材 文章编号：１００１－９７３１（２０１６）１０—１０２３０—０５ 料 ２０１６年第１Ｏ期（４７）卷 不同冲蚀角条件下ＱＡ１９—４铝青铜的冲蚀磨损特性 刘成龙，黄伟九，王军军，李志均 （重庆理工大学材料科学与工程学院，重庆４０００５４） 摘 要： 利用自主研发的转盘式冲蚀实验装置，通过失重分析、表面形貌观察以及表层粗糙度测定，探讨了 ＱＡ１９—４铝青铜在不同冲蚀角度条件下的冲蚀磨损特性。结果表明，在ｏ～３０。冲蚀角度范围内，铝青铜试样的累 积质量损失随角度增大而增加；当冲蚀角度大于３Ｏ。后，累积质量损失降低。随着冲蚀角度的逐步增大，冲蚀磨损 形成的试样表面缺陷逐渐从沿水流方向的长程犁沟向带有凹坑的短程犁沟变化，且试样表面平均粗糙度逐渐降 低。 关键词： 铜合金；冲蚀磨损；冲蚀角度 中图分类号：ＴＧ１ｌ５．５ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１＿９７３１．２Ｏ１６．１Ｏ．０４３ ０ 引 言 船舶通常在湖泊、长江、黄河及内海等领域航行， 各水域存在大量的沙粒，例如长江宜昌段年平均输沙 量为６．７２亿吨，最大含沙量为１０．５ ｋｇ／ｍ。，黄河三门 Ｓｔａｃｋｌ４ 认为材料失重的最大攻角与材料种类和工况 （转速、介质等）相关，在冲蚀过程中至少有一个最大的 攻角。目前，针对铜合金在固、液、气环境中冲蚀角度 影响下的材料失效行为鲜见报道。本文利用自主研发 的冲蚀磨损实验机，模拟船用螺旋桨的实际工况，考察 峡河段年输沙量近１６亿吨，最大含沙量高达１ ２００多 ｋｇ／ｍ ３ｌ 。螺旋桨的服役环境较为严酷，处于江河水、 固体粒子及溶解在水中气体的共存环境，在高速运转 过程中容易受到冲蚀、空蚀及冲刷的作用，导致其表面 材料大量流失，造成失效。此外，螺旋桨在高速运转 时，沙粒通常会以不同角度冲击其叶片表面，形成不断 冲蚀角度变化对铜合金冲蚀磨损行为的影响规律，为 船用螺旋桨在江河水中的失效分析提供实验依据。 １ 实验材料及实验方法 １．１ 实验材料 实验材料选用ＱＡ１９－４铝青铜棒材（由东莞安 变化的冲蚀角度，冲蚀角度的变化对材料的冲蚀失效 会产生较大的影响。 龙翔金属材料行提供），主要化学成分如表１所示。铝 青铜是由以Ｃｕ为基的置换固溶体 相、以Ｃｕ。Ａｌ的 电子化合物为基的固溶体口相和以单独质点分布在组 织中的Ｐｂ相组成的（如图ｌ所示）。实验前，将试样表 面用２００～１０００ 金相砂纸逐级打磨，打磨后试样的粗 糙度为（Ｏ．Ｏ１１９±Ｏ．０５） ｍ，将打磨好的试样在无水乙 醇中超声清洗１５ ｍｉｎ，干燥后待用。 白万金等 研究了碳钢（Ａ３钢）、高铬铸铁、刚玉 （９４．７ ）３种工程材料在不同冲蚀角条件下的材料流 失情况，在相同实验条件下，导致材料失重量最大的冲 蚀角度因材料变化而存在区别。鲍崇高等口 研究认为 不锈钢在ｏ～４５。范围内，其失重量随角度增大而增加； 当冲击角度大于４５。后，失重量随角度增大而减小。 表１ ＱＡｌ９—４铝青铜的主要化学成分（ ，质量分数） Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ＱＡ１９—４ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ（ｗｔ ） １．２实验方法 角度的冲蚀实验。 实验前后采用无水乙醇超声清洗试样３ ｍｉｎ。实 验进行８ ｈ，每隔ｌ ｈ取下３个试样，用精度为０．１ ｍｇ 在自制的冲蚀磨损实验机上进行冲蚀实验（如图 ２所示）。铝青铜试样安装在旋转圆盘上（试样中心距 轴心Ｒ一７７．５ ｍｍ），在转盘室中注入以ＳｉＣ颗粒制备 含沙水。试样规格为Ｄ１２ ｍｍ，样品加工成上端有坡 角，下端有丝牙的螺丝状（如图３所示），实现变化冲击 的电子天平称量。采用ＧＸ５１Ｆ型光学显微镜，ＪＳＭ一 ６４６０ＬＶ型扫描电子显微镜，观察试样冲蚀后的表面 形貌和截面形貌。利用线切割获取冲蚀后试样的截面 ＊基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１７１２１ ６） 收到初稿日期：２ｏ１５一ＩＯ一２０ 收到修改稿日期：２Ｏｌ６一Ｏ６—２Ｏ 通讯作者：黄伟九，Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｕａｎｇｗｅｉｊｉｕ＠ｃｑｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ 作者简介：刘成龙（１９７６一），男，山东沂水人，教授，博士，主要从事材料强化、失效及保护。 刘成龙等：不同冲蚀角条件下ＱＡ１９—４铝青铜的冲蚀磨损特性 样品，用金相砂纸打磨后，用１０ ｇ氯化三铁、３０ ｍＩ 盐 时，试样的冲蚀累积质量损失在相同作用时间时明 Ｆ 降低。根据实验转盘的运行情况，对冲蚀过程进行受 力分析，把沙粒看成一质点，转盘转动时，沙粒以一定 Ｔ 图ｅ 速度冲击到试样表面，沿试样表面垂直方向作法线。将 酸和１２Ｏ ｍＩ 蒸馏水配制而成的溶液。腐蚀１５ ｓ后观 察其截面形貌。利用手持式ＴＲ２２０粗糙度测量仪测 试试样表面的粗糙度值和表面轮廓线。 实验条件：转盘转速为２ ５２０ ｒ／ｍｉｎ，转盘室压力 为０．１ ＭＰａ，实验时间为８ ｈ，沙粒粒径为０．６ ｍｍ，含 ２ 跎 沙粒对表面的冲击力分为相对于试样坡面的水平力干¨ 自 垂直力。当转盘转速和沙粒粒径一定时，沙粒冲击到 沙量为３ ｋｇ／ｍ。，冲蚀角度分别为０、１５、３０和４５。，实 验过程中介质温度控制在５Ｏ Ｃ以下。 