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    316L不鏽鋼管在海水工況下的微觀結構變化對協同作用的影響

    作者: 來源: 日期:2018/8/20 20:11:46 人氣:68

    海水工況下的摩擦磨損使316L不鏽鋼管表麵產生了微觀結構變化,並對316L不鏽鋼管的磨擦磨損和耐腐蝕性產生了很大影響。為了更完整更具體的描述316L不鏽鋼管摩擦微觀結構變化對摩擦磨損和腐蝕性能的影響,以及兩者交互作用之間的關係,本論文利用美國試驗材料學會(ASTMG119-09)來分析316L不鏽鋼管微觀結構變化對腐蝕磨損性能的影響並具體計算兩者之間的協同作用。

    根據表得到316L不鏽鋼管在人工海水下摩擦磨損過程中各部分材料損失關係圖,如圖3-15所示。由於316L不鏽鋼管在海水下具有優異的耐腐蝕性能,在靜態腐蝕條件下的腐蝕電流密度極小,可忽略不計,所以316L不鏽鋼管在海水下的材料損失包括純摩擦磨損材料損失(W0)、腐蝕對磨損的協同作用(S')和磨損對腐蝕的協同作用(S'')。從圖中可以看出,在高腐蝕性的海水下,不鏽鋼的材料損失主要是來源於材料間的摩擦磨損材料損失,所以不鏽鋼的材料損失主要是由抗磨損性能決定的,這就與滑動過程中不鏽鋼表麵微觀結構變化由關;其次,腐蝕對磨損(S')具有較大的協同作用,這表明316L不鏽鋼管所形成的鈍化膜更容易被擦傷,造成材料的更大的損失(Diomidisetal2010Saadaetal2015);而磨損對腐蝕的協同作用(S'')隨載荷的增大而增加,這是由於摩擦磨損過程中轉變馬氏體的耐腐蝕性比奧氏體較差,更易於電化學腐蝕。

    3-16316L不鏽鋼管摩擦磨損與海水腐蝕之間交互作用曲線圖,從圖中可以看出,總的腐蝕磨損交互作用和腐蝕對磨損的協同作用是隨載荷的增加而增大,斜率也是增大的趨勢。其原因是由於在滑動磨損過程,材料損失量主要是由磨損表麵抗磨損性能決定的;經上述物相研究中發現,在高載荷條件下316L不鏽鋼管表麵發生更多的馬氏體轉變,而轉變的馬氏體耐腐蝕性能要低於奧氏體,在表麵更容易形成粗糙而軟的腐蝕產物,在磨損過程中更容易損失。雖然磨損對腐蝕的協同作用隨載荷的增加逐漸增大,但其斜率出現減小的趨勢,這主要是由於高載荷下所產生更多馬氏體相變,而馬氏體的低耐腐蝕性增大了表麵損失,而高耐磨性則減少了表麵的磨損體積,從而減少了表麵的腐蝕區域,綜合影響得到高載荷下磨損麵具有較小的磨損對腐蝕的協同作用。

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