ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СТРУЙНОГО КАВИТАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ ЗОЛ И 20ГЛ

摘要

Работа посвящена исследованию динамики изменения шероховатости поверхности конструкционных сталей ЗОЛ и 20ГЛ при кавитационном воздействии струи жидкости во время испытаний согласно стандарту ASTM G134-17. Метод исследования базировался на изучении параметров рельефа и динамики разрушения приповерхностного слоя образцов сталей с использованием металлографического анализа и построением 3D-карт изношенных поверхностей. Представлены кинетические кривые износа, проанализировано изменение фрактограмм и рельефа поверхности с увеличением времени испытаний. На основе изменения профиля поверхности и оценки параметров шероховатости выявлена кинетика износа исследуемых сталей. Показано, что в промежуток времени, характеризующийся максимальной скоростью износа, происходят резкий рост шероховатости после окончания инкубационного периода и замедление ее роста по достижении колеблющихся, почти постоянных значений ее параметров при установившейся скорости износа. Полученный диапазон значений параметров шероховатости в области кавитационной каверны 15-20 мкм для стали ЗОЛ и 20-25 мкм для стали 20ГЛ в течение периода с установившейся скоростью износа может быть обусловлен удалением слоя постоянной толщины, зависящей от микроструктуры исследуемых материалов. Результаты работы могут быть использованы для прогнозирования кавитационного разрушения элементов гидротурбин и центробежных насосов, изготовленных из литых сталей, на основе фиксации изменения параметров шероховатости их функциональных поверхностей в процессе эксплуатации.