?脆性陶瓷噴嘴材料的沖蝕理論

   對脆性陶瓷噴嘴材料沖蝕磨損機(jī)理的研究，一般是將彈塑性力學(xué)應(yīng)用到?jīng)_蝕破壞過程中，利用顆粒沖擊材料表面后在彈塑性損傷區(qū)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力的變化過程來分析各種裂紋的形成和擴(kuò)展。工業(yè)噴嘴的特性主要體現(xiàn)在噴嘴的噴霧類型，即液體離開噴嘴口時(shí)形成的形狀以及它的運(yùn)行性能。沖蝕顆粒作用于脆性陶瓷噴嘴材料，在被沖蝕表面形成壓痕，壓痕周圍產(chǎn)生一定的塑性區(qū)。隨沖擊能量的增大，塑性區(qū)尺寸也將增大，當(dāng)達(dá)到定值時(shí)，首先在應(yīng)力集中1大的塑性區(qū)底部形成圖所示的中央徑向裂紋，隨著沖擊能量的逐漸增大，徑向裂紋逐漸擴(kuò)展。

壓痕應(yīng)力場可以分解為彈性應(yīng)力場和殘余應(yīng)力場兩部分，彈性應(yīng)力場隨硬質(zhì)點(diǎn)載荷的去除而去除，而殘余應(yīng)力場是由壓痕塑性區(qū)與其周圍的彈性區(qū)不匹配所造成的。陶瓷的傳統(tǒng)概念是指所有以粘土等無機(jī)非金屬礦物為原料的人工工業(yè)產(chǎn)品。在殘余應(yīng)力場的作用下，質(zhì)點(diǎn)載荷的去除過程中在壓痕周圍形成輻射狀的橫向裂紋。卸載過程中產(chǎn)生橫向裂紋主要是因?yàn)樵瓉淼膲簯?yīng)力場轉(zhuǎn)換為張應(yīng)力場，形成橫向裂紋是材料表面碎裂和導(dǎo)致脆性材料沖蝕發(fā)生的主要原因。

B4C/(w,Ti)C陶瓷噴嘴沖蝕過程中的應(yīng)力分析

   合適的噴嘴形狀，對提高陶瓷噴嘴壽命和噴效率至關(guān)重要。本研究對不同入口錐角的陶瓷噴嘴進(jìn)行了應(yīng)力有限元分析，對于B4C 、B4C/(W,Ti)C和Al2O3/(W,Ti)C 陶瓷噴嘴而言，有限元應(yīng)力分析的方法是一致的， 包括網(wǎng)格劃分、邊界條件的設(shè)定。通過分析發(fā)現(xiàn),三種陶瓷噴嘴的應(yīng)力分布圖(包括1大和1小應(yīng)力出現(xiàn)的區(qū)域 )基本一致。因此， 下面僅以三種不同入口錐角的B4C/(W,Ti)C陶瓷噴嘴為例進(jìn)行詳細(xì)介紹，分別為圓柱形直孔噴嘴、15°入口錐角噴嘴和 30°人口錐角噴嘴。能始終保持其結(jié)構(gòu)的完整性,故在施焊過程中,可確保二氧化碳?xì)饬骶鶆蚍€(wěn)定,使焊接電弧和熔池處于層流的保護(hù)氣氛中,免受空氣侵襲干擾。

由于棕剛玉磨料硬度低，當(dāng)其沖擊噴嘴表面時(shí)，自身破損嚴(yán)重，傳遞能量和引起表面應(yīng)力集中的能力較差，破碎后的顆粒不斷累積，才能形成一個(gè)足夠大的斷裂應(yīng)力，擴(kuò)展成一個(gè)裂紋，使材料剝落造成磨損。而SiC磨料對陶瓷噴嘴的沖蝕屬于硬顆粒沖蝕，噴嘴處在低沖蝕角沖蝕狀態(tài)，硬顆粒對噴嘴材料表面沖擊的同時(shí)伴有微切削作用，且硬顆粒不易破碎，因此噴嘴沖蝕磨損率高。電廠脫硫噴嘴噴嘴有很多不同性質(zhì)、不同功能，不同工作方式的，在不同的行業(yè)不同的用途中都會(huì)有比較合適的噴嘴。