С быстрым развитием социальной экономики обширные морские пространства и богатые морские ресурсы начали попадать в поле зрения людей. Океан - это огромная сокровищница ресурсов, богатая биологическими ресурсами, энергетическими ресурсами и ресурсами морской энергии. Разработка и использование морских ресурсов неотделимы от исследований и разработок специальных морских материалов, а трение и износ в суровых морских условиях являются ключевыми проблемами, которые ограничивают применение морских материалов и разработку морского оборудования. Изучите коррозионное и износоустойчивое поведение нержавеющей стали 316L и 2205 в двух часто используемых условиях морской воды: коррозионный износ в морской воде и катодная защита, и используйте различные методы испытаний, такие как рентгеновская дифракция, металлография, электрохимические испытания и синергия коррозии и износа, для анализа фазовых изменений микроструктуры. С этой точки зрения анализируется влияние износа скольжения в морской воде на коррозионные и износостойкие свойства нержавеющей стали. Результаты исследований следующие:
(1) Скорость износа стали 316L при высокой нагрузке меньше, чем при низкой. Рентгеноструктурный и металлографический анализы показывают, что сталь 316L претерпевает мартенситное превращение при трении скольжения в морской воде, а эффективность превращения составляет около 60% и более. Сравнение скоростей мартенситного превращения в двух условиях воздействия морской воды показало, что коррозия в морской воде препятствует мартенситному превращению.
(2) Для изучения влияния микроструктурных изменений стали 316L на коррозионные свойства были использованы методы потенциодинамического поляризационного сканирования и электрохимического импеданса. Результаты показали, что мартенситное фазовое превращение влияет на характеристики и стабильность пассивной пленки на поверхности нержавеющей стали, что приводит к её коррозии. Коррозионная стойкость снижается; анализ электрохимического импеданса (ЭИС) также привёл к аналогичному выводу, а образовавшийся мартенсит и непревращенный аустенит образуют микроскопическую электрическую связь, что, в свою очередь, изменяет электрохимическое поведение нержавеющей стали.
(3) Материальная потерянержавеющая сталь 316Lпод морской водой включает в себя чистое трение и потерю материала из-за износа (W0), синергетическое влияние коррозии на износ (S') и синергетическое влияние износа на коррозию (S'), в то время как мартенситное фазовое превращение влияет. Объясняется взаимосвязь между потерей материала каждой детали.
(4) Коррозионное и износоустойчивое поведение2205Было проведено исследование двухфазной стали в двух условиях воздействия морской воды. Результаты показали, что: скорость износа двухфазной стали 2205 при высоких нагрузках была ниже, а износ скольжения в морской воде приводил к образованию σ-фазы на поверхности двухфазной стали. Микроструктурные изменения, такие как деформации, дислокации и сдвиги решетки, повышают износостойкость двухфазной стали; по сравнению с 316L, двухфазная сталь 2205 имеет меньшую скорость износа и более высокую износостойкость.
(5) Для исследования электрохимических свойств поверхности износа двухфазной стали использовалась электрохимическая рабочая станция. После скользящего износа в морской воде был измерен потенциал самокоррозии2205двухфазной стали уменьшилось, а плотность тока увеличилась; из метода испытания электрохимическим импедансом (EIS) также сделан вывод, что значение сопротивления поверхности износа дуплексной стали уменьшается, а стойкость к коррозии в морской воде ослабевает; σ-фаза, образующаяся при скользящем износе дуплексной стали в морской воде, уменьшает элементы Cr и Mo вокруг феррита и аустенита, что делает дуплексную сталь более восприимчивой к коррозии в морской воде, а также в этих дефектных областях склонны образовываться питтинги.
(6) Материальная потерядуплексная сталь 2205Потери материала в основном происходят из-за трения и износа, составляя около 80–90% от общей потери. По сравнению с нержавеющей сталью 316L, потери материала в каждой детали дуплексной стали выше, чем у 316L. Небольшие.
Подводя итог, можно сделать вывод, что двухфазная сталь 2205 обладает лучшей коррозионной стойкостью в морской воде и больше подходит для применения в условиях коррозии и износа в морской воде.
Время публикации: 04 декабря 2023 г.