| 金属材料在海水中腐蚀磨损性能的研究 | |
| 陈君 | |
| Subtype | 工学博士 |
| Thesis Advisor | 阎逢元 |
| 2012-05-29 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 固体润滑国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 材料学 |
| Keyword | 腐蚀磨损 交互作用 金属材料 海水 电偶腐蚀 Corrosion Wear Interaction Effect Metal Materials Seawater Galvanic Corrosion |
| Abstract | 海水是一种复杂的天然平衡体系，具有特殊的理化性能，是一种很强的腐蚀性电解质溶液，具有高的含盐量、导电性和生物活性。金属材料在海水中的腐蚀非常严重，造成了巨大的损失，科研工作者对金属材料的腐蚀与防护进行了大量的研究，但是对金属材料在海水环境下的腐蚀磨损研究鲜有报道。本文对比研究了几种有代表性的耐腐蚀性能优异的金属材料在海水环境下的腐蚀磨损行为，对其在海水中的摩擦磨损理论和机制进行了探讨。获得了以下主要结论： 1. 海水盐度对金属材料的腐蚀磨损量以及腐蚀电流密度有明显的影响，随着盐度的增加，其腐蚀磨损量和腐蚀电流密度呈现先增加后降低的趋势，存在一个极大值。当TC4钛合金与316不锈钢对磨时，其在海水下的磨损量小于在纯水下的磨损量，原因是腐蚀磨损过程中TC4钛合金与316不锈钢存在的电偶腐蚀作用。 2. 通过静态腐蚀极化曲线分析，本文研究的TC4钛合金、316不锈钢、Monel K500合金、Hastelloy C-276合金和Inconel 625合金在海水中的静态耐腐蚀性能优异，腐蚀电流密度很小，但是在摩擦动态条件下，其腐蚀电流密度显著增大，说明耐腐蚀金属在海水中同样面临着腐蚀的作用。这些惰性金属在纯水润滑条件或者阴极保护条件下的磨损量明显小于其在海水润滑条件下的磨损量，腐蚀磨损之间存在明显的交互作用。研究结果表明，对于惰性金属，其海水腐蚀引起的磨损增量与其纯机械磨损量两者在量值关系上是同等重要的，因此腐蚀介质中的腐蚀与磨损交互作用是不可忽视的问题。 3. 动态摩擦作用使得316不锈钢、TC4钛合金和Monel K500合金的开路电位迅速降低，相比静态腐蚀下的极化曲线，腐蚀磨损过程中的极化曲线向负方向移动了0.2V左右，腐蚀电流密度得到明显的提高，提高幅度达到2-3个数量级。 4. 极化电位对316不锈钢、TC4钛合金和Monel K500合金的腐蚀磨损性能有较大的影响，电位的升高使得其磨损量增大，摩擦系数减小，其原因在于阴极保护抑制了金属腐蚀，减少了材料的流失，而阳极极化使得摩擦对表面钝化膜形成了连续的破坏作用，腐蚀加剧。 5. 通过电位跃阶技术模拟研究了316不锈钢、TC4钛合金和Monel K500合金的钝化膜破坏以及修复过程，发现新鲜表面钝化的平均电流密度Ipm大于实际测得的腐蚀电流密度Isliding，钝化膜破坏的有效面积小于总磨痕面积。 6. 当TC4钛合金与45#钢电偶连接时，45#钢的腐蚀速度得到极大的提高，提高幅度达到了3倍，而当摩擦作用于TC4钛合金时，45#钢的腐蚀速度非常小，腐蚀被抑制。摩擦破坏了TC4钛合金表面的钝化膜，使得其自腐蚀电位降低，从而引起45#钢-TC4钛合金电偶对的腐蚀行为发生改变。 |
| Funding Project | 功能防护材料组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/2793 |
| Collection | 固体润滑国家重点实验室（LSL） |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 陈君. 金属材料在海水中腐蚀磨损性能的研究[D]. 中国科学院研究生院,2012. |
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| 201229陈君.pdf（5072KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
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