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不锈钢管的磨损性能

发布者:不锈钢管|royal皇家88不锈钢管   发布时间:2018-11-24 11:29:21


    通常认为, 所有的物体表面在微观尺度上都是粗糙的, 任何两个固体表面的接触均属局部接触, 局部应力过高则会导致形变和位错。随着摩擦时间的增加, 在循环应力的作用下, 位错会不断堆积并且互相割阶, z终形成裂纹。而磨损则是在相对运动物体的表面上材料的逐步损耗。磨损过程主要包括塑性变形的积累、磨损裂纹的形成以及裂纹的扩展、并和等过程。

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    奥氏体不锈钢管强度、硬度偏低, 不宜用于承受较重负荷及对硬度和耐磨性有较高要求的设备或部件。尤其是在腐蚀、磨损和外载等多种因素同时存在的条件下,相互作用的结果将会显著加速材料的破坏过程,缩短不锈钢管的使用寿命。根据我国有关部门的统计,仅在冶金矿山、建材、电力、煤炭与农机等5个行业中,因设备构件与沙土、矿石、水泥、煤炭等物料接触而导致的磨损所消耗的金属材料就高达300万t以上[34]。除了造成巨大的直接经济损失之外,磨损还将导致设备构件的寿命下降,甚至还会引起机械设备的事故,造成社会资源的巨大浪费。由此可见,磨损机理和抗磨技术的研究对国民经济的发展有着重大的意义。摩擦损伤与材料的表面性能密切相关,因此适当的表面处理技术是改善不锈钢管磨损性能的重要方法。目前,许多学者应用离子注入技术来改变不锈钢管表面的成分和组织,以提高不锈钢管的耐磨性和耐蚀性。研究表明,不锈钢管表面离子注入N、B、W、Ti、Nb、Al等元素可以显著提高不锈钢管的表面硬度,起到耐磨减摩作用。其中不锈钢管表面离子注入研究z多的元素为N。雷明凯教授等人对不锈钢管进行等离子体低能氮离子注入处理,制备出了与chao级不锈钢管相当且具有优异耐磨损腐蚀综合性能的工作表面,实现了这类不锈钢管耐磨耐蚀的复合改性,彻底解决了奥氏体不锈钢管耐腐蚀性能优良、耐磨损性能较差的科技难题。

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    研究表明,利用激光表面处理技术可以提高不锈钢管表面的硬度和耐磨性,应用激光熔覆法,采用镍基NiCrSiB合金粉末在CrNiMo不锈钢管表面制作熔覆涂层,以CrSi、Fe2B为增强相的合金层与基体有良好的结合强度,使得合金层的硬度大大提高。但是经激光表面处理技术处理后,表面容易产生裂纹,并且表面粗糙度增大很多,这会降低不锈钢管基体原有的耐蚀性和疲劳性。此外,利用物理气相沉积法(PVD)[40-42]和化学气相沉积法(CVD)均可以在不锈钢管表面形成硬质膜,但是由于不锈钢管基体对硬质膜的承载能力差,膜基结合强度较低,从而影响了膜的耐久性。
     不锈钢管通过表面改性提高摩擦学性能的研究虽已有了很大的进展,但是由于各种处理方法的局限性,目前能实际应用的极少。
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