304-316不銹鋼沖蝕腐蝕行為研究.pdf

1、304/316不銹鋼以其良好的抗腐蝕性能和機(jī)械性能而得到廣泛應(yīng)用，尤其是在核電行業(yè)。然而，在其應(yīng)用中存在著沖蝕磨損，腐蝕磨損，應(yīng)力腐蝕開裂和高溫氧化等問題。本文研究了304/316不銹鋼兩相射流沖蝕磨損行為，在NaCl、HCl和NaOH中的腐蝕磨損行為，在實(shí)驗(yàn)室模擬壓水堆條件下的應(yīng)力腐蝕開裂和高溫氧化腐蝕行為。
　　(1)本文通過兩相高速射流對(duì)304/316不銹鋼的沖蝕實(shí)驗(yàn)，通過失重法和材料表面形貌、結(jié)構(gòu)和成分微觀分析，研究材料沖

2、蝕磨損失效過程以及沖蝕機(jī)理分析，通過動(dòng)電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜探討不同沖蝕條件下樣品的腐蝕性能。結(jié)果表明:顆粒種類、顆粒粒徑、顆粒濃度、沖蝕角度、沖蝕時(shí)間以及樣品材料對(duì)平板不銹鋼材料沖蝕磨損結(jié)果均有影響，304鋼的抗沖蝕磨損性能比316鋼差，顆粒濃度與沖蝕磨損率成正比關(guān)系，小角度沖蝕磨損機(jī)理多為切削作用，大角度沖蝕磨損則機(jī)理則為撞擊作用。沖蝕時(shí)間為0-12小時(shí)為穩(wěn)定沖蝕階段，沖蝕磨損率是恒定的，沖蝕時(shí)間為12-21小時(shí)，沖蝕磨損率波動(dòng)

3、較大且增大，在12-15小時(shí)內(nèi)，沖蝕磨損率最大，在沖蝕21小時(shí)后，沖蝕磨損率再次趨于恒定。運(yùn)用芬尼的微切削理論進(jìn)行理論分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析結(jié)果吻合良好
　　(2)通過CFD模擬兩相高速射流對(duì)304/316不銹鋼的沖蝕磨損行為，采用定常拉格朗日DPM模型和E/CRC沖蝕模型，結(jié)果表明:模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。樣品磨損分為三個(gè)區(qū)域:區(qū)域Ⅰ為停滯區(qū)域;區(qū)域Ⅱ?yàn)榍邢鬟^渡區(qū)域;區(qū)域?yàn)棰筚N壁射流區(qū)域。不同顆粒濃度沖蝕后的樣品輪廓線型是

4、一樣的，不同粒徑顆粒沖蝕后的樣品輪廓線有些微區(qū)別?？偟膩碚f，在樣品徑向方向7-10mm處磨損量最大。
　　(3)研究了304/316不銹鋼在NaCl溶液中的腐蝕磨損行為，通過失重法和電化學(xué)方法以及微觀組織結(jié)構(gòu)分析，研究腐蝕磨損交互作用和腐蝕對(duì)磨損的促進(jìn)作用以及在NaCl溶液中熱力學(xué)性能。結(jié)果表明:氯離子濃度增加、溫度上升、腐蝕時(shí)間增加對(duì)不銹鋼腐蝕磨損有促進(jìn)作用，力學(xué)作用是造成材料質(zhì)量損失的主要因素。304不銹鋼在的NaCl溶液中點(diǎn)

5、蝕電位隨溫度增加而降低，腐蝕電流密度隨溫度增加而增加。
　　(4)研究304/316不銹鋼在HCl和NaOH溶液中的腐蝕磨損行為，通過失重法和電化學(xué)方法以及微觀組織結(jié)構(gòu)分析，研究腐蝕磨損交互作用，沖蝕腐蝕和靜態(tài)腐蝕，并研究pH值對(duì)304不銹鋼腐蝕的影響。結(jié)果表明:304不銹鋼在NaOH溶液中的靜態(tài)腐蝕性，沖蝕腐蝕性和沖蝕腐蝕磨損性能優(yōu)于HCl溶液。304不銹鋼在HCl溶液中，隨著pH值增加，腐蝕電流密度降低，抗腐蝕性能增加;在Na

6、OH溶液中，隨著pH值增加，腐蝕電位增大，抗腐蝕性能增加。304和316不銹鋼在HCl和NaOH溶液中靜態(tài)腐蝕性能相似，304不銹鋼在HCl和NaOH溶液中沖蝕腐蝕性能稍差于316不銹鋼。
　　(5)通過SSRT實(shí)驗(yàn)，失重法，SEM形貌分析，AES表面元素分析和電化學(xué)方法等研究304/316不銹鋼在實(shí)驗(yàn)室模擬壓水堆條件下的應(yīng)力腐蝕開裂，研究了304/316不銹鋼材料在高溫高壓腐蝕環(huán)境下的腐蝕性能，以及高溫高壓腐蝕后的磨損性能。結(jié)果