液滴温度、冲蚀攻角和液滴速度对6061铝合金液滴冲蚀行为的影响研究

作     者：周峰 薛伟海 高禩洋 段德莉 李庆鹏 李曙 

作者机构：沈阳化工大学 辽宁省航发材料摩擦学重点实验室 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心 

出 版 物：《摩擦学学报》 (Tribology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：液滴温度 冲蚀攻角 液滴速度 6061铝合金 液滴冲蚀 

摘      要：飞机飞行过程中，经过雨区时，机身表面不可避免的遭受雨滴的冲蚀，液滴冲蚀对于飞机的运行安全具有重要影响。铝合金作为常用的蒙皮材料，其液滴冲蚀行为缺乏研究。本研究采用高速液滴冲蚀试验机研究了不同液滴温度、冲蚀攻角和液滴速度下6061铝合金的液滴冲蚀行为。试验结果表明：6061铝合金的损伤量随着冲蚀攻角和液滴速度的增大而增大。小攻角下铝合金的损伤主要由剥落颗粒和水中杂质颗粒的切削作用造成的，大攻角下由切削作用以及水锤力产生的表面塑性变形共同导致。随着液滴速度的增大，水锤力增大，材料表面塑性变形加剧，铝合金的损伤也更严重。首次发现，液滴温度的升高(10℃→20℃→40℃)，显著加剧6061铝合金的液滴冲蚀损伤。液滴温度升高降低了液滴表面张力，使得液滴越扁平，液滴表面越粗糙，加剧了6061铝合金的冲蚀损伤。对液滴冲蚀坑表面和截面的微观形貌表征分析发现，材料的塑性变形、裂纹的萌生与扩展共同导致了液滴冲蚀损伤的形成。