【摘 要】
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空蚀磨损是一个极为复杂的过程，至今尚未建立较为完整的理论体系。空蚀发生初期是材料空蚀破坏的重要阶段，目前对材料空蚀初期较为细致的定点及多尺度的研究较少。本文以奥氏体
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空蚀磨损是一个极为复杂的过程，至今尚未建立较为完整的理论体系。空蚀发生初期是材料空蚀破坏的重要阶段，目前对材料空蚀初期较为细致的定点及多尺度的研究较少。本文以奥氏体不锈钢，黄铜和工业纯钛为研究对象，通过系统的实验研究，着重探讨空蚀的发生及扩展特性，并采用图像处理方法，表征材料表面的空蚀变形程度。论文的主要结论如下：1．奥氏体不锈钢(OCr18Ni9)抛光表面在空蚀气泡溃灭作用下产生空蚀凹坑，随后叠加并扩展，表面出现塑性变形，产生加工硬化和应力，但表面易发生塑性流变，对高应变速率不敏感，所以空蚀孕育期长，空蚀扩展较慢，抗空蚀性能较好。空蚀发生时材料表面会产生疲劳裂纹并向内部扩展，引发疲劳断裂和脱落，之后裂纹继续向材料内部扩展，导致进一步破坏。空蚀发生后表面粗糙度明显变大。2．材料的抗空蚀性能与表面粗糙度Ra值密切相关，材料表面具有一定几何形貌时其抗空蚀性能较好。3．黄铜易于沿晶界发生滑移和空蚀破坏，抗空蚀性能差。工业纯钛不易发生晶体滑移，易发生穿晶和解理断裂，空蚀过程中易于产生裂纹和脱落，抗空蚀性能较差。晶体结构、塑韧性及表面强度对材料抗空蚀性能的影响较为明显。4．对空蚀发生过程图像进行处理，得到的空蚀表面变形程度随时间变化曲线和基于空化脉冲分布的空蚀指数模型一致，可较好验证空蚀模型。基于四色的空蚀图像处理能够较好的反应材料空蚀发生过程，可利用其定性分析材料表面的变化情况。
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