SiC泡沫陶瓷/球墨铸铁双连续相复合材料的气固两相流冲蚀性能

摘要

将SiC泡沫陶瓷氧化后用挤压铸造法制备了SiC泡沫陶瓷/球墨铸铁(DI)双连续相复合材料(SiCfoam/DI)。使用气固两相流冲蚀磨损试验机对比研究了冲蚀时间(t)、粒子速度(ν)和冲蚀角度(α)对SiC颗粒/球墨铸铁复合材料(SiCp/DI)、SiCfoam/DI复合材料和DI冲蚀性能的影响,并分析了冲蚀机理。结果表明:随着冲蚀时间的增加三种材料的冲蚀速率逐渐减小并趋于稳定;随着粒子冲击速度的提高DI的冲蚀速率逐渐增加,冲蚀速率与ν2.95成正比;在冲击速度小于87.5 m/s时SiCp/DI和SiCfoam/DI复合材料的冲蚀速率相近,冲击速度大于87.5 m/s时SiCp/DI复合材料的冲蚀速率明显地比SiCfoam/DI复合材料的高。随着冲蚀角度的增大DI呈现出脆性材料的冲蚀特征,SiCp/DI和SiCfoam/DI表现出典型的塑性材料的冲蚀特征,最大冲蚀速率对应的冲蚀角为45°。低角度时DI的冲蚀机理为微切削,高角度时为冲蚀坑和微裂纹。用高速粒子冲击时,由于SiC泡沫陶瓷的整体增强作用和阴影保护效应,SiCfoam/DI比SiCP/DI和DI具有更高的抗冲蚀磨损性能。