基于流体机械工况的冲蚀磨损特性研究
浅析水轮机冲蚀磨损规律及抗磨措施的研究进展
浅析水轮机冲蚀磨损规律及抗磨措施的研究进展【摘要】水轮机内部过流部件的冲蚀磨损是影响系统应用效果的重要因素，在具体应用过程中需要根据实际变化趋势，按照固定的应用形式对其分析，进而达到理想的应用效果。
基于水轮机应用的重要性，在实践应用过程中必须了解磨损规律，并根据现有发展体系的研究形式掌握进展要求。
过流部件的冲蚀磨损系数和数值是影响其应用效果的重要因素，因此必须掌握其应用效果。
并按照固定的程度对其进行分析。
本文将以水轮机冲蚀磨损规律为研究点，结合实际情况，探究切实可行的抗磨控制措施。
【关键词】水轮机；冲蚀磨损规律；抗磨措施工程机械内部过流部件的应用效果是影响整体应用情况的重要因素，受到多种因素的影响，其造成的危害比较大，因此会带来比较大的经济损失。
根据在T.S.Eyer的估计结果，必须根据工业生产的实际要求，确定磨损系数，尤其是涉及到在固态和液态工况的要求下，冲蚀磨损是机械材料应用过程中比较突出的一种形式，在水利应用系统中占据重要的地位。
由于我国河流含沙量比较大，因此泥沙冲蚀磨损的发生几率比较大，如果控制不当，会对整体操作系统造成严重的影响。
1 水轮机冲蚀磨损规律分析基于该应用系统的差异性，在具体应用过程中必须根据其内在特点，选择适当的应用形式，其次要掌握其中存在的规律，如果存在异常情况，则需要根据实验结果对其进行分析。
1.1 彼此反作用比较强基于水力发电系统的特殊性，在应用过程中为了降低其整体影响要素，必须对可靠性和稳定性进行合理的分析。
由于水轮机容易受到外力因素的影响，甚至会降低本身工作效率，在发展应用过程中需要及时对应用系统进行监测。
1.2 明确介质类型在磨损的过程中，基于水轮机的磨损问题，在具体应用过程中要按照固定的应用程序观察机械的应用效果，基于其复杂性，要明确介质的关联因素。
水是重要的介质，必须按照固定的磨损程序和形式对其分析，便于后续的处理工作[1]。
2 水轮机磨损规律试验分析基于其应用系统的设计效果，在应用阶段必须根据其整体效果对实验形式进行合理有效的分析，进而明确发展规律。
冲蚀与气蚀复合磨损试验研究
冲蚀与气蚀复合磨损试验研究研究背景：冲蚀（cavitation-erosion）与气蚀（erosion by gas）是常见的材料磨损形式，特别在液体和气体流动中广泛存在。
冲蚀与气蚀复合磨损由于两种磨损机制的相互作用，导致磨损加剧，大大降低了材料的使用寿命。
因此，对冲蚀与气蚀复合磨损的研究具有重要的工程应用价值。
实验设计：本实验采用模拟液体和气体流动条件的实验装置，利用高速喷嘴产生涡轮脉动流动，模拟冲蚀和气蚀环境。
选取不同材料样品，在不同流速和喷嘴角度的条件下进行磨损实验，以模拟不同工况下的应用情况。
实验方法：通过计算流体力学仿真分析喷嘴流动特性，确定合适的实验参数。
同时，利用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）对实验前后样品进行表面形貌和化学成分分析，以了解材料变化及磨损情况。
实验结果与讨论：研究发现，冲蚀与气蚀复合磨损会显著增加材料的表面粗糙度，并导致局部腐蚀和微裂纹的产生。
磨损程度受流速和喷嘴角度的影响较大，随着流速的增加和喷嘴角度的变化，磨损程度呈现不同的变化趋势。
结论与展望：本实验对冲蚀与气蚀复合磨损进行了深入研究，揭示了其磨损机制和影响因素。
未来的研究可以进一步优化实验条件，并探索新型材料的耐蚀性能和磨损机制，以提高材料的耐久性和应用范围。
进一步分析冲蚀与气蚀复合磨损的影响因素，有助于优化材料的抗磨损性能。
首先，流速是一个重要的影响因素。
较高的流速会增加冲蚀和气蚀的威力，使材料更容易受到磨损。
其次，喷嘴角度也会对磨损程度产生影响。
