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316不锈钢管摩擦磨损性能

316不锈钢管摩擦磨损性能     316不锈钢为研究对象,采用火花直读光谱仪检测316不锈钢的基本成分,利用高温真空硬度计对316不锈钢不同温度下的维氏硬度进行测试与分析,采用金相显微镜对316不锈钢的组织结构进行分析。分别以GCr15钢、440C钢、316不锈钢、304不锈钢球为摩擦副,与316不锈钢圆盘在万能摩擦磨损试验机上进行球盘摩擦实验。结果表明:干摩擦条件下,316不锈钢的表面耐磨性能优于304不锈钢,弱于GCr15钢与440C钢。316不锈钢与GCr15钢的高温摩擦实验表明:316不锈钢的耐磨性能随摩擦温度的升高逐渐降低。温度的升高导致316钢组织变软,以致加剧试样与摩擦副之间的黏附黏着,导致严重磨损。在300℃和600℃分别对316不锈钢在20~120 MPa的应力范围内预蠕变500 h和2 000 h,研究了预蠕变对316不锈钢组织的影响。结果表明,300℃时,位错在晶界处大量聚集,未发生动态再结晶,断口特征为塑性断裂。600℃时,发生动态再结晶,晶粒尺寸增加,位错逐渐消失,断口为蠕变孔洞及韧窝的混合状态。经锻造和轧制成4 mm带材,并经1 100℃1 h固溶处理。借助电子天平、扫描电镜以及自制的砂浆冲蚀磨损试验装置,对试验钢的冲蚀磨损率以及冲蚀磨损后的表面形貌进行了表征与分析。结果表明,两种试验奥氏体不锈钢的磨损率随着冲蚀角度的增大,出现了先上升,后下降,再上升的趋势,在45°与90°出现了两个峰值,当冲蚀角度为90°时,磨损率达到最大值;两种奥氏体不锈钢的冲蚀磨损率随着冲蚀速度和冲蚀时间的增加而增大。在相同的冲蚀条件下,增氮节镍型316奥氏体不锈钢具有较优的耐冲蚀磨损性能和较低的冲蚀磨损率。 研究316不锈钢在10-3s-1应变率下的拉伸硬化特性及拉伸过程中的微观结构演化。对316不锈钢进行机械研磨、抛光化学腐蚀,然后对处理好的样品进行拉伸试验,并通过扫描电子显微镜(SEM)、VHX-2000超景深显微系统(OM)、原子力显微镜(AFM),分析316不锈钢在拉伸变形过程的微观组织和滑移带变化。结果表明:316不锈钢的屈服强度RP0.2=319 MPa,抗拉强度Rm=871 MPa,试验结束后,样品伸长率δ=41%,样品表面有明显的起伏不平;随着拉伸变形量的增大,晶粒沿拉伸方向显著增长;在拉伸过程中,滑移带逐渐增多,滑移带高度和数量随着拉伸而增长;拉伸后期,出现晶粒转动和多滑移现象,导致样品表面明显凹凸不平,粗糙度明显增大。

 

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