AISI 316不锈钢和Ti6Al4V合金在海水环境中的腐蚀与腐蚀磨损行为(英文)

采用立式万能销盘腐蚀磨损试验机研究AISI 316不锈钢和Ti6Al4V合金在海水中与Al2O3陶瓷对磨时的腐蚀与腐蚀磨损行为,重点讨论腐蚀磨损之间的交互作用。结果表明,摩擦作用使得Ti6Al4V合金和316不锈钢的开路电位大幅下降,腐蚀磨损过程中的电流密度远高于静态腐蚀时的电流密度,摩擦明显促进了合金的腐蚀。两种合金在海水中的磨损量远大于在纯水中的磨损量,腐蚀促进了磨损,并且Ti6Al4V合金的耐磨性优于316不锈钢的耐磨性,腐蚀磨损之间的交互作用是材料损失的一个重要因素。本实验所用的摩擦装置为单向滑动的面面接触方式,这使得摩擦对腐蚀的促进作用在总磨损量中所占的比例很小。     

海水腐蚀对几种金属材料耐磨性能的影响

研究TC4钛合金、Hastelloy C-276合金、Inconel 625合金和Monel K500合金与316不锈钢对磨时在纯水和模拟海水下的摩擦磨损行为,评价海水腐蚀环境对几种耐海水腐蚀材料耐磨性的影响以及316不锈钢与几种金属配副的磨损行为。结果表明,四对摩擦配副在纯水润滑条件下的摩擦系数明显大于其在海水润滑条件下的摩擦系数,海水具有较好的润滑作用。在腐蚀磨损过程中,腐蚀磨损交互作用量占总腐蚀磨损量的比例ΔV/V为45%~86%,表明在海水环境下腐蚀与磨损的交互作用不可忽视。与不同金属对磨时,316不锈钢对偶材料的磨损量表现出不同的趋势,这可能与摩擦过程中存在的电偶腐蚀有关。     

Ti-6Al-4V和Monel K500合金在海水环境中与316不锈钢对磨时的腐蚀磨损性能(英文)

研究Ti-6Al-4V和Monel K500合金在海水和纯水环境下的腐蚀磨损性能,对偶材料为316不锈钢,实验装置为环-块摩擦磨损试验机。研究结果表明,Ti-6Al-4V和Monel K500合金在海水中的摩擦因数明显小于在纯水中的摩擦因数,在海水中的磨损量明显大于纯水中的磨损量,这主要是由于摩擦作用破坏了金属表面的钝化膜,增加了摩蚀速度。磨损和腐蚀产生交互作用,交互作用量随着腐蚀速度的加快而增加。当和Monel K500配副时,316不锈钢的磨损严重,而和Ti-6Al-4V配副时磨损相对较小。     

火电厂循环泵叶轮材料Cr30A在脱硫浆液腐蚀环境中的交互损伤失效行为研究

采用微观形貌观察以及失重法研究了不同转速下循环泵叶轮材料高铬铸铁Cr30A在模拟湿法脱硫浆料环境中的腐蚀磨损行为,研究了转速对高铬铸铁腐蚀磨损行为的影响以及腐蚀-磨损交互作用。结果表明,腐蚀磨损中机械磨损占主导作用。腐蚀-磨损交互作用程度随转速不同而产生变化,当转速为400 r/min时,腐蚀磨损试样表面无氧化膜,腐蚀磨损交互作用量占总腐蚀磨损量的48.73%,表现为协同作用;当转速为1200 r/min时,腐蚀磨损试样表面存在致密氧化膜,腐蚀-磨损交互作用量为负,表现为对抗作用。腐蚀-磨损交互作用是影响材料耐磨蚀性能的重要因素。     

不同不锈钢在海水润滑下的摩擦学特性比较

不锈钢和PEEK聚合物是海水液压元件关键摩擦副常用的配对材料,不锈钢材质对不锈钢/PEEK聚合物对偶副的摩擦学性能具有重要影响。在海水环境中对AISI 316L、AISI 630以及S32750三种不锈钢进行摩擦磨损试验,对比分析了上述3种不锈钢与同种PEEK聚合物对磨时的摩擦因数和磨损率,观察试样表面磨损形貌并对磨损轮廓进行3D测量,探讨了海水环境中3种不锈钢与PEEK聚合物对磨时的摩擦磨损机制。结果表明:在海水环境中3种不锈钢的平均摩擦因数相差不大;与AISI 316L相比,S32750与AISI 630的耐磨损性较好,AISI 630的磨损率受载荷影响较小;S32750与AISI 316L的硬度与其耐磨性呈正相关性,而AISI 630中过高的碳含量会削弱其耐蚀性,进而影响它在海水中的摩擦磨损性能。文中研究为海水液压元件关键摩擦副中钢质材料的选择提供参考。     