不同角度下的液体和气体流动所产生的冲击力和剪切力不同，导致材料的磨损情况有所差异。
大量的实验数据和分析表明，不同材料对冲蚀与气蚀复合磨损的抗性存在较大差异。
例如，对于金属材料而言，具有较高硬度和抗腐蚀性能的材料往往具有较好的抗磨损能力。
此外，表面处理和涂层技术也被广泛应用于提高材料的抗磨损性能。
通过适当的表面处理，可以增加材料的表面硬度和粗糙度，使其更加耐冲蚀和气蚀。
管道球阀冲蚀磨损失效问题研究
管道球阀冲蚀磨损失效问题研究摘要：本文主要就管道球阀在应用过程中因冲蚀磨损而使其失去效用这一问题进行研究和分析。
具体参照会根据欧拉-拉格朗日流体描述方法进行，并会借助现有的技术优势来实现对气固两相流球阀冲蚀磨损的实际数值进行模拟。
而根据研究可知，当球阀内流速发生变化但仍在一定区间时，冲蚀的出现多是因为二次流漩涡；而球阀冲蚀磨损会随开度减小，但同流速、粒径和质量流率则呈线性正相关。
关键词：球阀；气固两相流；失效；冲蚀磨损；数值模拟引言冲蚀磨损的出现多是因为液体和固体以松散颗粒的形式以一定的频率和角度冲击球阀而使其表面产生变化进而出现耗损。
就工业元件的使用来看，无疑是极为不利的。
这一现象不但会严重影响到元件的使用寿命，还会在一定程度上降低元件质量。
而据调查可知，绝大多数工业生产磨损破坏均因此而形成。
可占比达80%，这无疑代表了极为重要的影响。
因此，国内外专家均极为重视，并一直致力通过各种方式获得阀门磨损的数据。
一般常用数值模拟方法进行，并会配合实际需要调整参数。
比如说国内的刘先冬等人，会通过控制变量法来研究金属硬密封球阀内液固两相流冲蚀数值模拟，再就实验数据进行球阀磨损严重程度分析。
而张一帆等人，则选择就CFD－EM方法获得阀门内部颗粒流动特性同壁面冲蚀磨损分布的实际数据。
而球阀冲蚀磨损的研究在其中也占有较为重要的地位。
这是因为球阀广泛运用于各行各业中，但气固两相流对球阀的冲蚀影响极大。
不过，现在的研究侧重于直管和弯管，而较少就气固两相流对球阀的冲蚀磨损进行研究。
因此，本文会主要就这一问题进行研究，并会充分结合实际情况进行分析，同时会借助有限元法Comsol Multiphysics进行数值模拟。
如此，才可以更好地就球阀冲蚀磨损方面进行预测。
1物理模型一般来说，物理模型固体金属球阀的球阀结构多按照以下标准生产。
首先管道外径在711mm，壁厚则是16mm，阀门是579mm。
此外，为了更好地进行冲蚀磨损数据模拟，会按照需要适当地延长阀门前后，一般会延长100mm。
高压管汇三通冲蚀磨损特性研究
高压管汇三通冲蚀磨损特性研究摘要：随着页岩气等非常规油气成为开发的热门资源，分段压裂技术能够明显改善低渗致密储层的渗流环境，增加油气井产量，在各大油田使用广泛。
在压裂作业中，高压管汇是整个系统中的关键部件，工作环境十分恶劣：腐蚀流体冲刷和交变载荷，致使其在压裂作业中极易发生爆管、破裂、刺漏等事故，严重威胁着工作人员和井场设备的安全。
关键词：高压管汇;三通;冲蚀磨损;引言在页岩气井水力压裂作业中，需要并联多台压裂车同时作业，导致含有大量弯头的地面高压管汇布置安装复杂，再加上高压作业的特性与压裂液含有颗粒，导致高压弯头冲蚀磨损现象严重，极大地缩短了高压弯头的使用寿命。
弯头作为转折结构，存在非常普遍的冲蚀磨损的状况，因此弯头相比于直管、法兰、等其他水力压裂构件平均寿命较低，从而限制了全部压裂机组设备的可靠性和实用性。
所以研究高压弯头的冲蚀因素，得出各因素对弯头冲蚀磨损机理，总结各因素对弯头冲蚀磨损规律，提出改进措施，对提高高压管汇可靠性和寿命具有重要意义。
1三通管件为了满足压裂作业所需的压力和压裂液流量，需将多台压裂车并联，使从各车流出的压裂液汇流在一起后再注入井底，三通管在整个高压管汇中起到了至关重要的连接作用，它承受着高压流体带来的压力、高速固相颗粒的冲击、温度及压力波动作用，极易发生冲蚀和应力腐蚀等现象。
