Page 65 - 机械工程材料2024年第十一期

崔 璐，等： QT1100连续油管钢的抗液固两相流冲蚀性能

图 3 不同冲刷角度和冲刷速度冲刷后试验钢表面的 SEM 形貌 ( 粒径 0.150~0.180 mm 天然石英砂，砂质量浓度15 kg·m −3 )
Fig. 3 SEM morphology of surface of test steel after erosion with different scouring angles and scouring speeds (0.150–0.180 mm particle size of
−3
natural quartz sand, sand mass concentration of 15 kg·m )
面积也随之增大，较大的损伤面积掩盖了切削犁沟
的痕迹；当砂质量浓度增加到45 kg · m −3 时，冲击
坑的深度增大且范围扩大；继续增大砂质量浓度至
60 kg · m −3 ，试验钢表面出现凸起部分，冲击坑的深
度减小，这是因为砂粒之间碰撞加剧，削弱了对试样
表面的冲蚀作用；当砂质量浓度为75 kg · m −3 时，冲
击坑的深度再次加大，这是因为当砂质量浓度过大
时，冲蚀面结构被完全破坏，冲蚀面发生剥落，冲蚀
图 4 试验钢冲蚀速率随砂质量浓度的变化曲线
Fig. 4 Erosion rate vs sand mass concentration curve of test steel 磨损加剧 ［18］ 。不同砂质量浓度下的冲蚀磨损机理以

降；而当砂质量浓度为75 kg · m −3 时，冲蚀面结构破 机械冲刷磨损为主。
坏，冲蚀面发生剥落，导致冲蚀速率上升。 2.3 砂粒径的影响
由图 5 可见：在砂质量浓度为 15 kg · m − 3 时， 由图 6 可见，随着天然石英砂粒径的增大，冲
试验钢表面经过冲刷出现了切削犁沟和冲击坑；当 蚀速率呈先增后减的变化趋势，其中粒径 0.150~

砂质量浓度为 30 kg · m − 3 时，试验钢表面出现大 0.180 mm的天然石英砂冲刷后试验钢的冲蚀速率最
量凹凸不平的冲击坑，切削犁沟痕迹基本消失，这 大。这是由于在相同冲刷速度下，粒径较大的砂粒
是因为随着砂质量浓度的增大，试验钢表面的损伤 相较于粒径小的砂粒具有更大的动能，对试验钢表

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