乳化生物质燃油对轴承材料GCr15的空化腐蚀磨损机理

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Cavitation Corrosive W ear Mechanisms of GCrl 5 Bearing Materialsin Emulsification Biomass-.fuelLIU Xian- n(Anhui Fuyang Bearing Co.，Ltd.，Anhui Fuyang 236023，China)Abstract：The cavitation of 5%((1))emulsification biomass-fuel was simulated using a magnetostrictive-inducedcavitation vibratory apparatus on the surface of the GCrl 5 bearing materials.The cavitation wear mechanisms were studiedusing a scanning electron microscope.The results showed that the cavitation weal"rate reached the highest within 60 min，and then decreased with the prolonged cavitation time.The cavitation wear mechanism of emulsification biomass-fuel wasdescribed to the mechanical impacting wear and the chemical corrosion of acidic biomass-fue1。

Key words：bearing materials；emulsification biomass-fuel；wear；cavitation当液体内局部压力降低时，在液固交界面或液体内部上可能形成空穴 (空泡)，空化是指空泡发生的过程，空泡溃灭时引起的冲击力使材料表面产生磨损。目前有关空蚀破坏存在多种机理 ，主要包括机械作用理论与化学腐蚀理论 -3 J，其 中广泛接受的是机械作用理论，包括冲击波与微射流机制。刘明保等 以流体力学为基础分析空化形成、发展的条件以及空泡溃灭的部位，从理论上计算空泡溃灭时所产生冲击力的大锈释了轴瓦表面因空化造成失效的机理。得出选用表面较硬的材料、提高润滑油质量、减少油中杂质及水和空气对轴承抗空蚀有利。

生物质燃油品质较差，难以直接用在发动机上。通过乳化技术，可以将生物质燃油与矿物燃油混合，达到取代部分柴油的目的，从而缓解化石燃油的危机。与矿物燃油相 比，生物质燃油酸度大，化学成份复杂，腐蚀性强，在雾化喷射燃烧过程中，对材料表面会产生更大的腐蚀磨损，从而影响柴油机工作的稳定性 。因此有必要对乳化生物质燃油的空化磨损机理进行研究，从而为实际应用提供理论与数据支持。

1 实验部分1.1 原料与仪器生物质油 (5%，(I))与0#柴油的乳化混合油，实验室自作者简介：刘先进 (1971-)，男 ，主要从事轴承材料研究。

磁致伸缩仪，无锡华能超声电子有限公司；JSM-6490LV扫描电子显微镜 ；电子天平 ，上海精密科学仪器有限公司；表面粗糙度测量仪，哈尔滨海太精密量仪有限公司；布洛维光学硬度计，上海奥龙星迪检测设备有限公司。

试样材质为 GCr15轴承材料 ，东莞宏远钢材制品有限公司。根据 GB6383加工而成，其硬度及元素组成含量如表 1所刀 。

表 1 空蚀试样硬度与元素成分Table 1 Elements and hardness of the cavitation sample材料表面粗糙度对空蚀行为存在影响 ，为了消除不同试样表面粗糙度的影响，将所有试样用砂纸将表面打磨至实验所需的状态，试样表面的形貌参数如图1所示。