因此对三通管进行冲蚀行为研究具有重要的意义。
2冲蚀磨损理论模型2.1几何模型利用对高压管汇冲蚀结合模型的构建，可对数值进行仿真，以便对高压管汇内部冲蚀的磨损规律进行深入的分析。
其中，将90°弯曲的高压管汇当作分析的对象，构建的模型如图1所示。
其中，内径长度为45mm，曲率半径为90mm，直管段的实际长度为225mm.2.2控制方程压裂液在任何细微切应力的作用下都会发生永不间断的变形而显示出流动性。
压裂液流动遵循物理守恒定律，结合牛顿第二定律，可以得到三通管内压裂液流体的控制方程。
式中：U为流体速度矢量，m/s；eff为等效黏度，Pa s；P为修正压强，Pa；htot为总焓，J/mol；为导热系数，W/m K；T为绝对温度，K；为应力，Pa；SM为动量源，22kg/m S；SE为能量源，3W/m。
液_固两相流冲蚀磨损机理及材料应用现状
收稿日期:2005204227; 修订日期:2005205212作者简介:陈 茜(19772 ),四川中江人,助理工程师.从事技术管理工作1铸造技术FOUNDR Y TECHNOLO GY Vol.26No.6J un.2005液/固两相流冲蚀磨损机理及材料应用现状陈 茜1,鲍崇高2(1.甘肃省金川集团有限公司,甘肃金昌737104;2.西安交通大学材料科学与工程学院,陕西西安710049)摘要:冲蚀磨损存在的工况多,材料失效和工业工程破坏严重。
通过分析液/固双相流过流部件的材料应用及发展现状,冲蚀磨损机理研究现状等,对指导该工况下材料设计、性能研究,特别是新型抗冲蚀磨损材料的应用等至关重要。
关键词:冲蚀磨损;机理研究;材料应用中图分类号:T G174.1 文献标识码:A 文章编号:100028365(2005)0620548203Mechanism and Materials Application by Liquid 2Solid Du al PhaseE rosion Wear and Its R esearch AdvancesCH EN Qian 1,BAO Chong 2gao 2(1.Gansu Jinchuan Group Ltd.,Jinchuan 737104,China ;2.School of Material Sci.&Eng.,Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an 710049,China )Abstract :Erosion 2wear conditio n exist in many industry ,and materials failure and engineering dest royed are serious.In t his paper ,mechanism research and materials application by liquid 2solid dual p hase ero sion wear and it s research advances have been systematically st udied ,and it is very important to guidance materials design and performance st udy ,especially new materials application wit h resistant erosion wear.K ey w ords :Ero sion 2wear ;Mechanism research ;Materials application 1 工程背景冲刷腐蚀(Ero sion 2Corro sion )是金属表面与腐蚀流体之间由于高速相对运动而引起的金属损坏现象[1],是材料受冲刷和腐蚀协同作用的结果。
