至德鋼業(yè)316L不銹鋼管和2205不銹鋼管摩擦磨損實(shí)驗(yàn)

 浙江至德鋼業(yè)有限公司316L不銹鋼管、2205不銹鋼管在海水工況下的摩擦磨損性能主要采用摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)來(lái)測(cè)試和評(píng)價(jià)的。本儀器主要是用于對(duì)多種金屬、陶瓷、高分子材料、復(fù)合材料和薄膜涂層的腐蝕、磨損、疲勞等特性的研究和評(píng)價(jià)，可實(shí)現(xiàn)X-Y雙方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，X：最大行程150mm，速度0.001~20mm/s；Y：最大行程250mm，速度0.001~60mm/s；力傳感器范圍：3N~1000N；分辨率：50mN。

 本實(shí)驗(yàn)的電化學(xué)性能測(cè)試采用生產(chǎn)的型號(hào)為的電化學(xué)工作站，本儀器的主要功能包括：開(kāi)路電位、恒電位、極化曲線、電化學(xué)阻抗、循環(huán)伏安法、差分脈沖伏安法、交流伏安法和線性伏安掃描等測(cè)試，主要用于常規(guī)電化學(xué)腐蝕、涂層、微電極、電池和超級(jí)電容器等方面的研究，其具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)如下：功率放大器最大輸出電壓：±10.0V；最大輸出電流：>±1.0A；切換速率：10V/μS(高速)；電流量程：1A~100nA（8檔）；監(jiān)測(cè)精度：10μA~1A：0.2%；100nA~1μA：0.5%；噪聲和波動(dòng)：有外部輸入時(shí)一般<25μVrms。

 實(shí)驗(yàn)步驟將316L不銹鋼管和2205不銹鋼不銹鋼管切成實(shí)驗(yàn)樣品，其尺寸為直徑6mm，厚度為4mm的小圓柱，然后選用不同目數(shù)的砂紙對(duì)樣品進(jìn)行打磨至1200目，然后用3.5μm的金剛石拋光膏對(duì)樣品進(jìn)行拋光，隨后將基體分別在丙酮和乙醇中各超聲波清洗10min，以除去不銹鋼管表面油污，已備實(shí)驗(yàn)待用。本實(shí)驗(yàn)的腐蝕磨損實(shí)驗(yàn)在摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，采用栓-盤(pán)摩擦方式，其對(duì)磨試樣為Al2O3陶瓷方塊，尺寸為18mmx18mmx5.3mm；實(shí)驗(yàn)是在人工海水工況下進(jìn)行，人工海水成分如表，腐蝕磨損試驗(yàn)的工作原理示意圖如圖。其工作原理：將實(shí)驗(yàn)圓柱樣品固定在上圓柱體夾具中，而Al2O3陶瓷方塊安裝在下夾具，并浸泡于腐蝕溶液（人工海水）中，且隨轉(zhuǎn)軸做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在腐蝕磨損過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)樣品作為工作電極，鉑絲和Ag/AgCl分別作為對(duì)電極和參比電極，從而組成三電極測(cè)試系統(tǒng)，其電化學(xué)信號(hào)由電化學(xué)工作站監(jiān)測(cè)和分析。實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象為不銹鋼小圓柱，測(cè)定不銹鋼在海水腐蝕和陰極保護(hù)條件下的腐蝕磨損性能。

 本實(shí)驗(yàn)的腐蝕磨損實(shí)驗(yàn)主要分為三部分，主要包括如下：

 1. 海水腐蝕磨損實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)在人工海水介質(zhì)中進(jìn)行，采用三種載荷進(jìn)行測(cè)試，分別是100N、300N和500N，其接觸壓力相當(dāng)于3.54MPa,10.62MPa,17.69Mpa，滑動(dòng)速度為20mm/s，滑動(dòng)時(shí)間為30分鐘（316L）和60分鐘（2205）。不銹鋼的質(zhì)量磨損采用稱(chēng)重法來(lái)評(píng)定：△W=W1-W2，其中為試樣磨損前后的質(zhì)量差，W1為磨損前的樣品質(zhì)量，W2為磨損后的樣品質(zhì)量。

 2. 人工海水下的純摩擦磨損試驗(yàn)；為了測(cè)試不銹鋼在海水下的純摩擦磨損，實(shí)驗(yàn)需要Modulab電化學(xué)工作站設(shè)置穩(wěn)定的陰極保護(hù)電壓對(duì)不銹鋼防腐蝕保護(hù)，316L不銹鋼管、2205不銹鋼管的陰極保護(hù)電壓為-0.8V，陰極保護(hù)下的摩擦磨損參數(shù)與海水腐蝕磨損實(shí)驗(yàn)相同。

 3. 滑動(dòng)過(guò)程中開(kāi)路電位測(cè)試；為了分析滑動(dòng)磨損對(duì)不銹鋼海水腐蝕傾向的影響，利用電化學(xué)工作站對(duì)不銹鋼管在靜態(tài)及動(dòng)態(tài)條件下的開(kāi)路電位進(jìn)行測(cè)試。滑動(dòng)開(kāi)始前需要測(cè)試靜態(tài)開(kāi)路電位10分鐘，得到磨損前不銹鋼靜態(tài)的開(kāi)路電位，滑動(dòng)開(kāi)始后測(cè)試動(dòng)態(tài)下的開(kāi)路電位30分鐘（316L）和60分鐘（2205），滑動(dòng)停止后測(cè)試磨損后靜態(tài)的開(kāi)路電位20分鐘。