ด้วยการพัฒนาทางเศรษฐกิจและสังคมอย่างรวดเร็ว พื้นที่มหาสมุทรอันกว้างใหญ่และทรัพยากรทางทะเลที่อุดมสมบูรณ์ได้เริ่มเข้ามาอยู่ในสายตาของผู้คน มหาสมุทรเป็นแหล่งทรัพยากรขนาดใหญ่ที่อุดมไปด้วยทรัพยากรทางชีวภาพ ทรัพยากรพลังงาน และทรัพยากรพลังงานจากมหาสมุทร การพัฒนาและการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรทางทะเลแยกไม่ออกจากงานวิจัยและพัฒนาวัสดุพิเศษสำหรับทะเล และการเสียดสีและการสึกหรอในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่รุนแรงเป็นประเด็นสำคัญที่จำกัดการใช้งานวัสดุทางทะเลและการพัฒนาอุปกรณ์ทางทะเล งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมการกัดกร่อนและการสึกหรอของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L และ 2205 ภายใต้สภาวะน้ำทะเลสองแบบที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ การกัดกร่อนและการสึกหรอจากน้ำทะเล และการป้องกันด้วยกระแสไฟฟ้า และใช้วิธีการทดสอบที่หลากหลาย เช่น XRD, โลหะวิทยา, การทดสอบทางเคมีไฟฟ้า และการวิเคราะห์การทำงานร่วมกันของการกัดกร่อนและการสึกหรอ เพื่อวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงเฟสของโครงสร้างจุลภาค จากมุมมองนี้ จึงวิเคราะห์ผลกระทบของการสึกหรอจากการเลื่อนในน้ำทะเลต่อคุณสมบัติการกัดกร่อนและการสึกหรอของเหล็กกล้าไร้สนิม ผลการวิจัยมีดังนี้:
(1) อัตราการสึกหรอของ 316L ภายใต้ภาระสูงนั้นน้อยกว่าอัตราการสึกหรอภายใต้ภาระต่ำ การวิเคราะห์ XRD และการวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาแสดงให้เห็นว่า 316L เกิดการเปลี่ยนแปลงมาร์เทนไซต์ระหว่างการสึกหรอแบบเลื่อนในน้ำทะเล และประสิทธิภาพการเปลี่ยนแปลงอยู่ที่ประมาณ 60% หรือมากกว่า เมื่อเปรียบเทียบอัตราการเปลี่ยนแปลงมาร์เทนไซต์ภายใต้สภาวะน้ำทะเลสองแบบ พบว่าการกัดกร่อนของน้ำทะเลขัดขวางการเปลี่ยนแปลงมาร์เทนไซต์
(2) การสแกนโพเทนซิโอไดนามิกโพลาไรเซชันและอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าเคมีถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคของ 316L ต่อพฤติกรรมการกัดกร่อน ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนเฟสแบบมาร์เทนไซต์ส่งผลต่อลักษณะและเสถียรภาพของฟิล์มพาสซีฟบนพื้นผิวของเหล็กกล้าไร้สนิม ทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมเกิดการกัดกร่อน ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง การวิเคราะห์อิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าเคมี (EIS) ก็ได้ข้อสรุปที่คล้ายคลึงกัน และมาร์เทนไซต์ที่เกิดขึ้นและออสเทนไซต์ที่ไม่เปลี่ยนรูปก่อให้เกิดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าในระดับจุลภาค ซึ่งส่งผลให้พฤติกรรมทางไฟฟ้าเคมีของเหล็กกล้าไร้สนิมเปลี่ยนแปลงไป
(3) การสูญเสียทางวัตถุของเหล็กกล้าไร้สนิม 316Lภายใต้น้ำทะเล ประกอบด้วยการสูญเสียวัสดุจากการเสียดสีและการสึกหรอโดยตรง (W0) ผลกระทบร่วมกันของการกัดกร่อนต่อการสึกหรอ (S') และผลกระทบร่วมกันของการสึกหรอต่อการกัดกร่อน (S') ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงเฟสแบบมาร์เทนซิติกส่งผลต่อความสัมพันธ์ระหว่างการสูญเสียวัสดุของแต่ละส่วน
(4) พฤติกรรมการกัดกร่อนและการสึกหรอของ2205ได้มีการศึกษาเหล็กกล้าสองเฟสภายใต้สภาวะน้ำทะเลสองแบบ ผลการศึกษาพบว่า อัตราการสึกหรอของเหล็กกล้าสองเฟส 2205 ภายใต้ภาระสูงนั้นต่ำกว่า และการสึกหรอแบบเลื่อนในน้ำทะเลทำให้เกิดเฟส σ บนพื้นผิวของเหล็กกล้าสองเฟส การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาค เช่น การเสียรูป การเคลื่อนที่ของดิสโลเคชัน และการเลื่อนของแลตติส ช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของเหล็กกล้าสองเฟส เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้า 316L เหล็กกล้าสองเฟส 2205 มีอัตราการสึกหรอต่ำกว่าและมีความต้านทานการสึกหรอที่ดีกว่า
(5) มีการใช้เวิร์กสเตชันทางเคมีไฟฟ้าเพื่อทดสอบคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของพื้นผิวสึกหรอของเหล็กสองเฟส หลังจากการสึกหรอแบบเลื่อนในน้ำทะเล ศักยภาพการกัดกร่อนด้วยตนเองของ2205เมื่อพิจารณาจากเหล็กกล้าสองเฟสแล้ว พบว่าค่าความต้านทานของพื้นผิวสึกหรอของเหล็กกล้าสองเฟสลดลง และความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ จากวิธีการทดสอบอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้าเคมี (EIS) ยังสรุปได้ว่าค่าความต้านทานของพื้นผิวสึกหรอของเหล็กกล้าสองเฟสลดลง และความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากน้ำทะเลลดลง เฟส σ ที่เกิดขึ้นจากการสึกหรอแบบเลื่อนของเหล็กกล้าสองเฟสโดยน้ำทะเลจะลดปริมาณธาตุ Cr และ Mo รอบๆ เฟอร์ไรต์และออสเทนไนต์ ทำให้เหล็กกล้าสองเฟสไวต่อการกัดกร่อนจากน้ำทะเลมากขึ้น และมีแนวโน้มที่จะเกิดหลุมกัดกร่อนในบริเวณที่บกพร่องเหล่านี้
(6) การสูญเสียทางวัตถุของเหล็กกล้าดูเพล็กซ์ 2205การสูญเสียวัสดุส่วนใหญ่เกิดจากแรงเสียดทานและการสึกหรอโดยตรง คิดเป็นประมาณ 80% ถึง 90% ของการสูญเสียทั้งหมด เมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิม 316L การสูญเสียวัสดุในแต่ละส่วนของเหล็กดูเพล็กซ์จะมากกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316L เล็กน้อย
โดยสรุปแล้ว สามารถสรุปได้ว่าเหล็กกล้าสองเฟส 2205 มีความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมน้ำทะเลได้ดีกว่า และเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนและการสึกหรอจากน้ำทะเล
วันที่โพสต์: 4 ธันวาคม 2023