316L、2205不锈钢的海水腐蚀磨损行为研究

摘要

随着社会经济的快速发展，广阔的海洋空间和丰富的海洋资源已开始步入人们的视野。海洋是一个巨大的资源宝库，拥有丰富的生物资源、能源资源以及海洋能资源。海洋资源的开发和利用离不开海洋专用材料的研究和发展，而苛刻海洋环境下的摩擦磨损是制约海洋材料应用和海洋设备发展的关键性问题，因此本论文将研究海洋环境常用的316L和2205双相钢在海水下的腐蚀磨损行为，为海水腐蚀磨损环境材料的选择提供理论基础。
　　研究316L、2205不锈钢在海水腐蚀磨损和阴极保护两种常用海水工况下的腐蚀磨损行为，并利用XRD、金相、电化学测试和腐蚀磨损协同作用等多种测试方法，从微观结构相变化的角度，分析海水滑动磨损对不锈钢腐蚀磨损性能的影响。研究结果如下:
　　(1)316L在高载荷下的磨损率要小于低载荷的磨损率，经XRD、金相分析表明:316L在海水滑动磨损过程中发生了马氏体转变，其转变效率约为60％以上;对两种海水工况下的马氏体转变率进行对比，发现海水腐蚀阻碍了马氏体的转变。
　　(2)采用动电位极化扫描和电化学阻抗方法研究316L微观结构变化对腐蚀行为的影响，结果表明:马氏体相变影响了不锈钢表面钝化膜的特性和稳定性，导致了不锈钢的耐腐蚀性能减弱;电化学阻抗(EIS)分析也得到类似的结论，且产生的马氏体和未转变的奥氏体组成了微观电耦合，继而改变了不锈钢的电化学行为。
　　(3)316L不锈钢在海水下的材料损失包括纯摩擦磨损材料损失(W0)、腐蚀对磨损的协同作用(S')和磨损对腐蚀的协同作用(S

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 海洋环境概述

1．3 海洋摩擦学及海水腐蚀磨损

1．4 不同海洋金属材料的磨损腐蚀行为研究进展

1．4．1 碳钢材料的腐蚀磨损行为

1．4．2 不锈钢材料的腐蚀磨损行为

1．4．3 铜合金材料的腐蚀磨损行为

1．4．4 钛合金材料的磨损腐蚀行为

1．5 本论文研究意义和创新点

1．6 本论文研究内容和技术路线

1．6．1 不锈钢的海水磨蚀性能测试

1．6．2 不锈钢的磨蚀表面表征

1．6．3 不锈钢磨损前后的电化学性能测试

第2章 实验

2．1 实验材料和试剂

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验试剂及药品

2．2 摩擦磨损实验

2．2．1 实验装置

2．2．2 实验步骤

2．3 电化学性能测试

2．3．1 动电位极化测试

2．3．2 电化学阻抗测试

2．4 物相与形貌表征

2．4．1 物相分析

2．4．2 腐蚀磨损形貌

2．4．3 金相分析

2．4．4 硬度测试

2．4．5 磨损表面特征分析

第3章 316L在海水下的腐蚀磨损行为

3．1 前言

3．2 316L的海水腐蚀磨损特性

3．2．1 海水下的摩擦磨损

3．2．2 腐蚀磨损表面物相表征

3．2．3 腐蚀磨损表面硬度分析

3．3 316L在海水下的电化学性能

3．3．1 开路电位(OCP)变化

3．3．2 316L磨损表面动电位极化曲线

3．3．3 316L磨损表面电化学阻抗谱分析

3．4 316L在海水工况下的微观结构变化对协同作用的影响

3．5 本章小结

第4章 2205双相钢在海水下的腐蚀磨损行为

4．1 前言

4．2 2205双相钢的海水腐蚀磨损特性

4．2．1 海水下的摩擦磨损

4．2．2 2205双相钢磨损表面的微观结构表征

4．2．3 2205双相钢磨损表面硬度分析

4．3 2205双相钢在海水下的电化学性能

4．3．2 2205双相钢在海水动态摩擦下OCP的变化

4．3．3 2205双相钢磨损面的动电位极化曲线

4．3．3 2205双相钢磨损表面电化学阻抗谱分析

4．4 2205双相钢在海水工况下微观结构变化对协同作用的影响

4．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果