純鈦空化水射流處理表面空蝕損傷

闞曉陽， 劉鵬濤， 周卯旸，2， 趙秀娟， 陳春煥， 任瑞銘

(1.大連交通大學 材料科學與工程學院，遼寧 大連116028;2.大連華銳重工集團股份有限公司，遼寧 大連116013)

空化水中大量微小空泡群在金屬表面潰滅時可產生很高的沖擊波壓力，使金屬發生塑性變形［1，2］。Vtas 等［3］較詳盡地研究了面心立方金屬的空蝕過程，發現在空蝕很短的時間內，金屬就開始發生塑性變形，掃描電鏡下晶界和滑移帶顯現，位錯胞尺寸下降;同時表層硬度提高，微觀應變提高，宏觀殘余壓應力提高。利用這一現象可以實現表面強化，提高表面殘余壓應力［4～7］;但空泡不斷潰滅時產生的沖擊波和微射流反復作用，會破壞固體表面，形成非常有害的空蝕［8～13］。自19 世紀末在船舶螺旋槳葉片上首次發現空蝕現象以來，人們已經對空蝕作用機理展開了大量研究［1，14，15］，但由于涉及流體動力學條件、機械沖擊、過流部件材料種類與成分，以及材料表面與液體的電化學交互作用等諸多因素，其損傷機理非常復雜［1，2］，對于不同的材料、不同的實際場合和條件，往往得到不同的結論。在空蝕過程的孕育期、上升期、平穩期和衰減期四個階段中［1］，孕育期階段尤為關鍵，因此，空蝕孕育期內的空蝕損傷對整個空蝕問題尤為重要。

鈦與鈦合金多用于航空工業中的飛機和發動機的承力構件和緊固件等，我國與國外在鈦合金應用相配套的技術研究方面有一定差距，實現鈦合金應用研究技術大跨度的發展是我國航空工業的迫切需求［16，17］，而空蝕問題也是目前備受關注的課題之一。……