304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为研究

目的阐述304不锈钢在人工海水环境中的腐蚀磨损行为及其力-电化学耦合作用下的损伤机理,为海水服役环境中海洋装备的开发和利用提供理论支持。方法利用腐蚀磨损试验仪研究了304不锈钢在人工海水环境中的摩擦学性能和电化学性能及其交互作用下的腐蚀磨损行为,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜等仪器对磨痕表面进行表征与分析。结果在载荷作用下,304不锈钢的腐蚀电位从静态腐蚀的-0.310V变为-0.368V,腐蚀电流密度也增加了约1个数量级。阳极恒电位下,304不锈钢和Al_2O_3陶瓷球摩擦副的摩擦系数比阴极保护下的小。载荷为5N时,304不锈钢的腐蚀磨损率为0.195mm~3/d,其中,腐蚀加速磨损速率占68.7%;载荷为15N时,总磨损速率明显增加,其中,纯磨损率所占比例最大,为60.1%,此时腐蚀加速磨损速率占比为39.1%。结论 304不锈钢的腐蚀磨损行为是"机械去钝化-化学再钝化"的动态过程。腐蚀和磨损过程存在明显的交互作用。在磨损过程中,304不锈钢表面发生马氏体相变,通过电偶腐蚀进一步加强腐蚀作用;同时,腐蚀过程的反应产物使304不锈钢的耐磨性能下降。随着载荷的增加,对总腐蚀磨损速率贡献最大的由腐蚀加速磨损速率逐渐变为纯磨损率,载荷对304不锈钢的机械磨损影响更大。     

Hastelloy C276合金在模拟海水环境中的腐蚀磨损协同作用（英文）

利用带有电化学测试体系的销-盘腐蚀磨损试验机系统研究Hastelloy C276合金在模拟海水中与Al2O3陶瓷对磨时的腐蚀和腐蚀磨损行为。结果表明,摩擦作用不仅使Hastelloy C276合金的开路电位大幅下降,而且将合金的腐蚀电流密度提高了3个数量级。Hastelloy C276合金的磨蚀与磨损之间存在明显的协同作用,磨损促进了腐蚀,反过来腐蚀也加速了磨损,在本实验摩擦条件下纯机械磨损在金属总磨损量中的占比均超过70%,这说明机械磨损作用是合金腐蚀磨损失效的主导因素。虽然摩擦使得Hastelloy C276合金的腐蚀速度得到极大提高,但是磨损对腐蚀的促进量在金属总磨损量中的占比并不大,而腐蚀对磨损的促进量在总磨损量中的占比较高,在14.6%~20.5%范围内变化。     

人工海水溶液中系泊链钢的腐蚀磨损行为

目的 以CM490钢为研究对象,定量探究海洋环境下系泊链钢摩擦磨损和电化学腐蚀之间的耦合作用。方法 利用科斯特CS2350电化学工作站和Rtec摩擦磨损试验机开展CM490系泊链钢在人工海水环境下的腐蚀摩擦磨损实验。通过分析极化曲线、开路电位、摩擦因数、表面形貌及元素分布,定量分析电化学腐蚀体积损失量和摩擦磨损体积损失量,揭示腐蚀、摩擦磨损之间的交互作用机理。结果 CM490钢材料总体积损失速率随载荷增加而提高,在20、50、80N下分别为4.2×10^-2、6.5×10^-2、7.9×10^-2mm³/h;开路电位峰值随着载荷增加而增高,80 N下峰值最大,增幅约为0.095 V,表明腐蚀磨损产物与基体间存在电位差,形成电偶腐蚀以致加深材料的腐蚀程度;磨痕区域腐蚀磨损损失为材料失重主体,其损失量约占总损失量的95.80%～96.82%;腐蚀和磨损的交互作用显著促进材料损失,占磨痕区总失重量的47.14%～49.37%;腐蚀对摩擦磨损损失的促进量占腐蚀磨损交互作用量的98.32%～98.65%,表明交互作...     

