不銹鋼的鐵基犧牲陽極防護(hù)與摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、用于石油鉆鋌外殼材料的不銹鋼，除了要承受地下泥漿介質(zhì)的腐蝕之外，在工件運行過程中還要承受泥漿顆粒對它的沖刷腐蝕，因此研究有效的不銹鋼腐蝕防護(hù)方法以及不銹鋼的摩擦學(xué)性能具有重要的工程意義。為了降低不銹鋼的腐蝕速度，通常采用犧牲陽極材料對其進(jìn)行腐蝕防護(hù)。鐵基犧牲陽極電流效率高、對不銹鋼的驅(qū)動電位適宜、成本低廉，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的陽極材料。本文通過極化曲線法、恒電流法和自放電法研究了20CrMn、20CrMo、20CrMnTi和40Cr

2、Mo鐵基犧牲陽極的電化學(xué)性能及其對17-4PH不銹鋼和P550不銹鋼的陰極保護(hù)效果，并采用MR-060型多功能摩擦磨損試驗機(jī)研究了17-4PH和P550不銹鋼的摩擦磨損性能，分析了載荷、滑動速度對不銹鋼摩擦磨損性能的影響，并通過金相顯微鏡觀察了摩擦后的磨痕形貌，分析了可能的磨損機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：
　　陰極材料的極化測試結(jié)果表明四種犧牲陽極材料與17-4PH不銹鋼及P550不銹鋼均具有適宜的驅(qū)動電位差，這些鐵基犧牲陽極理論上具

3、有良好的保護(hù)效果。循環(huán)伏安曲線測試結(jié)果表明，相比P550，17-4PH不銹鋼具有更好的耐點蝕性能。恒電流極化實驗結(jié)果表明，在四種犧牲陽極中，20CrMnTi犧牲陽極的極化電位最負(fù)、極化電阻最大、極化率最低，因此其犧牲陽極性能最好。
　　恒電流實驗和自放電實驗結(jié)果表明，在四種犧牲陽極中，20CrMnTi具有最負(fù)、最穩(wěn)定的工作電位、最高的電流效率（＞90％）。從腐蝕形貌特征上看，20CrMnTi表面的腐蝕產(chǎn)物層最為均勻致密，耐腐蝕性最

4、好。鐵基犧牲陽極對17-4PH和P550不銹鋼的陰極保護(hù)效果明顯，與未施加陰極保護(hù)相比，這幾種犧牲陽極保護(hù)的17-4PH不銹鋼和P550不銹鋼表面腐蝕程度均明顯降低。
　　摩擦磨損實驗結(jié)果表明載荷和滑動速度對17-4PH和P550不銹鋼的摩擦學(xué)性能有著明顯的影響。相對于轉(zhuǎn)速而言，載荷是影響這兩種不銹鋼的摩擦行為的主要因素。當(dāng)載荷為4N時，17-4PH不銹鋼的摩擦系數(shù)均在波動中緩慢上升，且隨著轉(zhuǎn)速的增加，磨損率逐漸增大，磨損機(jī)制由粘

5、著磨損逐漸過渡到氧化磨損；載荷為10N時，轉(zhuǎn)速為300r/min時的摩擦系數(shù)最小且最穩(wěn)定，250r/min時的摩擦系數(shù)最大且最不穩(wěn)定，磨損率隨轉(zhuǎn)速的增加而增大，各轉(zhuǎn)速下的磨損機(jī)制主要為粘著磨損。
　　載荷為4N時，P550不銹鋼的摩擦系數(shù)曲線先大幅波動后急劇下降并趨于平穩(wěn)，磨損率隨著轉(zhuǎn)速的增加而減小，主要表現(xiàn)為氧化磨損；載荷為10N時，P550不銹鋼的摩擦系數(shù)和磨損率均隨轉(zhuǎn)速的增加而增大，轉(zhuǎn)速為200r/min時主要為氧化磨損，轉(zhuǎn)