第八章 冲蚀磨损
(8-3)
α < α0 α > α0
(8-4)
M — 冲击磨粒的质量；V — 磨粒的速度；α — 冲 角；ε — 变形磨损系数；Q —— 切削磨损系数； α0—— WC1= WC 2时的角度；C、K、K1 ——常数。 谢尔登和凯希尔(Kanhere)于1972年设计了第一台单颗粒冲蚀 磨损试验机。用2.5mm的SiC磨粒、钢球及玻璃球进行冲蚀磨 损试验，直接观察了单颗粒冲蚀磨损的磨痕形貌，发现在球 形粒子冲击坑边缘出现“挤出唇”，并很容易地被随后冲击的 磨粒打掉，进一步验证了变形磨损理论。
会议背景
• 1965，Rain Erosion，Lake Constance，Germany • 1970’s –1980’s，3 more conferences on erosion by solid particles and by cavitation • 1979，ELSI V（Inter. Conf. on Erosion by Liquid and Solid Impact), Cambridge • 1983, 1987,1994, Cambridge(ELSIVI, VII, VIII) • 1998, Including Abrasive Wear,ICEAW I • 2003, 9.22-25, ICEAW II，Churchill College Cambridge • 2008，9.17-21, Abrasive process ，Churchill College Cambridge
实验观察 Christman等人在铝合金的冲 蚀磨损试验中观察到绝热剪 切带，并在磨粒的冲速为 185m／s时发现局部熔化。 Quadir等人在铜合金中也观 察到绝热剪切带。Yust以及 Brown等人观察到由于绝热 剪切和变形局部化造成的材 料熔化现象。 中国矿业大学(北京)邵荷生、 林福严等人在对20钢的冲蚀 磨损研究时，也发现典型的 变形局部化绝热剪切唇，如 图8-6所示。
冲蚀研究现状
冲蚀磨损是指液体或固体以松散的小颗粒按一定的速度或角度对材料表面进行冲击所造成的一种材料损耗现象或过程。
它广泛存在于机械、冶金、能源、建材、航空、航天等许多工业部门，已成为材料破坏或设备失效的重要原因之一[63~65]。
根据流动介质和所携带相的特点，可以将冲蚀磨损分为六种不同的类型[66]：(1)喷砂型冲蚀，即气体介质携带固体颗粒对材料的冲蚀，其工程实例为烟气轮机、锅炉管道等出现的破坏；(2)水滴冲蚀(又称雨蚀)，即气体介质携带液滴对材料的冲蚀，其工程实例为高速飞行器、汽轮机叶片出现的破坏等；(3)泥浆(又称料浆)冲蚀，即液体介质携带固体颗粒对材料的冲蚀，其工程实例如水轮机叶片、泥浆泵叶轮出现的破坏；(4)气蚀(又称空蚀)，即液体介质携带气泡对材料的冲蚀，工程实例如船用螺旋桨、高压阀门密封面出现的破坏；还有两种类型为三相流冲蚀，即(5)气体介质同时携带液滴和固体颗粒对材料的冲蚀；(6)液体介质同时携带气泡和固体颗粒对材料的冲蚀。
本文研究的冲蚀磨损主要是固液两相，可以归到上述的第3 类。
1958 年，从Finnie. I 第一个冲蚀理论－微切削理论提出以来，许多研究者提出了一些关于冲蚀的模型[67~74]，但到目前为止，人们仍未能全面揭示材料冲蚀的内在机理[75]。
Finnie. I 解释了塑性材料在多角形磨粒、低冲击角下的磨损规律，但对高冲击角或脆性材料的冲蚀偏差较大；1963 年，Bitter[76]提出变形磨损理论，该理论在单颗粒冲蚀磨损试验机上得到验证，合理地解释了塑性材料的冲蚀现象，但缺乏物理模型的支持。
Levy[77]在大量实验的基础上提出来的锻压挤压理论：使用分步冲蚀试验法和单颗粒寻迹法研究冲蚀磨损的动态过程。
该理论较好地解释了显微切削模型难以解释的现象。
