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械性能而得到廣泛應用，尤其是在核電行業(yè)。然而，在其應用中存在著沖蝕磨損，腐蝕磨損，應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，在實驗室模擬壓水堆條件下的應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304/316不銹鋼的沖蝕實驗，通過失重法和材料表面形貌、結構和成分微觀分析，研究材料沖

2、蝕磨損失效過程以及沖蝕機理分析，通過動電位極化曲線和電化學阻抗譜探討不同沖蝕條件下樣品的腐蝕性能。結果表明:顆粒種類、顆粒粒徑、顆粒濃度、沖蝕角度、沖蝕時間以及樣品材料對平板不銹鋼材料沖蝕磨損結果均有影響，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系，小角度沖蝕磨損機理多為切削作用，大角度沖蝕磨損則機理則為撞擊作用。沖蝕時間為0-12小時為穩(wěn)定沖蝕階段，沖蝕磨損率是恒定的，沖蝕時間為12-21小時，沖蝕磨損率波動

3、較大且增大，在12-15小時內，沖蝕磨損率最大，在沖蝕21小時后，沖蝕磨損率再次趨于恒定。運用芬尼的微切削理論進行理論分析，實驗結果和理論分析結果吻合良好
　　(2)通過CFD模擬兩相高速射流對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，結果表明:模擬結果與實驗結果吻合良好。樣品磨損分為三個區(qū)域:區(qū)域Ⅰ為停滯區(qū)域;區(qū)域Ⅱ為切削過渡區(qū)域;區(qū)域為Ⅲ貼壁射流區(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方法以及微觀組織結構分析，研究腐蝕磨損交互作用和腐蝕對磨損的促進作用以及在NaCl溶液中熱力學性能。結果表明:氯離子濃度增加、溫度上升、腐蝕時間增加對不銹鋼腐蝕磨損有促進作用，力學作用是造成材料質量損失的主要因素。304不銹鋼在的NaCl溶液中點

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方法以及微觀組織結構分析，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304不銹鋼腐蝕的影響。結果表明: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實驗，失重法，SEM形貌分析，AES表面元素分析和電化學方法等研究304/316不銹鋼在實驗室模擬壓水堆條件下的應力腐蝕開裂，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。結果