至德鋼業(yè)316L不銹鋼管和2205不銹鋼管摩擦磨損實驗

 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機來測試和評價的。本儀器主要是用于對多種金屬、陶瓷、高分子材料、復合材料和薄膜涂層的腐蝕、磨損、疲勞等特性的研究和評價，可實現(xiàn)X-Y雙方向的往復運動，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。

 本實驗的電化學性能測試采用生產(chǎn)的型號為的電化學工作站，本儀器的主要功能包括：開路電位、恒電位、極化曲線、電化學阻抗、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試，主要用于常規(guī)電化學腐蝕、涂層、微電極、電池和超級電容器等方面的研究，其具體實驗參數(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)測精度：10μA~1A：0.2%；100nA~1μA：0.5%；噪聲和波動：有外部輸入時一般<25μVrms。

 實驗步驟將316L不銹鋼管和2205不銹鋼不銹鋼管切成實驗樣品，其尺寸為直徑6mm，厚度為4mm的小圓柱，然后選用不同目數(shù)的砂紙對樣品進行打磨至1200目，然后用3.5μm的金剛石拋光膏對樣品進行拋光，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，已備實驗待用。本實驗的腐蝕磨損實驗在摩擦磨損試驗機上進行，采用栓-盤摩擦方式，其對磨試樣為Al2O3陶瓷方塊，尺寸為18mmx18mmx5.3mm；實驗是在人工海水工況下進行，人工海水成分如表，腐蝕磨損試驗的工作原理示意圖如圖。其工作原理：將實驗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)軸做往復運動。在腐蝕磨損過程中，實驗樣品作為工作電極，鉑絲和Ag/AgCl分別作為對電極和參比電極，從而組成三電極測試系統(tǒng)，其電化學信號由電化學工作站監(jiān)測和分析。實驗中的研究對象為不銹鋼小圓柱，測定不銹鋼在海水腐蝕和陰極保護條件下的腐蝕磨損性能。

 本實驗的腐蝕磨損實驗主要分為三部分，主要包括如下：

 1. 海水腐蝕磨損實驗；實驗在人工海水介質(zhì)中進行，采用三種載荷進行測試，分別是100N、300N和500N，其接觸壓力相當于3.54MPa,10.62MPa,17.69Mpa，滑動速度為20mm/s，滑動時間為30分鐘（316L）和60分鐘（2205）。不銹鋼的質(zhì)量磨損采用稱重法來評定：△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；為了測試不銹鋼在海水下的純摩擦磨損，實驗需要Modulab電化學工作站設(shè)置穩(wěn)定的陰極保護電壓對不銹鋼防腐蝕保護，316L不銹鋼管、2205不銹鋼管的陰極保護電壓為-0.8V，陰極保護下的摩擦磨損參數(shù)與海水腐蝕磨損實驗相同。

 3. 滑動過程中開路電位測試；為了分析滑動磨損對不銹鋼海水腐蝕傾向的影響，利用電化學工作站對不銹鋼管在靜態(tài)及動態(tài)條件下的開路電位進行測試。滑動開始前需要測試靜態(tài)開路電位10分鐘，得到磨損前不銹鋼靜態(tài)的開路電位，滑動開始后測試動態(tài)下的開路電位30分鐘（316L）和60分鐘（2205），滑動停止后測試磨損后靜態(tài)的開路電位20分鐘。