1979 年，Evans 等人提出的弹塑性压痕破裂理论[78]。
大量试验证明，该理论很好地反映了靶材和磨粒对冲蚀磨损的影响，试验值和理论值也较吻合，但不能解释脆性粒子以及高温下刚性粒子对脆性材料的冲蚀行为。
基于cfd的弯管冲刷磨损数值模拟研究
管道是当今工业最常见的五大运输工具之一， 作为一种特种设备在运送液体、气体和浆液等方面 具有特殊的优势，尤其在石油、化工及天然气等产 业中具有不可替代的作用。随着我国经济的飞速发 展，对油气的需求量日益增加，油气集输管道的建 设规模也越来越大。管道腐蚀 作 [1-5] 为一种管道失效 形式，不仅严重影响了油气集输效率，同时也造成 了巨大的经济损失。因此，研究腐蚀的形成机理及 影响因素具有重要的现实意义 。 [6-10]
弯曲管道在油气集输管网中应用比较广泛，在
油气输运过程中，冲刷磨损是管道失效的主要形式 之一。目前国内外研究学者对管道冲刷磨损破坏进 行了相关研究。陈志静等借助 CFD 软件对容易发 生冲刷磨损的管道部件进行了流态模拟，研究表 明，流体流经管道部件后，其流态发生变化，容易 导 致 管 道 发 生 冲 刷 腐 蚀 。 [11] 杜 强 等 对 油 气 管 线 弯 管 处固液两相流场特性进行数值模拟，并对其冲刷腐 蚀做出预测，得出管道弯管处流场变化复杂是引起 冲 刷 磨 损 的 主 要 原 因 [12]。 曾 莉 、 [13] 胡 跃 华 、 [14] 胡 宗 武 [15]等 先 后 对 管 道 冲 刷 磨 损 机 理 和 流 体 动 力 学 特 性
Numerical Simulation of Erosive Wear on Bending Pipe Based on CFD GUO Youyou1，YANG Wen2，XUE Qiang3 1Beiing Oil & Gas Control Center，CNPC 2South China Branch of Sales Co.，Ltd.，SINOPEC 3Directional Well Technology Services Branch of Bohai Drilling Engineering Co.，Ltd.，CNPC Abstract： Bending pipe is widely used in oil and gas gathering and transportation pipelines， but it is easy to cause leakage accidents by erosive wear， so it is necessary to study the erosive wear factors. Based on the principle of fluid dynamics，the flow field of bending pipe in oil-gas gathering and transportation pipeline network is analyzed by means of CFD software and the DPM model. The results show that the erosive wear of bending pipe is influenced by fluid velocity， pipe diameter and radius of curvature. The area where the fluid has the greatest influence on the pipe erosive wear is concentrated on the outside of bending pipe. The rate of abrasion is proportional to