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    影響螺旋槳力學性能的原因

    日期:2016-09-24

    摘要:影響螺旋槳力學性能的原因

    影響螺旋槳力學性能的原因主要是以下幾個方面:

    1、 合金中鋅當量或鋁當量控制不當

    螺旋槳合金中鋅當量或鋁當量對機械性能影響極大,其強度隨著鋅當量、鋁當量的增加而升高,而延伸率隨著鋅當量、鋁當量的增加而下降。

    鋅當量或鋁當量實質是合金成份的代表,因而在熔煉中,強化元素如黃銅中鋅鋁,青銅中鋁、錳控制不當,過高過低時,就造成鋅當量、鋁當量不合適。由于操作經驗不足,熔煉中鋅沸騰時間沒控制好,使鋅當量偏低,造成強度不合格。強度都低于標準20MPa。而當鋁過高,鋅沸騰時間短,鋅當量過高時,會造成延伸率不合格。

    2、 合金中鐵含量偏高

    鐵是螺旋槳合金中一種改善合金性能的強化元素,能細化晶粒。但鐵不利于合金的一面,往往被人們忽視。尤其鐵含量過高時,鐵有害的特性會突出,在合金結晶過程中凝聚富集,在測試性能時,拉伸斷裂就沿著這些鐵的富集區產生晶間斷裂,使試樣彎曲試驗達不到角度要求就產生裂紋。而且有的重復試驗多次,仍然產生裂紋,嚴重時還會造成海損事故。同時,還會造成延伸率不合格?,F場測試試棒的斷口平齊也證實了這種情況。

    3、 合金中含有氣體

    合金中有氣體,造成試樣有氣孔,對螺旋槳合金的塑性有很大影響。在合金鋼中塑性的研究表明,當微觀孔洞從0增加到5%時,塑性明顯下降,延伸率下降20%左右。在螺旋槳中也是這樣。螺旋槳鋁黃銅中,當氣體含量超過3.4ml/100g時,塑性降低30%,而青銅類螺旋槳合金塑性下降40%左右。試棒中的孔洞,使合金性能存在嚴重的不連續性,在拉伸時,由于應力集中就形成斷裂初期的裂紋源,加速脆斷。同時,合金中這種細孔,會在發生拉伸變形的滑移帶內形成增殖聚結,最后發生崩解而導致斷裂,使合金的塑性指標降低。

    4、 試樣尺寸效應的影響

    尺寸效應是指同一合金材料,其組織結構相同,但當采用試樣尺寸不同時,測試出來的力學性能不相同。在靜載荷下,尺寸效應的表現是性能降低,脆性傾向增大。

    螺旋槳銅合金中也存在這種尺寸效應。用同一爐合金,化學成份、澆注溫度、試樣造型材料均一樣,澆注同一種試樣和兩種不同的試樣,最后加工成直徑φ14mm和φ10mm的試棒進行力學性能測試,發現機械性能指標有一定的差別,尤其是塑性指標。φ10mm試棒的延伸率要高于φ14mm的延伸率的15~20%。造成這種差別,是因為當取不同尺寸的試樣時,鑄造凝固條件的差異和尺寸增大,材料的不均勻就增加,形成缺陷的概率增大,因而塑料指標就下降。同時由于尺寸增大,約束條件增強,增加了脆性的趨勢,使合金的機械性能下降。


    標簽: 船用螺旋槳設計(49) 螺旋槳(85)
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