Fe-19Cr-15Mn-0.66N高氮钢在空气和0.5 mol/L NaCl溶液中的腐蚀磨损行为
2022-07-21葛炼伟王欣怡乔岩欣
王 兰,张 维,葛炼伟,王欣怡,乔岩欣
(1.中国核能电力股份有限公司,北京 100097;2.中核核电运行管理有限公司,嘉兴 314300;3.江苏科技大学,镇江 212100)
高氮钢具有优异的力学性能和耐腐蚀性,因而广泛应用于石油、石化、电力等工业及工程应用领域。在应用过程中,高氮钢不可避免会遭受腐蚀以及磨损,导致接触表面钝化膜部分或完全损坏,从而加速金属溶解,导致材料失效[1]。材料的耐腐蚀磨损性不仅与其强度、硬度和韧性等力学性能有关,还与其耐腐蚀性能相关。在腐蚀磨损过程中,金属表面形成的钝化膜可以通过机械磨损去除,从而导致腐蚀加速,而腐蚀也可以通过促进裂纹的萌生和扩展加速机械磨损[2]。因此,材料的腐蚀磨损应包括腐蚀、机械磨损和其他参数引起的材料损失的总和。
随着海洋资源的开发,材料在严苛海洋环境中的腐蚀、冲刷以及磨损是海工装备、设备中普遍存在的问题。高氮钢由于具有良好的耐腐蚀[3-4]、空蚀[5-6]和应力腐蚀性能[7]等,在海洋装备领域具有广阔的应用前景。在力和腐蚀作用下,构件受到的腐蚀往往比单纯的腐蚀和机械损伤高很多。毕红运等[8]研究发现,在含有Cl-的硫酸溶液中,304不锈钢和Cr-Mn-N不锈钢的磨损性能随接触应力的增加呈线性增加。BREGLIOZZIA等[9]研究发现,在力和腐蚀协同作用下,高氮钢的损伤程度与腐蚀介质有关,空蚀破坏随着pH降低而增加。目前,关于高氮钢在磨损和腐蚀共同做下的研究较少。因此,本工作以Fe-18Cr-15Mn-0.66N高氮奥氏体不锈钢为研究对象,在空气和0.5 mol/L NaCl溶液中开展了摩擦磨损试验,分析了高氮钢在磨损和腐蚀共同作用下的磨损机理,希望为改善材料在海洋环境的应用提供保障。……