the inlet velocity and pipe diameter. Increasing the radius of curvature will reduce the influence of fluid on the inner wall of bending pipe. The study conclusion can provide a theoretical basis for pipeline erosive wear protection. Keywords： oil- gas gathering and transportation pipeline； bending pipe； erosive wear； CFD； flow rate；pipeline diameter；radius of curvature
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基于流体机械工况的冲蚀磨损特性研究【摘要】磨损与冲蚀是机械零部件中最容易出现也是最常见的失效现象之一。
圆盘式模式试验台上对于流体机械通常都是采用ht200、45与40cr为主进行了模拟和分析，并且在应用的过程中研究了材料表面的失效现象以及微观处理机理。
通过各种试验结果表明，在目前冲蚀现象主要可以分为饱和期、稳定器和上升期三个阶段。
本文就对其各方面冲蚀磨损现象和特性进行了深入总结与研究，提出了相关预防控制措施和策略。
【关键词】冲蚀；磨损；液体机械；磨损特征
流体机械内部部件破损现象是造成机械运行隐患和应力分布较差现象的主要原因之一。
就当前的冲蚀现象分析而言，在工作中冲蚀磨损是造成流体机械、水轮机和输送含砂水流隐患与差异的主要途径。
伴随着科学技术的发展，这种现象逐步引起了国内外学者与工作人员的关注与研究。
就目前的工作内容分析而言，其中还存在着较多的不足与问题，在工作中寻求流体机械能抗磨损的长期解决和合理修复方法已成为研究工作重点。
通常在工作中都是以流动分析计算继续拧深入总结与研究，同时对流体机械叶片的冲蚀磨损现象和影响规律进行深入的总结和处理。
１．常见的冲蚀磨损现象
1.1气蚀现象
汽蚀现象对于流体机械来说有着严重的影响，不仅能使流体机械的性能曲线下降，使泵的出水量减少，扬程降低，效率下降：同
时还会有较大的振动和噪声影响战舰的作战能力。
因此国内外一直把有关于通过改善流体机械叶轮机构来提高船舶推进泵各项性能，降低汽蚀效果作为开发和研究高性能流体机械的重要课题，在研究流体机械性能方法方面国内外也存在着大量先进和丰硕的成果。
1.2恒流堵塞现象
恒流堵塞器是一种用于油田分层注水系统的新型井下分层流量控制装置，它通过机械结构的流量负反馈或压力前馈作用对流量进行自动调节，具有结构简单、体积小、成本低、使用方便、可靠性高等诸多优点，加上可直接应用于原分层注水管柱，因此具有很好的推广价值。
但油田注入水存在一定固体悬浮颗粒，且恒流堵塞器阀口处的流速很高，因此不可避免地要发生冲刷磨损现象，进而对其流量调节精度造成不利影响。
2.试验分析
2.1试样制备
在试验的过程中，其形状与尺寸可以结合一下方法进行，通常情况下对于试验中需要采用的材料每一种都需要准备四块或者三块，以备不时之需。
同时在实验准备的过程中，通过对于粗糙面为1.6mm的机械零件进行加工和处理，并对其试样的相应参数进行科学、精确的记录。
2.2试验方法
在自制的转盘式磨损试验装置上进行冲蚀磨损试验，循环水系统与地下水池联通。
该试验在模拟叶轮的实际工况下，试验圆盘由
电机拖动旋转，含沙水流从喷射箱盖上均布的只内径为3mm的喷嘴直接射向试件，作用在试件上的水流相对速度与圆周速度的夹角即为水流相对冲角而提出了一种新的要求。
同时在实验的过程中通过选择相应的喷嘴射流速度来与四周的速度进行不同形态的组合与
