硬質合金水力噴砂噴嘴磨損分析(二)

當硬度低於噴嘴材料的砂粒以較大的沖蝕角與噴嘴內壁發生碰撞時,會使得噴嘴內表面發生較大變形,加上水射流的衝擊會使得其硬化,其表面微裂紋擴展或新裂紋逐漸形成都會使得應力超過材料強度極限並最終脫落,這屬於疲勞磨損。對於硬度較高但是屬於脆性材料的硬質合金噴嘴來說,其內壁表面在受到硬度較高且粒度較大的砂粒碰撞衝擊時易產生橫向及縱向的裂紋,使得水射流進入後沿裂紋擠入產生壓裂的情況,使得裂紋不斷擴展,最終斷裂並從噴嘴內表面剝離,這就是脆性斷裂磨損的表現。

此外,砂粒在噴嘴流道內高速運動,其中部分的砂粒在與噴嘴內壁劇烈摩擦的過程中產生大量的熱量,而水的冷卻降溫雖然帶走了一部分熱量,但也使得產生了局部溫差及熱應力場,從而導致了熱剝離。其餘熱量使噴嘴內壁表面微觀組織產生化學活潑性並擴散到水中,導致內壁部分表面化學成分變化,從而降低了噴嘴材料的性能,加劇了磨損,也稱擴散磨損。

 

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