制 材料表面的冲击力Ｆ为一定值，当冲蚀角度为口时， 水平分力即为Ｆｃｏｓ０，垂直分力即为Ｆｓｉｎ０，如图５所 蚀 窘ｅ 示。它们的损伤作用不同．水平分量对冲刷而产生切 冲叩 削作用．垂直分量对冲刷面产生撞击作用．随着冲刷 验ｎ 角度变化，上述两种作用力导致的材料损伤交互作 机 用 。分析认为，当冲刷角度为０。时，材料表面仅受 水平切削作用，水平分力大小Ｆ，垂直分力为零；当冲 蚀角度增加至１５。时，水平分力减小，而垂直分力增加。 冲蚀角度增加至３Ｏ。时，沙粒对材料表面水平分力减小 １ 至 Ｆ，而垂直分力增加至÷Ｆ；冲蚀角从０。增大至 厶 厶 图１ 铝青铜显微组织 Ｆｉｇ １ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ ３Ｏ。过程中，由于水平分力较大，冲蚀行为机制主要为 切削磨损，冲蚀失重随角度增大而增加 ；而当冲蚀角 度大于３０。时，垂直分力继续增大．当冲蚀角度达４ｊ。 时，垂直分力为 Ｆ，沙粒对材料及唇片的锻打挤压效 厶 应增大，冲蚀行为以局部塑性变形为主 。。而水平切削 作用减小；当冲蚀角为４５。时，水平切削失重减小龄要 大于垂直锻打挤压失重增量，此时冲蚀失重小于冲蚀 角为３０。的失重量。 （单位：ｍｍ） ＂ｌｉｍｅ，ｔｌｈ 图４ 不同冲蚀角度条件下铝青铜的累积质量损失随 时间的变化曲线 Ｆｉｇ ４ Ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓ ｏｆ ａ— 图３ 冲蚀角度变化的铝青铜试样 Ｆｉｇ ３ Ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆ ｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅｓ ｆｅｒｅｎｔ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ ２结果与讨论 ２．１ 失重分析 图４为铝青铜ＱＡ１９ ４试样冲蚀不同时间后的累 积质量损失变化。由图可知．在含沙水的冲击作用下． 所有铝青铜试样的累积质量损失随时问的延长而增 加，但是累积质量损失随冲蚀角度的变化呈现出显著 的区别。当冲蚀ｆ日度在０～３０。时，试样的冲蚀累积质 损失随角度的增加而增大；但当冲蚀角度增加至４５。 １０２３２ ２．２表面微观形貌观察及分析 助 财 斟 ２０１６年第１０期（４７）卷 平切削作用相对０。的水平切削作用小．所以试样表面 形成长度略为减短的明显方向性犁沟；当冲蚀角度为 ３Ｏ。时，试样表面同时受到较大的微切削和冲刷撞击共 同作用，导致犁沟长度明显减小，且出现凹坑；当冲蚀 角度为４ 。时，试样表面受垂直分量产生的撞击作用明 图６示出了铝青铜ＱＡ１９—４在不同冲蚀角度条件 下冲蚀８ ｈ后的形貌。从图６（ａ）中可见试样表面存在 有明显方向性的长程犁沟；图６（ｂ）中试样表面也存在 有明显方向性的犁沟，但其长度略为减短；图６（ｃ）中 试样表面中单条犁沟长度明显减小．并且出现少量小 而浅的凹坑；图６（ｄ）中试样表面的犁沟长度减小，且 方向性变差，同时局部还出现一些凹坑。分析认为，当 冲蚀角度为Ｏ。时，冲蚀以单纯的切削形式进行，导致试 样表面形成明显方向性的长程犁沟：当冲蚀角度为ｌ５。 显增大。导致表面局部凹坑明显增加。如图６、７所示． 随着冲蚀角度的增大．其水平分力减小．水平方向的动 能减小，粒子在切削的过程中，动能不断损失，致使犁 沟的长度减小，同时其垂直分力增加，使表层材料被挤 压而出现小的挤压唇，随后粒子再对挤压唇或剪切唇 进行锻打．严重变形后呈片屑状从材料表面流失 。 时，试样表面既受到水平切削作用又受到垂直分量产 生的撞击作用，但垂直分量产生的撞击作用过刺，而水 （ａ）０。 （ｂ）１５。 （ｃ）３Ｏ。 Ｉｄ）４５￣ 图６ 在不同冲蚀角度条件下铝青铜冲蚀８ ｈ后的形貌 Ｆｉｇ ６ Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ ａｆｔｅｒ ８ ｈ ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅｓ 粗糙增大；而垂直分量产生的撞击作用使得凸起唇片 因锻打挤压而脱落．随后粒子冉对挤压唇或剪切唇进 行锻打，严重变形后呈片悄状从材料表面流失．所以倾 角为３Ｏ、４５。的试样表面粗糙度明显比倾角为０、ｌ５。的 试样表面粗糙度小。 图７ 粒子冲击示意图 Ｆｉｇ ７ Ｔｈｅ ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆ ｉｍｐａｃｔ ｅｆｆｅｃｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐａｒｔｉ— ｃｌｅｓ 表２在不同冲蚀角度条件下铝青铜冲蚀不同时间后 的表面粗糙度值 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ ｓａｍ ｐｉｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ ａｆｔｅｒ ｅｒｏｓｉｏｎ 表２是冲蚀角度为０、ｌ５、３０和４５。的铝青铜 ＱＡ１９—４试样冲蚀作用不同时间后的表面平均粗糙度 材料 冲蚀角 ０。 ２ ｈ Ｏ．２７６ ０．２７９ ０．２７５ ０．２３７ ０．１ ７２ Ｏ．２８１ Ｏ．２８３ Ｏ．３２７ Ｏ．３１７ Ｏ．２４５ 值。实验前试样表面粗糙度为（０．０１ １９±０．０５） ｍ。 由表２可见，铝青铜试样表面粗糙度在冲蚀２ ｈ后明 显增大，随冲蚀时问的延长，粗糙度呈小幅度增加。