Mit der rasanten Entwicklung der Sozialwirtschaft rücken die riesigen Ozeane und die reichen Meeresressourcen zunehmend in den Blick der Menschen. Der Ozean ist eine riesige Schatzkammer an Ressourcen, reich an biologischen Ressourcen, Energieressourcen und Meeresenergieressourcen. Die Erschließung und Nutzung der Meeresressourcen ist untrennbar mit der Forschung und Entwicklung von Spezialwerkstoffen für den Meeresbereich verbunden. Reibung und Verschleiß in rauen Meeresumgebungen sind zentrale Faktoren, die die Anwendung von Meereswerkstoffen und die Entwicklung von Schiffsausrüstung einschränken. Untersuchen Sie das Korrosions- und Verschleißverhalten von Edelstahl 316L und 2205 unter zwei häufig verwendeten Meerwasserbedingungen: Meerwasserkorrosionsverschleiß und kathodischer Schutz. Verwenden Sie verschiedene Prüfmethoden wie XRD, Metallografie, elektrochemische Prüfungen sowie Korrosions- und Verschleißsynergie, um die Phasenänderungen der Mikrostruktur zu analysieren. Aus diesem Blickwinkel wird der Einfluss von Meerwassergleitverschleiß auf die Korrosions- und Verschleißeigenschaften von Edelstahl analysiert. Die Forschungsergebnisse lauten wie folgt:
(1) Die Verschleißrate von 316L ist unter hoher Belastung geringer als unter geringer Belastung. XRD- und metallografische Analysen zeigen, dass 316L bei Gleitverschleiß in Meerwasser eine martensitische Umwandlung erfährt und die Umwandlungseffizienz bei etwa 60 % oder mehr liegt. Ein Vergleich der Martensitumwandlungsraten unter zwei Meerwasserbedingungen ergab, dass Meerwasserkorrosion die Martensitumwandlung behindert.
(2) Mittels potentiodynamischer Polarisationsabtastung und elektrochemischer Impedanz wurde der Einfluss mikrostruktureller Veränderungen von 316L auf das Korrosionsverhalten untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass die martensitische Phasenumwandlung die Eigenschaften und die Stabilität des Passivfilms auf der Oberfläche von Edelstahl beeinflusste und so zur Korrosion des Edelstahls führte. Die Korrosionsbeständigkeit wurde geschwächt; die elektrochemische Impedanzanalyse (EIS) kam zu einem ähnlichen Ergebnis. Der gebildete Martensit und der nicht umgewandelte Austenit bilden eine mikroskopische elektrische Kopplung, die wiederum das elektrochemische Verhalten von Edelstahl verändert.
(3) Der materielle Verlust vonEdelstahl 316LUnter Meerwasser umfasst reinen Reibungs- und Verschleißmaterialverlust (W0), den synergistischen Effekt von Korrosion auf Verschleiß (S') und den synergistischen Effekt von Verschleiß auf Korrosion (S'), während die martensitische Phasenumwandlung die Beziehung zwischen dem Materialverlust jedes Teils erklärt.
(4) Das Korrosions- und Verschleißverhalten von2205Dualphasenstahl wurde unter zwei Meerwasserbedingungen untersucht. Die Ergebnisse zeigten: Die Verschleißrate von 2205 Dualphasenstahl unter hoher Belastung war geringer, und durch Meerwassergleitverschleiß entstand die σ-Phase auf der Oberfläche des Dualphasenstahls. Mikrostrukturelle Veränderungen wie Deformationen, Versetzungen und Gitterverschiebungen verbessern die Verschleißfestigkeit von Dualphasenstahl; im Vergleich zu 316L weist 2205 Dualphasenstahl eine geringere Verschleißrate und eine bessere Verschleißfestigkeit auf.
(5) An einer elektrochemischen Arbeitsstation wurden die elektrochemischen Eigenschaften der Verschleißoberfläche des Dualphasenstahls untersucht. Nach Gleitverschleiß in Meerwasser wurde das Selbstkorrosionspotential der2205Dualphasenstahl nahm ab und die Stromdichte nahm zu; aus der elektrochemischen Impedanztestmethode (EIS) wurde außerdem der Schluss gezogen, dass der Widerstandswert der Verschleißoberfläche von Duplexstahl abnimmt und die Korrosionsbeständigkeit gegenüber Seewasser geschwächt wird; die durch den Gleitverschleiß von Duplexstahl durch Seewasser erzeugte σ-Phase reduziert die Cr- und Mo-Elemente um Ferrit und Austenit, wodurch Duplexstahl anfälliger für Seewasserkorrosion wird und in diesen defekten Bereichen ebenfalls leicht Lochfraß auftritt.
(6) Der materielle Verlust von2205 DuplexstahlDer Materialverlust entsteht hauptsächlich durch Reibung und Verschleiß und macht etwa 80 bis 90 % des Gesamtverlusts aus. Im Vergleich zu Edelstahl 316L ist der Materialverlust jedes Teils von Duplexstahl größer als bei 316L. Klein.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Dualphasenstahl 2205 eine bessere Korrosionsbeständigkeit in Meerwasserumgebungen aufweist und sich besser für den Einsatz in Meerwasserkorrosions- und Verschleißumgebungen eignet.
Veröffentlichungszeit: 04.12.2023