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文檔簡介
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(yùn)行過程中還要承受泥漿顆粒對(duì)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(duì)其進(jìn)行腐蝕防護(hù)。鐵基犧牲陽極電流效率高、對(duì)不銹鋼的驅(qū)動(dòng)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(duì)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(yàn)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(dòng)速度對(duì)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(dòng)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(diǎn)蝕性能。恒電流極化實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)和自放電實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明載荷和滑動(dòng)速度對(duì)17-4PH和P550不銹鋼的摩擦學(xué)性能有著明顯的影響。相對(duì)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(shí),17-4PH不銹鋼的摩擦系數(shù)均在波動(dòng)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(shí),轉(zhuǎn)速為300r/min時(shí)的摩擦系數(shù)最小且最穩(wěn)定,250r/min時(shí)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(shí),P550不銹鋼的摩擦系數(shù)曲線先大幅波動(dòng)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(shí),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(shí)主要為氧化磨損,轉(zhuǎn)
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