其 铝青铜 ／ｕｍ １５。 ３０。 ４５。 ０．２６９ ０．２２９ Ｏ．１７４ Ｏ．２５９ Ｏ．１７２ 中，冲蚀角度为０。的试样表面粗糙度明显较其它角度 试样表面粗糙度大。分析认为，水平切削作用使得表 Ｏ．２１５ 图８示出了倾角为４ 。的铝青铜试样冲蚀作用８ ｈ 后的ＳＥＭ形貌。可见，试样表面有与水流方向一致的 面出现犁沟，并且犁沟周围存在凸起剪切唇，致使表面 刘成龙等：不同冲蚀角条什下ＱＡｌｑ一４铝青铜的冲蚀磨损特性 ，长程犁沟，表而变得很粗糙并有凹坑，材料的表层和 （３） 冲蚀角度越高，冲蚀磨损导致铝青铜试样表 面平均粗糙度越低。 参考文献： ［１］Ｂａｏ（、Ｇ，Ｇａｏ Ｙ Ｍ，Ｘｉｎｇ Ｊ Ｄ，ｅｔ ａ１．Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｏｖｅｒｆｌｏｗｉｎｇ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｔｕｒｂｉｎｅｓ ｕｓｅｄ 表层已被磨损，试样表面已经产生冲蚀磨损，机制以微 切削、剥落和犁沟为主。通过截面分析（如图９所示） 发现，冲蚀形成的凹坑内存在明显的微裂纹。微裂纹 的扩展方向不一致，有的向材料内部扩展，有的沿着接 **行于试样表面的方向扩展。分析认为：在剧烈的 冲刷作用下．铝青铜试样表面会发生严重的塑性变形， ｉｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｌａｄｅｎ ｗａｔｅｒｓ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｉ＇ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．２００１，２１（６）：１４－１ ６． 晶体发生滑移。晶体内部也会发生一定程度的滑移，位 错大量聚集，微裂纹在晶界处萌生，同时腐蚀介质通过 微裂纹与内部组织接触发生晶界腐蚀，改变材料表面 的强度。弱化材料的晶界、相界，使材料中的耐磨的硬 化相暴露，冲刷强度加剧，材料大量流失．同时凹坑和 鲍崇高．高义民．邢建东．含沙水域水轮机过流部件的材料 应用及进展［Ｊ］．水利水电科技进展．２００１。２１（６）：１４—１６． ［２］ Ｂａｔ Ｗ Ｊ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｅｒｏｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｅｎｇｉ— ｎｅｅｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ．２００４． ３５（１Ｉ）：１ ７—２０． 微裂纹的存在。增加了材料与腐蚀介质的表面积，而冲 刷能加速传质过程，促进腐蚀产物脱离材料表面，加速 腐蚀导致的材料流失 。 白万金．材料冲蚀行为及机理的研究［Ｊ］．浙江化工学报， ２００４．３５（１１）：１７ ２０． ［３］ Ｂａｏ Ｃ（ ，Ｇａｏ Ｙ Ｍ．Ｘｉｎｇ Ｊ Ｄ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｒｏ— ｓｉｖｅ— ｗｅａｒ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ａｌｌｏｙ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｈｙｄｒｏｔｕｒ—— ｂｉｎｅ ｉｎ ｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘｉ’ａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ．２０ｌ０，４４（１１）：６６－７０． 鲍崇高，高义民，邢建东．水轮机过流部件材料的冲蚀磨损 腐蚀及其交互作用［Ｊ］．西安交通大学报．２ｏ１０．４ １（１１）： ６６—７Ｏ． ［４］ Ｓｔａｃｋ Ｍ Ｍ，Ｐｕｒａｎｄａｒｅ Ｙ，Ｈｏｖｓｅｐｉａｎ Ｐ．Ｉｍｐａｃｔ ａｎｇｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ—ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ【、ｒＮ／ＮｂＮ ＰＶＤ ｃｏａｔｉｎｇｓ［Ｊ］．Ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． ２００，１。１８８ １ ８９：５５６－５６５． 图８ 冲蚀角度为４５。时铝青铜试样冲蚀作用８ ｈ后的 ＳＥＭ形貌 Ｆｉｇ ８ ＳＥＭ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ ｓａＨＩ— ｐｉｅ ｗｉｔｈ ｔ ５。ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ ａｆｔｅｒ ８ ｈ ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｒ ［５］１）ａｉ Ｚ，Ｄｕａｎ Ｚ Ｘ，Ｓｈｅｎ Ｓ Ｍ．Ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｅｒｏｓｉｏｎ—ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎ ｌｉｑｕｉｄ ｓｏｌｉｄ ｔｗｏ—ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ 。Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉ— ｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｆｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．２００６，３５（６）：２０—２３． 代 典．段志祥，沈＿ｆ：明．流体力学冈素对液固两卡｝ｊ流冲刷 腐蚀的影响ＥＪ３．南京 ｒ＝业大学，２００６．３５（６）：２０—２３． ［６］ Ｚｈｅｎｇ Ｙ（ ．Ｙａｏ Ｚ Ｍ．Ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙ— ｎａｍｉｃ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｅｒｏｓｉｏｎ—ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｅｔｉｏｎ．２０００．２１（１）：３６－４０． 郑一贯．姚治铭．流体力学因素对冲刷腐蚀的影响机制 ［Ｊ］．［ｆＪ国腐蚀与防护学报，２０００，２ｌ（１）：３６—４０． Ｌ ７］ Ｉ）ｏｎｇ（；．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｅｒｏｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｅｎｇｉ ｎｅｃｒｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｉ）］．Ｔｈｅｓｉｓ ｆｏｒ ｔｉｌｅ Ｍａｓｔｅｒ ｄｅｇｒｅｅ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｌ＇ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．２００８． 莆 刚．材料冲蚀行为及机理研究［Ｉ）］．硕ｌｌ：研究生学位 图９ 冲蚀磨损后的铝青铜试样横截面形貌 Ｆｉｇ ９ Ｔｈｅ ｃｒｏｓｓ～ｓｅｃｔｉｏｎ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ ａｆｔｅｒ ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｒ ｔｅｓｔ 论文．浙江 工业大学。２００８． ［８］Ｘｕ ｚ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｏｉｌ ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ—ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｐ１ １０ ｓｔｅｅｌ ｉｎ ｌｉｑｕｉｄ—ｓｏｌｉｄ ｔｗｏ—ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ［ｒ）］． Ｉ＇ｈｅｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｍａｓｔｅｒ ｄｅｇｒｅｅ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉ— ｖｅｒｓｉｔｙ．２０１１． ３ 结 论 （１） 在本实验条件下，冲蚀角度的变化会显著影 响铝青铜在含砂水中的材料损失量。其中，在０～３Ｏ。范 围内，其累积质量损失随角度增加而增大；当冲蚀角度 为４５。时，该值降低。 （２） 随着冲蚀角度的逐渐增大，铝青铜试样表面 徐 哲．流吲两相流条件下Ｐ１１ｏ钢冲刷腐蚀研究Ｅｔ）３．硕 十研究生学位论文。东北石油大学．２ｏｌ１． Ｅ９］ Ｉ）ｏｎｇ Ｇ．Ｚｈａｎｇ Ｊ Ｙ．Ｉ）ｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｏｉｌ ｔｈｅ ｓｏｌ— ｉｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＥＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３。２１（２）：３０７—３１ ２． 蕈 刚．张几渊．吲体粒子冲蚀磨损研究进展ＣＪ］．材料科 学 程学报，２００３．２１（２）：３０７—３１ ２． 冲蚀缺陷逐渐从沿水流方向的长程犁沟状转变为带有 凹坑的方向性减弱的短程犁沟。 ［１Ｏ］ Ｚｈａｏ Ｈ Ｙ，Ｃｈｅｎ Ｈ Ｈ，Ｓｈａｏ Ｈ Ｓ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅｃｏｒ— １０２３４ 助 锨 材 料 ２０１６年第１０期（４７）卷 ｒｏｓｉｏｎ—ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｒ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ａｎｄ ｗｅａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ［１１］ Ａ１一Ｈａｓｈｅｍ Ａ，Ｒｉａｄ Ｗ．Ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｎｉｃｋｅｌ—ａｌｕｍｉｎｕｍ－ｂｒｏｎｚｅ ａｌｌｏｙ ｏｎ ｉｔｓ ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ ｃｏｒｒｏ￣ ｓｅｖｅｒａｌ ｓｔｅｅｌｓ ＥＪ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ，１９９６，１６（２）：１１２—１１９． 赵会友，陈华辉，邵荷生．几种钢的腐蚀冲蚀磨损行为与 机理研究ＦＪ］．摩擦学学报，１９９６，１６（２）：ｌ１２—１１９． ｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｉｎ ｎａｔｕｒａｌ ｓｅａｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ— ｉｚａｔｉｏｎ，２００２，４８：３７－４１． Ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＱＡＩ９－－４ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅｓ ＬＩＵ Ｃｈｅｎｇｌｏｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｗｅｉｊｉｕ，ＷＡＮＧ Ｊｕｎｊｕｎ，ＬＩ Ｚｈｉｊｕｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００５４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＱＡ１９－４ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅ— ｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅｓ ｂｙ ａ ｓｅｌｆ—ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｒｏｔａｔｉｎｇ ｄｉｓｃ ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｒ ｄｅｖｉｃｅ．Ｔｈｅ ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓ，ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓ ｏｆ ＱＡ１９—４ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｓａｍ— ｐｉｅｓ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｌｉｔｔｌｅ ｂｙ ｌｉｔｔｌｅ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｗａｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ３０。，ｉｎ ｃｏｎ— ｔｒａｓｔ。ｗｈｉｃｈ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ３０。．Ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ，ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｖａｒｉｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｌｏｎｇ—ｒａｎｇｅ ｆｕｒｒｏｗｓ ｔｏ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ－ｒａｎｇｅ ｆｕｒｒｏｗｓ ｗｉｔｈ ｅｒｏｓｉｏｎ ｐｉｔｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂｒｏｎｚｅ；ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｒ；ｅｒｏｓｉｏｎ ａｎｇｌｅ （上接第１０２２９页） Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈｏｔｏ－－ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｂｉ２ Ｏａ／ＲＧＯ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ＬＩ Ｘｉｎ ，ＷＡＮＧ Ｌｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｒｕ ，ＹＵＮ Ｌｉ ，ＬＩ Ｑｉａｎｇ （１．Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｎ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ—ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ， Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｍｏｎｉａ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｈｕｍｍｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｐｒｅｐａｒｅ Ｂｉ２ Ｏ３ ａｎｄ ＧＯ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ— ｌｙ．