毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1课题背景及前景

冲蚀磨损是指液体、多相流体或固体磨粒按着一定的方向和速度范围在特定环境温度下对材料表面冲击形成的材料损耗，它是工程材料破坏乃至设备失效的重要原因，约占所有工业磨损破坏总量的8%^[1,2]。冲蚀磨损是输煤管道运行经济性的重要影响因素，在用管道输送物料的气动运输装置中，弯头处的冲蚀磨损比直通部分的磨损大约严重 50倍^［3,4］。

在锅炉加工行业中，锅炉受热管壁由高温冲蚀导致的厚度减少甚至爆管是影响其正常运行的核心问题^[3,4]，统计显示冲蚀磨损引起的四管泄漏爆炸事故约占事故总量的70%以上。更为严重的是，锅炉设备诸多零部件长期在1000C左右的高温氧化性气氛下服役，其材料或者结构的失效会造成巨大的经济损失甚至是人员伤亡^[5,6]，尤其是循环流化床锅炉水冷壁管等受热面受高温冲蚀磨损现象的影响使得其平均磨损减薄量甚至高达5~6mm/年^[7,8]；在航空航天行业中，直升飞机发动机因吸入尘埃引起的冲蚀而使其寿命降低至出厂值的10%，火箭喷管喉部区域、以粉煤作燃料的燃气涡轮发动机等核心部件都极有可能遭受较为严重的高温冲蚀磨损的破坏；在水泥行业中，高速煤粉流对水泥燃烧器壁和高温喷头的磨损严重降低其使用寿命，泥浆泵、杂质泵过流部件的失效约有50%以上是由冲蚀磨损引起的^[9,10]。

冲蚀磨损现象在机械、建材、冶金、航空、能源等许多工业部门广泛存在，它已成为材料破坏甚至设备失效的重要原因之一^[11,12]。为有效地减少和控制其造成的材料消耗，延长材料和设备的使用寿命，近年来世界上广大科研人员对冲蚀磨损的作用机理、实验设备、改进方案等进行了许多相关研究，成为摩擦学领域中的研究热点问题，然而还留下很多问题没有被实践总结为理论。由此可见，冲蚀磨损的研究对合理选材、减少损耗、提高经济效益、以及响应国家低碳环保的可持续发展科学发展观政策都 具有深远的意义。

2冲蚀磨损基本规律的研究概况

根据现有的研究成果报道, 冲蚀磨损主要有以下几种情况:

2.1以弹塑性变形为主的冲蚀磨损模型

2.1.1微切削模型

Finnie研究了刚性磨粒对塑性材料的磨损并建立微切削模型^[14]。他推导出由磨粒微切削作用引起的磨损体积大小正比于磨粒的冲击动能，反比于靶材的弹性流变压力并与攻角呈一定的函数关系。