不锈钢磨损腐蚀失效机理的研究现状
发布时间：2021-11-13 02:50
不锈钢相较于其他钢铁材料而言具有优异的耐蚀性,同时有着良好的力学性能和加工性能,因此被广泛用作制造耐蚀零部件和产品。但不锈钢在某些服役条件下会同时遭受机械磨损和电化学腐蚀,进而产生了一种特殊的失效方式:磨损腐蚀。磨损和腐蚀交互作用,大幅加速不锈钢的降解,最终导致材料的快速失效,引发经济损失和安全事故。从降解机理、腐蚀介质的影响和数学模型等方面,介绍了目前国内外不锈钢磨损腐蚀失效机理的研究现状,为指导不锈钢的使用和提高其耐磨蚀性能提供参考依据。
【文章来源】：重庆理工大学学报(自然科学). 2020,34(09)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不锈钢磨损与腐蚀交互作用示意图
不锈钢在磨蚀后，表层组织结构会发生显著改变，会形成一种晶粒尺寸、缺陷浓度等呈现梯度变化的组织结构。由于磨蚀降解是由表及里依次发生的，这种梯度结构可以被认为是材料的转变、降解过程的静态表现，对研究不锈钢的降解机理有着重要的参考价值。而这种新形成的表面与原始材料相比，性能会发生明显的改变，对磨蚀行为产生明显影响，但目前这方面的研究处于起始阶段，还未获得广泛的关注和深入的研究。1.2.1 磨蚀后形成的梯度结构
图3(a)显示的是304不锈钢在硫酸溶液中磨蚀后的横截面组织，可以看到:相对底部粗大的原始晶粒，越靠近表面，晶粒尺寸下降越明显，最表面的晶粒尺寸仅为几十纳米。图3(b)是梯度结构示意图，梯度变形结构从外至内可分为4部分:纳米晶层、细化层、变形粗晶层和未受影响层，这种梯度结构在普通摩擦磨损中也会出现[10,53-55]。梯度变形结构的最表面为纳米晶层，晶粒尺寸最小，其晶粒尺寸相对原始的粗晶材料可以下降3～4个数量级，例如304不锈钢经过磨蚀后晶粒尺寸可以从16μm下降到几纳米[56]。纳米晶层下方为细化层，晶粒尺寸相对原始粗晶也有大幅度的降低，晶粒尺寸通常为一百到几百纳米。细化层下方为变形粗晶层，晶粒尺寸为几百纳米到微米级，内部存在一些变形导致的缺陷，如位错、机械孪晶等[53,57-60]。变形粗晶细化层的下方为未受影响的原始晶粒。这种梯度结构的产生和应力的分布有着密切的关系，越靠近表面的区域，一般其接触应力和摩擦剪切力越大，应力和应变率会随着深度的减小迅速增大，从而产生梯度变形结构。1.2.2 梯度结构的形成过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢316L氮化/（Cr,Ti）N涂层原位复合制备[J]. 杨永杰,吴法宇,滕越,赵志伟,延睿桐,周艳文,解志文,郭媛媛. 表面技术. 2019(03)
[2]海水环境下2507超级双相不锈钢微动磨损性能研究[J]. 王梦娇,王云霞,范娜,王秋凤,阎逢元. 润滑与密封. 2019(02)
[3]外加电势对304不锈钢在乙酸溶液中腐蚀磨损与重金属迁移行为的影响[J]. 刘健,孙航,于艳坤,高建国,万勇. 润滑与密封. 2019(01)
[4]南海大气环境下304不锈钢的点蚀特性研究[J]. 张宇,刘亚鹏,李开伟,仝宏韬,冯昌,张慧霞,王洪伦. 表面技术. 2018(12)
[5]Friction and wear behaviors of a gradient nano-grained AISI 316L stainless steel under dry and oil-lubricated conditions[J]. P.F.Wang,Z.Han. Journal of Materials Science & Technology. 2018(10)
[6]Literature review on the mechanical properties of materials after surface mechanical attrition treatment（SMAT）[J]. Temitope Olumide Olugbade,Jian Lu. Nano Materials Science. 2020(01)
