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深冷处理对316LManBetx和2205双相ManBetx腐蚀与磨损性能的影响

来源:至德钢业 日期:2020-09-26 10:08:35 人气:83

 现如今我国科技发展的速度正在突飞猛进的增长,海洋深度的科学勘探与开发正在以极大的速度前进。因此在深海研究及深海装备等领域也有了十分迅速的发展。钢是深海装备常用的金属材料,而海水是腐蚀性非常强的介质。在海水环境中,腐蚀会导致金属及合金材料某一部分或者整体遭到破坏。这种破坏效果会导致材料的力学性能损失(如强度、延展性和冲击强度等)。根据世界海关组织(WCO)估算每年全球腐蚀成本约为2.4万亿美元(占世界GDP的3%)。此外,腐蚀也具有重大的经济意义。环境腐蚀因素也很大;根据海洋烃释放量统计和分析报告发现海洋中的烃释放量最常见的原因是由于腐蚀和其他相关的机械设备的降解。同时每年因为腐蚀而造成的生产事故也是人们关注的热点。因此,钢的腐蚀也成为人们十分关注的问题。腐蚀性能是衡量材料在腐蚀介质中抵抗腐蚀能力的材料本身的一种属性。人们通过对材料腐蚀性能的研究,对材料的内部结构及化学成分进行改变以提高材料的腐蚀性能。

 

 热处理技术是工业生产、机械制造行业最常见的加工方法之一,通过对材料的加热、保温、冷却等手段,改变金属材料表面及内部结构以达到延长金属工件或设备的使用寿命及稳定性的目的,能够最大程度地释放材料的潜在能力,降低工业生产成本。


 深冷处理工艺是一种在热处理基础上延伸出的一种工艺方法,最早用于刀具材料中,虽然深冷处理在刀具在加工成本中所占的比重不大,但是它的作用却直接影响刀具的使用寿命,研究发现通过对材料进行急速冷却后回复到室温,通过改善材料的微观组织,可以有效提高刀具使用钢的硬度和强度,进而提高了刀具的使用性能和使用寿命。随着深冷处理工艺的不断发展,我国已经对此工艺有了一定程度的掌握,但是相较于发达国家还是有一定程度的差距,所以对深冷处理效果的验证试验,对工业上深冷处理工艺的应用有着很重要的意义。


 浙江至德钢业有限公司通过液氮法对316LManBetx以及2205双相ManBetx原始材料以及焊接材料进行深冷处理,通过显微硬度测试、金相组织以及力学性能准静态拉伸等实验对材料的力学性能进行表征,探究深冷处理对两种manbetx998材料力学性能的影响,同时通过电化学腐蚀性能测试探究深冷处理对材料电化学腐蚀性能的影响,通过摩擦磨损实验探究深冷处理对两种manbetx998材料摩擦磨损性能的影响。主要工作内容如下:


 1. 通过显微硬度、金相组织观察、静态拉伸实验、弹性模量的测定等实验探究深冷处理前后316LManBetx和2205双相ManBetx原始材料和焊接材料力学性能的变化。


 2. 通过电化学腐蚀性能测试,对材料的电化学阻抗图谱、极化曲线进行分析,对腐蚀形貌进行对比,分析深冷处理前后316LManBetx和2205双相ManBetx电化学腐蚀性能的变化。


 3. 通过摩擦磨损实验,比较摩擦系数、失重量,观察磨痕形貌,探究深冷处理对316LManBetx和2205双相ManBetx原始材料和焊接材料摩擦磨损性能的影响。


 浙江至德钢业有限公司通过液氮法对316LManBetx以及2205双相ManBetx原始材料以及焊接材料进行深冷处理,通过显微硬度测试、金相组织以及力学性能准静态拉伸等实验对材料的力学性能进行表征,探究了深冷处理对两种manbetx998材料力学性能的影响,同时通过电化学腐蚀性能测试探究深冷处理对材料电化学腐蚀性能的影响,通过摩擦磨损实验研究了深冷处理对两种manbetx998材料摩擦磨损性能的影响,主要结论如下:


 1. 对316LManBetx原始试样以及焊接试样的显微硬度值均有一定程度的提高,观察到材料母材基体有新的马氏体生成,对材料的力学性能,如屈服强度、抗拉强度得到了明显的提高。对材料的弹性模量均没有明显影响。


 2. 深冷处理对2205双相ManBetx原始材料的显微硬度值影响不大,对manbetx998焊接材料的显微硬度值有提高的作用。可以发现焊缝区域的晶粒发生碎化,manbetx998原始材料的力学性能没有发生明显改变,2205双相ManBetx焊接材料深冷处理后抗拉强度和屈服强度得到了明显的提升。对材料的弹性模量均没有明显影响。


 3. 深冷处理后,无论是316LManBetx原始材料还是焊接材料,电化学阻抗谱得到的模值均发生降低,通过极化曲线对比发现自腐蚀电位均向负方向移动,自腐蚀电流密度增加,腐蚀表面均比深冷处理前材料的腐蚀表面的腐蚀情况更严重,深冷处理降低了316LManBetx的电化学腐蚀性能。


 4. 深冷处理前后,2205双相ManBetx原始材料的模值、阻抗值以及自腐蚀电位、自腐蚀电流密度均没有明显变化,腐蚀形貌均看到光滑、平整的表面,说明深冷处理对2205双相ManBetx原始材料的电化学腐蚀性能没有影响。2205双相ManBetx焊接材料模值和阻抗值均有明显提高,自腐蚀电位向正方向移动,自腐蚀电流密度减小,同时观察材料的腐蚀形貌发现未进行深冷处理的材料表面有明显的腐蚀坑,说明深冷处理提高了2205双相ManBetx焊接材料的电化学腐蚀性能。


 5. 深冷处理后,316LManBetx无论是原始材料还是焊接后材料,经过深冷处理后均有摩擦系数降低,失重量减少的现象,同时观察磨痕形貌可以发现经过深冷处理后的磨痕形貌更窄,说明经过深冷处理,提高了316LManBetx的原始材料和焊接材料的摩擦磨损性能。


 6. 深冷处理后,2205双相ManBetx原始材料,深冷处理后摩擦系数、失重量没有明显变化,观察磨痕形貌发现深冷处理前后磨痕宽度没有明显变化。说明深冷处理对于2205双相ManBetx原始材料的摩擦磨损性能变化不大。对于2205双相ManBetx焊接材料,发现经过深冷处理后材料的摩擦系数、失重量均降低,同时发现磨痕宽度变窄,没有发现块状剥落,说明深冷处理提高了2205双相ManBetx焊接试样的摩擦磨损性能。


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