation erosion behavior of the CrNiMo stainless steel and WC laser alloying layer in distilled water was tested with the help of ultrasonic vibration cavitation ero-sion equipment.The results showed that the thickness of the laser alloying layer was about 0.13 mm.The layer had a dense micro-structure, metallurgically bonded to the substrate, and no crack had been found.The cavitation erosion mass loss rate of the laser al-loying layer was only 2/5 that of the CrNiMo stainless steel.The layer had better cavitation resistance properties because of its met-allurgical combination and the strengthening effects of the precipitate phases.     

Effect of air bubble size on cavitation erosion reduction

Over the past 60 years, the air concentration in water has been considered as a control index of cavitation erosion reduction and widely used in the designs of hydraulic structures. However, the mechanism of air entrainment against cavitation erosion has been paid good attention to. In the present work, the effect of air bubble size on cavitation erosion reduction was experimentally investigated. A device with micron-scale orifice diameters(10, 20 and 50 μm in size) was specially designed to introduce air bubbles into water. The experiments about the effect of air bubble size were conducted by means of a vibratory apparatus, including the behavior of formation and movement for single air bubble, the characteristics of cavitation erosion reduction at different air entrainment conditions. The findings demonstrate that high air concentration has significant effects on cavitation erosion reduction.But, a notable problem was that the size of air bubbles is of outstanding effect on cavitation erosion reduction. Small air bubbles support to alleviate cavitation erosion, even at same air concentration.     

黏性沙级配对高速水流空化空蚀的影响

为研究黏性沙不同级配对高速水流空化空蚀的影响及机制,利用自主研发的小型循环式水洞试验装置,采用两条不同的黏性沙级配曲线进行较系统的试验研究。通过配置黏性沙小于某一粒径不同质量分数的挟沙水流,用压力动态数据采集系统实时量测水洞工作段空化区和空蚀区的压力;制作不同配合比的混凝土试件,使混凝土试件在黏性沙小于某一粒径不同质量分数工况下进行4 h的空蚀试验,以混凝土试件每小时质量损失表征空蚀量。结果表明：水洞工作段空蚀区各测点的时均压力和空化数随黏性沙小于某一粒径质量分数的减小而增大;混凝土试件空蚀量随黏性沙小于某一粒径质量分数的减小而增加;流速相同时,较高强度配合比混凝土试件的抗空蚀能力明显优于较低强度配合比的混凝土试件;较低流速下空蚀区主要位于试件前段,较高流速下则位于试件后段;试验所用黏性沙细颗粒比重越大,空蚀量越大。     

Energy Consumption in Comminution of Mica with Cavitation Abrasive Water Jet

We have studied the efficiency of energy consumption in the comminution of mica powder with cavitation abrasive water jet technology. The energy required to create new surfaces in the comminution of mica powder with cavitation abrasive water jet was calculated,in order to estimate its efficiency of energy consumption. The particle size distribution and the specific surface area were measured by applying a JEM-200CX transmission electron microscope and an Autosorb-1 automatic surface area analyzer. The study results show that the efficiency of energy consumed in creating new surface areas is as high as 2.92%,or 4.94% with the aid of cavitation in the comminution of mica powder. This efficiency will decrease with an increase in the number of comminutions. After three comminutions,the efficien-cies will become 1.91% and 2.29% for comminution without cavitation and with cavitation,respectively. The abrasive water jet technology is an effective way for comminution of mica powder.     

CrMnB堆焊合金的空蚀行为

利用超声振荡空蚀实验设备研究了CrMnB堆焊合金的空蚀行为，实验结果表明：CrMnB堆焊合金抗空蚀性能显著高于0Cr13Ni5No马氏体不锈钢，堆焊合金中亚稳奥氏体在冲击力的作用下，诱发马氏体相变，提高堆焊合金表面的硬度和强度并吸收引起空蚀损伤的冲击能，是CrMnB堆焊合金具有很高抗空蚀性能的主要原因。     

气蚀磨蚀机理的探讨

通过对抗气蚀材料表面显微结构和影响气蚀因素的分析,从材料的机械性能、冶金学参数和流体力学条件出发,综述多项流体介质作用下气蚀磨蚀的机理,从而为计算气蚀磨蚀速率提供参考。     

抗爆型聚脲涂层性能及其防护钢筋混凝土板接触爆炸与断裂机制研究

本文借助动态热机械实验，研究Qtech T26抗爆型聚脲（T26聚脲）的动态热机械性能；采用10kg TNT接触爆炸试验，研究T26聚脲防护钢筋混凝土板在接触爆炸作用下的防护性能；基于Williams-Landel-Ferry方程拟合T26聚脲的损耗模量、储能模量和损耗因子主曲线，并采用扫描电子显微镜对涂层防护钢筋混凝土板迎爆面和背爆面涂层的典型区域进行微观断口形貌分析，探讨其断裂机制。结果表明：T26聚脲受荷载频率影响明显，在外界荷载作用频率大于等于1000Hz时，T26聚脲的损耗因子保持在0.24以上，吸能效率高；喷涂10mm T26聚脲涂层的钢筋混凝土板在10kg TNT接触爆炸破坏下，背爆面涂层完整，无任何破片飞出；T26聚脲在爆炸荷载作用下的断裂机制表现为高温力学性能失效机制、高温与冲击荷载耦合断裂机制、高速荷载脆性断裂机制和拉伸断裂机制；背爆面最大变形区域为纵向变形区域外侧的圆环区，背爆面中心区域在防护过程中承受爆炸荷载作用，出现少量脆性破坏。Qtech T26聚脲实现了大当量接触爆炸零破片的防护效果，这一效果对实际工程中结构爆炸防破片具有极高的应用价值。     

抗爆型聚脲涂层性能及其防护钢筋混凝土板接触爆炸与断裂机制研究

本文借助动态热机械实验,研究Qtech T26抗爆型聚脲（简称为T26聚脲）的动态热机械性能;采用10 kg 三硝基甲苯（trinitrotoluene,TNT）接触爆炸试验,研究T26聚脲防护钢筋混凝土板在接触爆炸作用下的防护性能;基于Williams-Landel-Ferry方程拟合T26聚脲的损耗模量、储能模量和损耗因子主曲线,并采用扫描电子显微镜对涂层防护钢筋混凝土板迎爆面和背爆面涂层的典型区域进行微观断口形貌分析,探讨其断裂机制。结果表明：T26聚脲受频率影响明显,在热机械性能层面印证了T26聚脲的应变率敏感性;在外界荷载作用频率大于等于1000 Hz时,T26聚脲的损耗因子保持在0.24以上,吸能效率高;喷涂10 mm T26聚脲涂层的钢筋混凝土板在10 kg TNT接触爆炸破坏下,背爆面涂层完整,无任何破片飞出;迎爆面T26聚脲与混凝土未脱离,T26聚脲与混凝土界面之间在表面处理之后附着力较好,在爆炸产生的拉伸波作用下,涂层与混凝土间仍有良好的附着性。T26聚脲在爆炸荷载作用下的断裂机制表现为高温力学性能失效机制、高温与冲击荷载耦合断裂机制、高速荷载脆性断裂机制和拉伸断裂机制;背爆面最大变形区域为纵向变形区域外侧的圆环区,背爆面中心区域在防护过程中承受高应变率荷载,出现少量脆性破坏。T26聚脲实现了接触爆炸零破片的防护效果,这一效果对实际工程中结构爆炸防破片具有极高的应用价值。