AISI316 不锈钢表面等离子渗硼及摩擦磨损性能的研究

目的改善AISI316不锈钢的摩擦磨损性能。方法采用双辉等离子合金化技术,以块状Fe B化合物作为源极材料,在AISI316不锈钢表面制备含硼改性层,对渗层组织、成分、相结构和显微硬度进行分析,并研究改性层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果经渗硼处理后,AISI316不锈钢表面形成了一层连续、致密、均匀的改性层,主要由Mo2B和Fe B相组成。改性层具有较高的硬度(964HV0.1),较基体硬度提高了约3倍,且耐磨性较基体有明显提高。结论通过在AISI316不锈钢表面制备渗硼改性层,可明显提高基体材料的硬度和摩擦磨损性能。     

生物医用材料316L不锈钢的磨损腐蚀特性研究

对人工关节常用的生物医用材料316L不锈钢在蒸馏水和Hank’s模拟体液条件下的腐蚀磨损行为进行了研究,通过改变载荷和磨损时间考察了不同因素对其腐蚀磨损的影响规律。在Hank’s模拟体液条件下,316L不锈钢在10kg载荷下的磨损比在其他载荷条件下都要小。同载荷条件下,该钢在Hank’s中的磨损量大于蒸馏水中的,并有晶间腐蚀倾向。     

模拟海水环境中电化学状态对TC4钛合金腐蚀磨损行为的影响（英文）

采用摩擦失重法、电化学测试以及扫描电子显微镜等技术研究TC4钛合金在模拟海水环境中的腐蚀和腐蚀磨损行为,分析电化学状态对TC4钛合金钝化行为、钝化膜失效机制及腐蚀磨损协同作用的影响。结果表明,摩擦过程中TC4钛合金的开路电位明显负移,而且该合金的腐蚀电流密度相比静态腐蚀时提高了3个数量级。合金的腐蚀磨损失重随着电位的升高明显增大,磨蚀与磨损之间存在明显的协同作用,高电位时的腐蚀速度较大但是摩擦因数较低。电位在OCP和0.9 V之间变化时,纯机械磨损量在总腐蚀磨损量中的比重随着电位的升高逐渐降低,而磨损对腐蚀的促进量和腐蚀对磨损的促进量在总腐蚀磨损量中的比重在高电位时尤其显著。     

表面织构-等离子氮化复合处理316不锈钢的液体润滑摩擦学性能

针对316不锈钢表面承载能力低、耐磨性差等问题,采用磨料水射流对316不锈钢进行喷丸处理获得表面凹槽织构,再对表面织构316不锈钢进行了等离子渗氮二次处理,获得了表面织构-离子氮化表面复合改性层。利用SEM、EDS、超景深形貌系统和摩擦磨损仪分析了316不锈钢基体(316SS)、渗氮316不锈钢(PN-316SS)、织构化316不锈钢(ST-316SS)、织构-渗氮316不锈钢(ST-PN-316SS)在液体润滑条件下与Si3N4陶瓷球配副对磨的摩擦学行为。结果表明:在整个滑动过程中,4种试样表现出不同的磨损机理,从磨损量、摩擦因数以及磨损表面特点来看,ST-PN-316SS耐磨性优于其它单一表面改性试样的耐磨性,起到了降低磨损、连续提供润滑的作用,其磨损机理主要为轻微的塑性变形与氧化磨损。     

奥氏体不锈钢AISI 316L腐蚀试验研究

在精对苯二甲酸(PTA)生产中,选取干燥机BM302壳体常用材料奥氏体不锈钢AIS316L为研究对象,在醋酸环境中,对AISI 316L受Br-及Cl-作用的电化学极化试验和电化学阻抗试验进行腐蚀性试验研究。试验结果表明,Br-或Cl-浓度的增加都会导致AISI 316L不锈钢腐蚀速率增加、击穿电位降低、腐蚀反应电阻减小,导致其耐腐蚀性能下降,腐蚀加剧。为PTA设备腐蚀的现场监测和设备维护提供参考依据。     

LY12微弧氧化膜在不同水溶液中的摩擦学行为

以球一面接触方式,在500 μm振幅下,研究LY12铝合金微弧氧化膜在人造雨水、人造海水和纯净水等3种介质中的往复滑动摩擦学行为,研究载荷、频率以及环境介质对摩擦因数和磨损质量损失的影响.结果表明,氧化膜在3种水溶液中的摩擦因数均随着频率的升高而下降,随载荷的上升则呈不同的变化趋势;摩擦因数按照以下顺序递减:雨水、纯水、海水,说明水溶液对摩擦因数的影响,尤其是海水显著的减摩作用;低频时,纯水中的磨损体积最大;随着频率上升,由于Cl-对基体的腐蚀效应以及对磨损的促进作用,导致LY12微弧氧化膜在海水和雨水中的磨损量快速上升而超过纯水中的磨损量,使得腐蚀磨损呈正的交互作用.     

