ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кавитационная стойкость материалов, применяемых в гидромашиностроении из "Износ лопастных гидравлических машин от кавитации и наносов " Результаты некоторых из них [5, 11, 102, 112, 113] рассмотрены ниже. [c.63] В табл. 3 приведены данные, характеризующие кавитационную стойкость металлов, наиболее часто применяемых в гидромашиностроении, при их испытании на магнитострикциониом вибраторе. [c.63] Высокая сопротивляемость алюминиевой бронзы кавитационной эрозии объясняется, по-видимому, ее вязкой однородной структурой и высокой антикоррозийиостью. [c.64] Углеродистые стали имеют сравнительно низкую кавитационную стойкость, в связи с чем детали гидромашии, выполненные из углеродистой стали, подвергаются, как иравило. интенсивному разрушению вследствие кавитационной эрозии. Повышение кавитационной стойкости стали обычно достигается применением различных легируюш.их добавок. Значения кавитационной стойкости некоторых марок легированных (нержавеющих) сталей, полученные в результате испытаний на струеударной установке, приведены в табл. 4. [c.64] Высокая кавитационная стойкость нержавеющих сталей определяется их физико-химическим состоянием, обеспечивающим, в частности, образование поверхностной защитной (пассивирующей) пленки и однородность внутреннего строения. [c.64] Однако, несмотря на то, что нержавеющие стали в общем обладают высокой кавитационной стойкостью, их сопротивляемость кавитационной эрозии меняется в довольно широких пределах. Это различие объясняется химическим составом стали и способом ее производства и обработки. В табл. 5 приведены данные о кавитационной стойкости некоторых образцов нержавеющих сталей, полученные при испытаниях на магнитострик-ционном вибраторе. [c.64] Серый чугун по сравнению с другими металлами, применяемыми в гидромашиностроении, обладает самой низкой кавитационной стойкостью (табл. 3). Интенсивное разрушение чугуна под воздействием кавитации и вызванной ею вибрации происходит из-за гетерогенности его структуры и отрицательной роли графита — структурной составляющей, практически не обладающей прочностью. [c.64] Исследование различных чугунов показало, что кавитационная стойкость серого чугуна определяется в основном формой графита. Наиболее благоприятной, в отношении сопротивления кавитационному разрушению, формой графита является шаровидная. Термическая обработка, изменение металлической основы и легирование позволяют получить некоторые типы чугунов (модифицированный, перлитный, легированный), кавитационная стойкость которых значительно выше, чем серого. [c.65] Кавитационная стойкость всех металлов, помимо химического состава и технологии производства, в значительной степени зависит от чистоты поверхности, подверженной действию кавитации. В табл. 6 приведены данные испытаний кавитационной стойкости некоторых металлов с различным состоянием рабочей поверхности. [c.65] Эти данные указывают на необходимость тщательной обработки поверхностей рабочих органов гидравлических машин, подверженных действию кавитации. [c.65] Для изготовления элементов гидромашин, в особенности насосов, довольно часто используются неметаллические материалы. В табл. 7 приведены результаты определения на магнитострикционном вибраторе кавитационной стойкости трех типичных представителей этой группы материалов. [c.65] Как видно из данных табл. 7 такие синтетические материалы как нейлон по сопротивляемости кавитационной эрозии не уступают легированным сталям. [c.65] К настоящему времени накоплен большой фактический материал в отношении кавитационной стойкости различных металлов. Однако пользование этими опытными данными чрезвычайно затруднено, поскольку они дают представление об относительной кавитационной стойкости какого-либо материала и не позволяют сделать количественную оценку. В то же время нужда в числовом парад-гетре, характеризующем сопротивляемость материала кавитационной эрозии, огромна. В связи с этим неоднократно предпринимались попытки увязать кавитационную стойкость материала, с его механическими свойствами. В ряде опытов [4, 5, 11, 100] было установлено, что кавитационная стойкость металлов в общем возрастает с увеличением их твердости, предела прочности, предела текучести, и т. д., однако четко выраженной зависимости кавитационной стойкости от этих количественных параметров установить не удалось. [c.66] При этом, если для первых пяти металлов взяты средние значения из литературных источников, то механические свойства остальных были определены в лаборатории непосредственно перед началом испытания. [c.67] Кавитационная стойкость металлов в рассматриваемых опытах оценивалась величиной обратной уменьшению объема образца в единицу времени. Результаты испытаний в виде графиков, показывающих зависимость кавитационной стойкости материалов от их основных механических свойств, изображены на рис. 27. Из приведенных данных следует, что ни один из рассмотренных параметров в отдельности не является определяющим с точки зрения сопротивляемости материала кавитационной эрозии. В связи с этим было высказано предположение, что кавитационная стойкость материала должна быть связана с его способностью противостоять деформации, и величина энергии деформации, соответствующая предельному состоянию, была выбрана в качестве параметра. [c.67] Высказанная идея получила свое развитие в работе [74], в которой предлагается новый параметр, чис- ленно равный энергии деформации и q характеризующий сопротивляемость рассматриваемого материала эрозии. Этот параметр, условно названный удельной сопротивляемостью эрозии, может быть определен на основе следующих рассуждений. [c.69] В процессе эрозии под воздействием внешних сил происходит отделение некоторого объема материала от основной его массы. Необходимая для этого энергия подсчитывается по формуле. [c.69] Измерение объема эрозии в лабораторных условиях не представляет большой сложности. Гораздо труднее замерить энергию Еа, поглощенную материалом под воздействием сил эрозии. Если мы сможем замерить ее тем или иным способом, то удельная сопротивляемость материала эрозии Se может быть легко подсчитана по приведенной выше формуле (22). [c.70] Очевидно, что приведенное выше определение интенсивности кавитационной эрозии является косвенным, так как основано на конечных результатах эрозии, которые зависят от многих других факторов, в том числе и от механических свойств материала. [c.70] Более интересным было бы определение интенсивности кавитационной эрозии, основанное на гидродинамических характеристиках потока, но оно, к сожалению, в настоящее время невозможно. Тем не менее определение интенсивности кавитационной эрозии даже в таком виде, как оно предложено, представляет значительный интерес. [c.70] Вернуться к основной статье