Ｂｉ２ Ｏ３ ｗｅｒｅ ｄｉｓｓｏｌｖｅ ｉｎｔｏ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ＧＯ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｉ２ Ｏａ／ＲＧＯ ｃｏｒｎ— ｐｏｓｉｔｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ｕｓｉｎｇ ＵＶ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＥＤＳ ａｎｄ ＢＥＴ ｗｅｒｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ ｔｈｅ ｐｈｏ— ｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔｙ ｗａｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｂｙ ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＣＯ，ｕｎｄｅｒ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ ｌｉｇｈｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ＧＯ ｗａｓ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ ｔｏ ＲＧＯ ｕｎｄｅｒ ＵＶ ｒａｄｉａｔｉｏｎ． Ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ Ｂｉ９ Ｏ ｗｉｔｈ ４９ ｎｍ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ ａｎｄ ＧＯ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｍｉｘｅｄ ｕｎｄｅｒ ＵＶ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｏ ｆｏｒｍ Ｂｉ２ Ｏ３／ＲＧＯ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，ｗｈｉｃｈ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｂｒｏａｄｅｎｉｎｇ ｏｆ ｍａｉｎ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｐｅａｋｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ｐｕｒｅ Ｂｉ２ ０３．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎ— ｃｒｅａｓｉｎｇ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＧＯ，ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒａｐｈｅｎｅ ｆｒａｇｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｆｌｏｃｃｕｌｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｈａｔ ａｔｔａｃｈｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ Ｂｉ２ ０３ ｇｒｏｗｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｕｎｄｅｒ ＵＶ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ， Ｂｉ２ Ｏ ３／ＲＧＯ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃａｔａｌｙｓｔｓ ｈａｖｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｔｈａｎ Ｂｉ２ ０３．Ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ８ ｈ—ＵＶ ｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ｗｉｔｈ ２．０ｗｔ ９／６ ＧＯ ｐｒｏｄｕｃｅｓ １．０１２￣ｍｏｌ／ｇ ＣＨ４，ｗｈｏｓｅ ｙｉｅｌｄ ｉｓ ９６．５ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｐｕｒｅ Ｂｉ２ Ｏ ３． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｂｉ２ Ｏ３；ｇｒａｐｈｅｎｅ；ＣＯｚ；ｐｈｏｔｏ－ｃａｔａｌｙｓｉｓ