控制，进而形成速度与冲角方向的全面结合与管理。
就当前的工程施工现状分析而言，通常情况下都是采用不同的角度进行研究。
从这些情况中可以看出在冲蚀盘旋转速度超过2694r/min的时候，旋转盘室内的速度压力逐步增加，进而引起的了冲蚀磨损的上升。
2.3试验分析
三种材料的质量损失都随冲蚀磨损时间的增加而增大，但在相同的磨蚀时间内三种材料的损失量不同。
从试样的表面形貌上观察，灰铁ht200材料冲蚀40个小时之后后，表面有2～3mm深的沟槽和1～3mm宽的凹坑，呈现严重的冲蚀坑，同时在这个过程中其主要的损失量达到了802.7mg，平均损失量达802.7mg，表层材料大多已剥落。
而4钢在冲蚀后，试样表面形成弧形沟槽，表面凹凸不平，鱼鳞坑前浅后深，与水流方向相同，平均损失量为607.87mg，磨损严重。
但试样在同样冲蚀时间内，表面形成弧形的磨痕与有方向性的小坑，平均损失量为45，磨损比较轻微。
45与钢的抗冲蚀性能显著高于ht200。
3.主要的磨损特征分析与总结
3.1磨屑群体特征
磨损是导致部件失效的最常见的故障，磨屑是其直接产物。
润
滑油（或液压油）中的磨屑数目往往达到1012个/cm3，属多粒子系统，对它们的状态特征（如磨屑的形貌、颜色、粒度大小、比例等）的描述应当运用数理统计的数学工具，达到对定性铁谱的量化（这是对现行铁谱技术的提高和发展）。
同时，机械部件的失效是一种渐进的过程，对其描述应运用模糊数学的工具，综合磨屑群特征、油料状态、振动噪声、温度诸因素进行模糊综合诊断。
本技术对工况现场的油样分析达3000个以上，准确度接近90%。
3.2石棉阻磨材料
用传统的石棉摩阻材料制成的汽车制动器衬片，不但污染环境有致癌作用，而且工作寿命低，其在250℃以上工作时有热衰退现象。
因此，近二十年来世界各国都对石棉摩阻材料的生产与使用加以限制，并致力于研究新一代摩阻材料来取代石棉摩阻材料。
本研究工作在采用正交设计优化了碳纤维复合摩阻材料的基础上，针对流体机械制动器衬片的实际工况，研究了碳纤维复合摩阻材料的摩擦磨损特性及磨损机制。
3.2.1性能影响分析
碳纤维含量是影响本摩阻材料摩擦磨损性能的重要因素。
实验结果表明：当碳纤维含量较低时（15%～19%）摩擦系数与磨损率随碳纤维含量的增加而减少；而当碳纤维含量较高（19%～25%）时摩擦系数与磨损率都随着碳纤维含量的增加而增大。
3.2.2摩擦系数分析
碳纤维与基体的粘接力在很大程度上取决于其表面性质。
未经
表面改性处理的碳纤维，由于其表面惰性，与粘接剂的相溶性差，致使摩阻材料的抗剪强度低，当对碳纤维进行表面改性处理后，会使其表面的沉积物减小，表面粗糙度增大，进而提高强度并增大摩擦系数，有利于提高锚固作用。
为碳纤维表面经改性处理与未经改性处理的摩擦材料的摩擦系数和磨损率对比。
3.2.3磨损机理
在工作状态下，碳纤维复合摩阻材料制成的制动衬片与制动盘滑摩时，摩阻材料的磨损与比压和滑摩速度成正比。
在工作过程中，其接触压和磨损是在内外侧交替进行的，最终会使摩擦衬片沿径向的磨损保持均匀。
在制动时，第一阶段因滑动速度较高在摩阻材料表面的磨损机制主要是犁削磨损。
随着制动过程的进行，第二阶段磨损除了犁削磨损外还有粘着磨损，磨屑中有显微切屑与片状剥落。
由于碳纤维复合摩阻材料表面层强度高，耐疲劳性好，故能有效地抵御制动盘的磨料压入，而使犁削深度和表层材料的转移磨失体积减小。
4.结束语
在冲蚀角、水流绝对速度一定的条件下，切削磨损量与磨粒质量和形状等有关；二次冲蚀磨损量与磨粒破碎程度有关；磨痕形状与水流流态有关。
基于以上对三种材料冲蚀时质量损失、磨痕萌生和扩展规律的分析，材料的硬度、韧性、断裂应变能越高，材料抵抗冲击流的剥蚀性能也越高。
所以40cr和45钢材料的抗冲蚀性能强于灰铁ht200，且40cr的抗冲蚀性能好于45钢。
[科]。