LY12铝合金在雨水中的腐蚀磨损

以球-面接触方式,在300μm振幅下,用UMT摩擦实验机研究了频率以及水介质对LY12铝合金摩擦系数和磨损量的影响,并用动电位法对LY12腐蚀磨损前后进行了电化学测试。结果表明,随着频率的增加,LY12在两种水溶液中的摩擦系数均呈下降趋势,虽然雨水对铝合金具有减摩作用,但LY12在雨水中的腐蚀磨损量始终比在纯水中的高,从而使腐蚀磨损呈正交互作用,LY12在雨水中的腐蚀磨损机制在低频下呈典型的磨粒磨损,高频下则为磨粒磨损伴随腐蚀疲劳。     

316不锈钢微动磨蚀过程力学化学交互作用的迁移行为

用球-平面接触微动设备研究了316L不锈钢微动损伤速率随微动时间的变化,解析了316L不锈钢不同微动阶段的损伤机制.316L不锈钢微动分三个阶段：第一阶段为微突体接触机制,犁沟损伤严重;第二阶段缝隙腐蚀的发生发展成为影响微动的主导因素;第三阶段是腐蚀疲劳微断裂所致剥层机制为主的损伤过程,力学化学交互作用分量在稳定阶段占损伤的60%以上,对316不锈钢微动损伤影响显著,力学分量随微动过程的进行线性下降,腐蚀分量线性增长,但边学因素是材料微动损伤的主要因素。     

碳纤维增强PI与PEEK水润滑下的磨损性能比较

高分子聚合物和不锈钢是水压柱塞泵关键摩擦副常用的配对材料。为了比较CF增强PI与PEEK聚合物的磨损性能,分别制备了10%和30%CF含量的PI和PEEK聚合物,通过与AISI 630不锈钢在水润滑下的摩擦磨损试验获得摩擦因数和磨损率,并借助磨损形貌分析其磨损机制。结果表明:CF增强PEEK比CF增强PI表现出了更优异的摩擦稳定性和耐磨损性能;与10%CF增强PI相比,30%CF增强PI的摩擦磨损性能较好,相比30%CF增强PEEK,10%CF增强PEEK的摩擦磨损性能更好;随着CF含量由10%增至30%,聚合物对偶面AISI 630的摩擦损伤加剧。在海水润滑下,CF增强PI、PEEK与AISI 630的磨损机制为磨粒磨损,PEEK/AISI 630只发生轻微的磨粒磨损,而PI/AISI 630的磨粒磨损则较为严重。上述结果为水压柱塞泵摩擦副材料的选配提供了参考。     

304不锈钢在Na_2SO_4溶液中的微动腐蚀行为

用微动摩擦磨损试验机进行304不锈钢/Al_2O_3摩擦副在Na_2SO_4溶液中的微动腐蚀磨损实验。利用脉冲电位评价微动磨损产生的新生面与磨损表面的关系。结果表明,微动腐蚀磨损量随电位的增高而增大;新生面的面积约为磨痕面积的1/10;304不锈钢的微动腐蚀磨损是由电化学作用引起的腐蚀磨损。     

TC4合金微动腐蚀行为的研究

研究TC4合金在氯化钠溶液中的微动磨损行为,分析不同摩擦副材料下载荷与磨损形貌、摩擦系数和磨损量的关系。结果表明,微动磨损机制是粘着磨损-疲劳脱层-磨粒磨损和腐蚀磨损;腐蚀介质下摩擦系数曲线比干空气的低且平稳;Al_2O_3/TC4摩擦系数曲线波动较大,载荷较大时由微动转为往复滑动。Si_3N_4/TC4磨损量和磨损率均比GCr15/TC4的大,GCr15/TC4耐磨性优于Si_3N_4/TC4,GCr15球作摩擦副材料时磨损性能最好。TC4在氯化钠溶液中的失重是由机械磨损、腐蚀和磨损的交互作用造成的。     

退火对310S奥氏体不锈钢组织和腐蚀磨损性能的影响

研究了不同时间退火后的AISI 310S不锈钢在0.5 mol/L H_2SO_4酸性环境中的腐蚀磨损行为。采用CHI760B型电化学工作站、UMT-2微摩擦磨损试验机及扫描电镜(SEM)等研究了退火时间对试样的组织以及腐蚀磨损性能的影响。结果表明,奥氏体不锈钢晶界析出物随着退火时间的延长而增多;在酸腐蚀磨损环境下,50h退火后的试样耐腐蚀磨损性能最好;在纯磨损环境下,试样耐磨损性能随退火时间延长而升高。