硕士论文
[1]316L不锈钢表面强化及磨蚀性能研究[D]. 李涛.沈阳工业大学 2016
本文编号：3492164
【文章来源】：重庆理工大学学报(自然科学). 2020,34(09)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
不锈钢磨损与腐蚀交互作用示意图
不锈钢在磨蚀后，表层组织结构会发生显著改变，会形成一种晶粒尺寸、缺陷浓度等呈现梯度变化的组织结构。由于磨蚀降解是由表及里依次发生的，这种梯度结构可以被认为是材料的转变、降解过程的静态表现，对研究不锈钢的降解机理有着重要的参考价值。而这种新形成的表面与原始材料相比，性能会发生明显的改变，对磨蚀行为产生明显影响，但目前这方面的研究处于起始阶段，还未获得广泛的关注和深入的研究。1.2.1 磨蚀后形成的梯度结构
图3(a)显示的是304不锈钢在硫酸溶液中磨蚀后的横截面组织，可以看到:相对底部粗大的原始晶粒，越靠近表面，晶粒尺寸下降越明显，最表面的晶粒尺寸仅为几十纳米。图3(b)是梯度结构示意图，梯度变形结构从外至内可分为4部分:纳米晶层、细化层、变形粗晶层和未受影响层，这种梯度结构在普通摩擦磨损中也会出现[10,53-55]。梯度变形结构的最表面为纳米晶层，晶粒尺寸最小，其晶粒尺寸相对原始的粗晶材料可以下降3～4个数量级，例如304不锈钢经过磨蚀后晶粒尺寸可以从16μm下降到几纳米[56]。纳米晶层下方为细化层，晶粒尺寸相对原始粗晶也有大幅度的降低，晶粒尺寸通常为一百到几百纳米。细化层下方为变形粗晶层，晶粒尺寸为几百纳米到微米级，内部存在一些变形导致的缺陷，如位错、机械孪晶等[53,57-60]。变形粗晶细化层的下方为未受影响的原始晶粒。这种梯度结构的产生和应力的分布有着密切的关系，越靠近表面的区域，一般其接触应力和摩擦剪切力越大，应力和应变率会随着深度的减小迅速增大，从而产生梯度变形结构。1.2.2 梯度结构的形成过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢316L氮化/（Cr,Ti）N涂层原位复合制备[J]. 杨永杰,吴法宇,滕越,赵志伟,延睿桐,周艳文,解志文,郭媛媛. 表面技术. 2019(03)
[2]海水环境下2507超级双相不锈钢微动磨损性能研究[J]. 王梦娇,王云霞,范娜,王秋凤,阎逢元. 润滑与密封. 2019(02)
[3]外加电势对304不锈钢在乙酸溶液中腐蚀磨损与重金属迁移行为的影响[J]. 刘健,孙航,于艳坤,高建国,万勇. 润滑与密封. 2019(01)
[4]南海大气环境下304不锈钢的点蚀特性研究[J]. 张宇,刘亚鹏,李开伟,仝宏韬,冯昌,张慧霞,王洪伦. 表面技术. 2018(12)
[5]Friction and wear behaviors of a gradient nano-grained AISI 316L stainless steel under dry and oil-lubricated conditions[J]. P.F.Wang,Z.Han. Journal of Materials Science & Technology. 2018(10)
[6]Literature review on the mechanical properties of materials after surface mechanical attrition treatment（SMAT）[J]. Temitope Olumide Olugbade,Jian Lu. Nano Materials Science. 2020(01)
硕士论文
[1]316L不锈钢表面强化及磨蚀性能研究[D]. 李涛.沈阳工业大学 2016
本文编号：3492164
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3492164.html
