在實際工業應用中，受空蝕問題困擾的各種水力機械設備大部分由金屬材料制造而成，例如，船艦螺旋槳一般用選用鋁青銅合金、鎳鋁青銅合金以及高強度的不銹鋼等，水力機械泵、閥一般選用各種不銹鋼等，航空液壓泵一般選用鋁合金和欽合金等，因而金屬材料所面臨的空蝕問題尤為顯得嚴重。廣一水泵廠對金屬材料空蝕行為和失效機制的研究對抗空蝕材料的選擇和新型抗空蝕材料的研究有著重要的意義。

雖然空蝕已經是一個經典的難題，但它仍然影響著現代船舶、水工機械、航空航天、化工、原子能及機器制造業等領域的發展。加之，空蝕問題復雜，涉及學科較多，如流體力學、機械力學、材料冶金學和電化學等方面，其破壞機理至今仍未完全清楚，也尚未建立比較完善的物理理論和數學模型。因此，國際上仍有許多有關學者對它進行研究。同時，關于水泵空蝕問題研究的國際學術會議也是每年不斷，大批的研究資料也如潮水般涌現。目前，對空蝕破壞形成的機制的解釋較多，有機械作用理論，化學腐蝕理論、電化學作用理論、熱作用理論等。其中較為公認的是機械作用理論一一空泡潰滅應力波和微射流兩種作用相制。

液體內部局部壓力的起伏導致蒸汽泡的形核、生長、潰滅及回彈的過程就會導致空蝕的發生，如圖1所示。當空泡潰滅瞬間，在空泡外部形成壓強極大的應力波。這種沖擊波傳遞至流體中的金屬材料表面時，使得材料表面發生微小局部變形。當空泡中含有不溶于液體的氣體時，空泡潰滅至最小體積后，如遇上局部壓力的降低，空泡又會快速再生、回彈而產生強度極高的應力波。如此大量的空泡潰滅、再生回彈所產生流體應力波不斷反復作用于廣一離心泵材料表面就會形成微小的空蝕坑，最終發展形成“海綿狀”表面，甚至發生穿孔。

空泡潰滅時間與初始半徑和液體密度以及液體壓強有關。當氣泡體積越小，潰滅時間就越短;空泡潰滅時，半徑變得很小，此時壓強pm變得很大，且其潰滅位置也十分靠近空泡邊界。當液體密度越小，潰滅時間也越短。據計算空泡潰滅壓強大約為3x106倍大氣壓左右。假設液體可以被壓縮，且不考慮液體粘性及表面張力的情況下，計算得空泡潰滅的壓強大約為2200倍大氣壓。在前面的假設基礎上，另再考慮粘性及表面張力的影響下，得到最大空泡潰滅壓強為67700-58200倍大氣壓。

此外，已有許多研究者通過實驗測得空泡潰滅的壓強。廣一水泵廠曾測得距離空泡潰滅10cm處壓力波峰值大小約為10倍大氣壓，從而推算出潰滅壓強約為4000倍大氣壓。利用物理照相機記錄的方法，估計出水泵材料邊界上最大沖擊應力約為20000倍大氣壓。報道他們測到空泡潰滅壓強為120000倍大氣壓。綜上說明，空泡在潰滅的過程中將釋放出巨大的壓力波，而這些壓強已經遠遠超過了一般材料的強度。這也是水泵材料表面發生空蝕破壞的主要原因之一。

與壓力波作用機制一樣，在微射流理論模型中，空泡的初始大小，體位置等對微射流速度起到主要的作用。此外，由于射流有一定的方向射流速度指向材料表面的空泡，才能導致空蝕現象的發生。潰滅的具性，只有空蝕現象除了應力波理論和微射流理論外，還有一些常見的交互作用機制，如空蝕一腐蝕交互機制，空蝕一磨損交互機制，空蝕一沖蝕交互機制。

在實際工業應用中，發生空蝕破壞的各種金屬材料機械往往都在各種腐蝕性介質和流體中運行、工作，例如海洋中航行的船舶，其螺旋槳葉片不僅受到空蝕的困擾，還大大受到海水的腐蝕侵害。在這些腐蝕性流體中，腐蝕在空蝕過程中起到了重要的作用。

在腐蝕性流體中發生的空蝕，其與腐蝕交互作用的過程主要為:首先空泡在廣一化工泵材料表面或在表面附近形成;當空泡潰滅縮小時，產生的應力波或微射流作用于材料表面最外邊的保護膜，使其發生破裂，從而使金屬新鮮的基體暴露在腐蝕性流體中?？瘴g過程不僅可以加速腐蝕反應物和腐蝕反應產物的傳質過程，提供了氣、液兩相并產生了大量的氧自由基和氫氧自由基，還創造了局部有利于腐蝕過程的高溫高壓環境;同時空蝕產生的破壞使基體發生形變，位錯缺陷聚集，局部能量升高形成腐蝕微電池。這些都加速了裸露新鮮基體的腐蝕過程。當因空蝕裸露的基體由于新的氧化膜的形成使其表面粗化，從而更加容易發生空化，導致新的空泡形成和空蝕發生。同時，腐蝕過程中所產生的大量的應力集中點，促進和加速了裂紋的萌生和發展，從而使新的空泡在潰滅時，更加容易使該處氧化膜再次發生破裂剝離，新鮮基體再次被裸露出來而發生腐蝕。該過程如此反復進行，造成某一區域發生嚴重的空蝕破壞。由此可見，腐蝕性流體中的空蝕作用和腐蝕作用的聯合破壞比這兩種機制單獨作用時所產生的破壞之和要大得多，空蝕作用和腐蝕作用這兩種機制是互相促進的。

除了空蝕一腐蝕的交互作用外，在某些特定的環境下，空蝕還跟磨損、沖蝕發生交互作用，所產生的破壞的機制和空蝕一腐蝕交互作用類似。其破壞的程度也比某一單獨機制所產生的破壞總和大得多。因而，在實際應用中，廣一水泵廠考慮空蝕問題的同時，還要考慮這些因素(腐蝕、磨損、沖蝕等)的影響。

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