本文件规定了在液体中高频振动试件以产生空化损伤的试验方法。该方法利用振动诱导液体中气泡的形成与溃灭,从而对试件表面造成损伤及材料流失(侵蚀)。
尽管本方法产生流体空化的机理与流动系统及液压美利体育官网首页网址中的机理存在差异,但材料损伤机制被认为基本相似。因此,本方法提供了一种小规模、相对简单且可控的试验手段,可用于比较不同材料的抗空化侵蚀性能,详细研究给定材料的损伤性质及进程,或通过调整试验条件来研究试验变量对损伤的影响。
本文件规定了标准试验条件,涵盖试件直径、振动振幅与频率、试验液体及其容器。在适当记录的前提下,允许对部分条件进行偏离,以适应特定目的。本文件提供了适宜装置的设置指南,涵盖了试验与报告程序及注意事项,并规定了用于验证设施运行及定义其他试验材料归一化抗侵蚀性能的标准参考材料。
本文件采用国际单位制(SI)数值作为标准,括号内提供的英寸-磅值仅供参考。本文件未涵盖所有相关的安全问题,用户有责任建立适当的安全与健康实践,并在使用前确定适用性。
| 术语 | 描述 |
|---|---|
| 平均侵蚀速率 average erosion rate | 累积侵蚀速率的较少首选术语。 |
| 空化 cavitation | 液体内部含有蒸汽或蒸汽与气体混合物的气穴或气泡的形成及随后的溃灭。 |
| 空化侵蚀 cavitation erosion | 由于持续暴露于空化作用,固体表面发生的材料逐渐损失。 |
| 累积侵蚀 cumulative erosion | 固体表面自首次暴露于空化或冲击(作为新加工表面)以来,在所有暴露期间损失的总材料量。 |
| 累积侵蚀速率 cumulative erosion rate | 在侵蚀试验中,指定点的累积侵蚀量除以相应的累积暴露持续时间;即累积侵蚀 - 时间曲线上从原点到指定点的直线的斜率。 |
| 累积侵蚀 - 时间曲线 cumulative erosion-time curve | 累积侵蚀与累积暴露持续时间的图表,通常通过定期中断试验并称量试样来确定。这是侵蚀试验的主要记录。 |
| 侵蚀速率 - 时间曲线 erosion rate-time curve | 瞬时侵蚀速率与暴露持续时间的图表,通常通过对累积侵蚀 - 时间曲线进行数值或图形微分获得。 |
| 侵蚀速率 - 时间模式 erosion rate-time pattern | 根据侵蚀速率 - 时间曲线可能组成的各个阶段,对其形状的定性描述。 |
| 侵蚀阈值时间 erosion threshold time | 达到 1.0 ?m 平均侵蚀深度所需的暴露时间。 |
| 孕育期 incubation period | 侵蚀速率 - 时间模式的初始阶段,在此期间侵蚀速率为零或与后续阶段相比可忽略不计。 |
| 最大侵蚀速率 maximum erosion rate | 在表现出此类最大值的试验中,随后侵蚀速率下降的最大瞬时侵蚀速率。 |
| 平均侵蚀深度 mean depth of erosion (MDE) | 从指定表面积侵蚀掉的材料的平均厚度,通常通过将测得的重量损失除以材料密度以获得体积损失,然后除以指定表面积来计算。 |
| 名义孕育时间 nominal incubation time | 累积侵蚀 - 时间曲线最大斜率部分的直线延长线与时间或暴露轴的截距;虽然这不是孕育阶段的真实度量,但它有助于在累积侵蚀与时间坐标上定位最大侵蚀速率线。 |
| 归一化抗蚀性 normalized erosion resistance, Ne | 试验材料相对于指定参考材料的抗蚀性度量,通过将参考材料的体积损失率除以试验材料的体积损失率计算得出,前提是两者以相似方式测试和分析。 |
| 归一化孕育抗蚀性 normalized incubation resistance No | 试验材料的名义孕育时间除以以相似方式测试和分析的指定参考材料的名义孕育时间。 |
| 切线侵蚀速率 tangent erosion rate | 当累积侵蚀 - 时间曲线具有允许此操作的特征 S 形图案时,通过原点并切于该曲线膝部的直线的斜率。 |
| 终端侵蚀速率 terminal erosion rate | 侵蚀速率从其最大值下降后达到(或似乎渐近接近)的最终稳态侵蚀速率。 |
| 振动空化 vibratory cavitation | 由浸没在液体中的固体表面振动引起的液体内部压力波动所导致的空化。 |
| 加速度计 无特定型号 | 用于感测轴向运动并安装在非节点位置(如换能器堆顶部)的装置,用于监测振幅。 |
| 千分表 分划线为 2.5 ?m 或更小的精密千分表 | 用于测量振动振幅的装置,通过接触号角尖端或试样表面进行读数。 |
| 应变片 无特定型号 | 用于在振动组件的某部分进行连续监测,以测量振幅的装置。 |
| 振动装置 20 kHz 超声换能器,带有“号角”或速度变换器 | 用于产生试样轴向振荡的装置,由磁致伸缩或压电换能器、电子振荡器和功率放大器组成,功率输出通常在 250 至 1000 W 之间。 |
| 测微显微镜 带有 5 ?m 或更小分划线的测微目镜 | 用于测量和控制号角尖端振动振幅的装置之一。 |
| 频率计数器 无特定型号 | 用于监测或检查振荡频率的装置,可接收来自电源或换能器的信号。 |
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