低冲蚀角下40Cr冲蚀与空蚀耦合磨损特性研究

摘要

基于CFD理论,数值模拟了低冲角下(冲蚀角α＜40°)冲蚀和空蚀耦合磨损的流场特性,并将数值分析结果与实验结果进行对比,研究了40Cr在低冲角下耦合磨损的失效特性.研究发现:1)耦合磨损的破坏程度随着冲蚀角的增加先增大后减小降,在临界角α=30°时磨损最严重,此时耦合磨损流场的溃灭冲击压强达到了最大的1×107 Pa,在这种高强度冲击的反复作用下,材料更容易发生疲劳失效;2)当α＜30°时,40Cr材料表面的磨痕主要为微切削犁沟,并有少量的针孔状蚀坑;3)当α＞30°时,材料表面的磨痕主要为瞬时高温氧化和疲劳剥落引起的夹杂着白色氧化铁颗粒的蚀坑.40Cr试件失重量随冲蚀角变化趋势与三次样条曲线吻合得很好.