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发布者:管理员 发布时间:2016/3/25阅读:985次

316L不锈钢在Saline溶液中的微动磨蚀行为

将轧制固溶316L不锈钢制成10mm的试盘,试盘的侧面和背面涂敷环氧树脂加以密封,背部焊接导线。试盘的暴露表面经粒度25m的金刚石研磨膏机械抛光

 

  02h.粘滞与滑移混合状态2结果与讨论21摩擦系数随微动循环周次的变化对每个采样点取摩擦系数的最大值对微动循环周次作图,结果如所示。从可以看出,微动过程可分为4个阶段:第一过渡阶段(OA)、第一稳定阶段(AB)第二过渡阶段(BC)以及第二稳定阶段(CD)。第一过渡阶段持续约12<104循环周次,摩擦系数随循环周次增大而迅速上升;第一稳定阶段的最大摩擦系数在040~065范围内波动,这一阶段持续约8< 104循环周次;在第二过渡阶段摩擦系数迅速下降至0 2左右;之后进入第二稳定阶段。从宏观上反映了不同微动阶段摩擦副的摩擦应力状态的相对大小,但尚不能反映不同微动阶段微动循环过程中材料应力应变的变化特性。研究表明,在微动循环过程中的摩擦应力微动振幅的变化特征与材料的微动损伤特性之间存在对应关系。在固定振幅下,单元微动循环过程中微动摩擦应力随微动时间的变化特征能为揭示材料的微动损伤机制提供较详细的信息。

  为在4个微动阶段的单元循环过程中摩擦系数随时间的变化情况,图中数据为5次平行测试结果经快速傅立叶变换处理后的平均值。可见在不同的阶段摩擦系数的变化有明显区别。研究表明在第一稳定阶段微动摩擦副之间发生轻微的滑移,但接触状态以粘滞为主在第二过渡阶段和22微动损伤速率用单位微动行程内材料的平均质量损失来表示微动损伤速率,其表达式如下:2时间段内的微动循环周次;K为T1~T2时间段内材料的平均损伤速率。第遗介段微动摩擦间的接触状态相似h均为Wishing图ou4示出了材料微动损伤速率随微动时间变n化。

  可以看出,材料微动损伤速率表现出较大差异。在OA段即微动初期,微动损伤速率急剧上升;在AB段,材料的微动损伤速率先有所降低,然后随微动循环周次的增大而快速升高,表明随微动过程的进行发生微动损伤积累,并造成损伤机制发生转变;在BC段,材料的微动损伤速率逐渐下降并最终到达平缓变化状态。

  3微动损伤机理虽然难以建立微动过程中摩擦系数与损伤速率间的严格对应关系,但两者的测定结果都表明,在不同的微动阶段材料的微动损伤机制有所不同。摩擦系数及损伤速率随循环周次的变化反映了微动过程对时间参数的依赖性。所示的材料微动损伤表面形貌SEM照片揭示了316L不锈钢在不同微动阶段的损伤机制。可以看出,在微动早期316L不锈钢表面呈轻微损伤迹象同时,机械损伤作用破坏了材料表面的氧化膜,氧化膜破碎形成的硬质磨屑作为磨粒可导致材料的微切削损伤,从而在316L不锈钢磨损表面形成犁沟损伤形貌随着微动过程的继续进行,316L不锈钢表面发生严重的缝隙腐蚀微动腐蚀产物在外逸过程中遇氧水解,并在微动区外一定距离处形成碱性氢氧化物沉积。此时,微动接触区中的316L不锈钢表面发生严重的弹塑性变形,微动摩擦副处于粘着状态,而碱性氢氧化物沉积处则可见明显的擦伤与轻微剥蚀损伤。在微动后期,金属材料表面处于活化状态,微动区域溶液的腐蚀性强,微动损伤呈现因微动腐蚀疲劳所致的微断裂及微剥层特征。如(d和e)所示,可见材料表面由于剥落所形成的坑洼形貌与微动方向相垂直的微断裂裂纹以及因材料处于活化状态且硬度较低而形成的犁沟形貌。

  腐蚀疲劳断裂及剥落损伤阶段。

  b,微动初期材料表面氧化膜破裂形成硬质磨屑,磨屑在微动表面的微切削作用使得微动损伤速率迅速增大,而其他阶段微动损伤速率变化则受材料表面弹塑性变形与缝隙腐蚀损伤积累的共同影响,并在一定的微动循环周次后达到平缓变化状态。

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