人工海水溶液中系泊链钢的腐蚀磨损行为

作     者：董彬杰 董从林 白秀琴 袁成清 DONG Bin-jie;DONG Cong-lin;BAI Xiu-qin;YUAN Cheng-qing

作者机构：国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所武汉430063 武汉理工大学船海与能源动力工程学院武汉430063 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2022年第51卷第5期

页      面：40-48页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：工信部高技术船舶科研项目(工信部装函358号)。 

主　　题：CM490钢 腐蚀磨损 交互作用 人工海水 电偶腐蚀 损伤机理 

摘      要：目的以CM490钢为研究对象,定量探究海洋环境下系泊链钢摩擦磨损和电化学腐蚀之间的耦合作用。方法利用科斯特CS2350电化学工作站和Rtec摩擦磨损试验机开展CM490系泊链钢在人工海水环境下的腐蚀摩擦磨损实验。通过分析极化曲线、开路电位、摩擦因数、表面形貌及元素分布,定量分析电化学腐蚀体积损失量和摩擦磨损体积损失量,揭示腐蚀、摩擦磨损之间的交互作用机理。结果CM490钢材料总体积损失速率随载荷增加而提高,在20、50、80 N下分别为4.2×10^(−2)、6.5×10^(−2)、7.9×10^(−2) mm^(3)/h;开路电位峰值随着载荷增加而增高,80 N下峰值最大,增幅约为0.095 V,表明腐蚀磨损产物与基体间存在电位差,形成电偶腐蚀以致加深材料的腐蚀程度;磨痕区域腐蚀磨损损失为材料失重主体,其损失量约占总损失量的95.80%~96.82%;腐蚀和磨损的交互作用显著促进材料损失,占磨痕区总失重量的47.14%~49.37%;腐蚀对摩擦磨损损失的促进量占腐蚀磨损交互作用量的98.32%~98.65%,表明交互作用损失主要表现为腐蚀对摩擦磨损损失的促进;由于磨损过程中的位错等缺陷和电偶腐蚀,摩擦产生的影响加深了未磨损区域腐蚀程度。结论CM490钢表面腐蚀和摩擦磨损产生的交互作用增大了磨损接触区域的材料损失速率,其中载荷对CM490钢表面产生的形变、腐蚀磨损所生成产物引起的电偶腐蚀,都对未磨损区域产生明显的腐蚀促进。为保障系铂链在海洋工程设备中的可靠性和长时间服役提供理论支撑。