提高材料的在線亞洲日產一區二區:耐腐蝕性是(shi)(shi)預防(fang)或減緩腐(fu)蝕發生(sheng)的(de)根本措施。通過改(gai)(gai)變材料(liao)化學成(cheng)分(fen)、結構組織等(deng)措施提高材料(liao)的(de)耐腐(fu)蝕性成(cheng)本是(shi)(shi)巨大的(de)。由于材料(liao)的(de)腐(fu)蝕是(shi)(shi)從表(biao)(biao)(biao)面開始，因此(ci)，人(ren)們從改(gai)(gai)變表(biao)(biao)(biao)面性能開始，提高材料(liao)耐腐(fu)蝕性。目前，材料(liao)表(biao)(biao)(biao)面改(gai)(gai)性的(de)主要方(fang)法有(you)熱處(chu)理(li)、表(biao)(biao)(biao)面涂覆、電鍍、機械(xie)(xie)表(biao)(biao)(biao)面強化等(deng)。機械(xie)(xie)表(biao)(biao)(biao)面強化屬(shu)于物理(li)強化的(de)一(yi)種(zhong)，具有(you)成(cheng)本低(di)、綠色無污染(ran)、實用性強等(deng)特點。


1. 實驗設計


  為進一步研究超聲滾壓(ya)對材料性能的影響，特別是耐腐蝕性能的影響，浙江至德鋼業有限公司以S30408不(bu)銹(xiu)鋼為實驗材料，以人工模擬的工業冷卻水為介質，進行了實驗研究。


  材料采用厚度為2mm的不(bu)銹鋼板，其化學成分見表7-1,采用超聲滾壓加工技術對材料的單面進行表面處理，材料加工前后外觀如圖7-2所示，經超聲表面滾壓后，用肉眼觀察，材料表面光潔度明顯增大，如同“鏡面”，但是也可以觀察到加工“刀痕”。對不同試樣，主要改變步距這個參數，工具頭的線速度和靜壓力均相等，分別是2m/min和0.1MPa,步距分別為0.05mm、0.10mm、0.15mm,0.20mm和0.25mm.隨著步距的減小，材料的光潔度增大，“刀痕”越來越不明顯。


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2. 表面粗糙度


  為了研究超聲表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)滾壓(ya)(ya)(ya)對表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)質量的(de)(de)影響，首先采用光(guang)(guang)學顯(xian)微(wei)鏡(jing)觀(guan)察(cha)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)貌，其次采用TR-200觸針式(shi)粗糙度檢測儀測Ra數值(zhi)。放大(da)200倍后，試(shi)(shi)樣表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)貌如圖7-3所示。其中，圖7-3(f)為原始試(shi)(shi)樣，表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)條狀加工痕(hen)跡清晰可(ke)(ke)見；圖7-3(a)~(e)為不同步距下超聲滾壓(ya)(ya)(ya)后的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)(xing)貌。從圖中可(ke)(ke)以看出，試(shi)(shi)樣表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)滾壓(ya)(ya)(ya)而形(xing)(xing)成了光(guang)(guang)滑的(de)(de)金屬層，但是(shi)新形(xing)(xing)成的(de)(de)金屬表(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)還(huan)存在一(yi)定的(de)(de)缺陷(xian)，但隨著步距的(de)(de)減小，缺陷(xian)數量減少(shao)，尺(chi)寸(cun)減小。


  在試樣表面(mian)隨(sui)機(ji)選取3個位置進行粗(cu)糙度測試，取平均值作為最終(zhong)結果(guo)，各(ge)試樣的Ra數值如表7-2所示。




  圖7-4為不同步(bu)距(ju)(ju)下超聲滾壓試樣(yang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度(du)(du)(du)(du)的變化。從(cong)圖中可以看出，加工步(bu)距(ju)(ju)對表(biao)(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度(du)(du)(du)(du)有(you)重要的影響(xiang)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度(du)(du)(du)(du)隨著加工步(bu)距(ju)(ju)的減小而減小，表(biao)(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度(du)(du)(du)(du)可降低(di)到0.037μm.未(wei)處(chu)理表(biao)(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度(du)(du)(du)(du)Ra為0.283μm,與未(wei)處(chu)理表(biao)(biao)面(mian)(mian)相比較(jiao)，處(chu)理表(biao)(biao)面(mian)(mian)因被碾壓而形成(cheng)光滑的金屬層，從(cong)而降低(di)了表(biao)(biao)面(mian)(mian)粗糙(cao)(cao)度(du)(du)(du)(du)。


3. 表面硬度


  鍍層的(de)(de)硬(ying)(ying)度采用(yong)帶(dai)有金(jin)剛石(shi)壓(ya)頭的(de)(de)HV-1000型顯微(wei)硬(ying)(ying)度計來測(ce)定。其(qi)方(fang)法是用(yong)金(jin)剛石(shi)壓(ya)頭在(zai)鍍層表(biao)面壓(ya)一(yi)個(ge)四角(jiao)棱錐形(xing)凹痕，在(zai)顯微(wei)鏡(jing)下放(fang)大(da)400倍(bei)觀察。實驗(yan)時(shi)，加(jia)載載荷為0.1HV(0.9807N),持續時(shi)間10s.每(mei)個(ge)試(shi)樣測(ce)量(liang)3次，取(qu)平均值。圖7-5為硬(ying)(ying)度測(ce)量(liang)結(jie)果，未處(chu)理表(biao)面的(de)(de)硬(ying)(ying)度是210HV;超聲波處(chu)理后，材(cai)料(liao)的(de)(de)表(biao)面硬(ying)(ying)度最大(da)可達317HV.從圖中可以看(kan)出，顯微(wei)硬(ying)(ying)度隨(sui)步距的(de)(de)減小(xiao)而增大(da)，但影響較(jiao)小(xiao)。硬(ying)(ying)度提(ti)高可歸因于晶粒細化、加(jia)工硬(ying)(ying)化及晶體組織(zhi)變化的(de)(de)共同(tong)作(zuo)用(yong)。


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4. 耐腐蝕性


 采(cai)用(yong)(yong)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學技術分析(xi)材料(liao)處理表(biao)面的(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性能，測量(liang)了動電(dian)(dian)位(wei)極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線。實驗(yan)采(cai)用(yong)(yong)三電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)體系：待測試(shi)樣為(wei)(wei)工(gong)作電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)汞電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)參比電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)，箔(bo)片電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)輔助電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)。工(gong)作電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)是(shi)尺(chi)寸為(wei)(wei)10mmx10mm的(de)(de)試(shi)樣，將銅(tong)線與(yu)試(shi)樣焊接，采(cai)用(yong)(yong)混(hun)合的(de)(de)A、B環氧(yang)(yang)樹脂封裝試(shi)樣，只保留超聲加工(gong)面為(wei)(wei)工(gong)作面。對于未處理試(shi)樣，采(cai)用(yong)(yong)300、500、800的(de)(de)砂紙打(da)磨(mo)。封裝完后(hou)，所(suo)有試(shi)樣先采(cai)用(yong)(yong)去離子水超聲清洗(xi)，再(zai)采(cai)用(yong)(yong)酒精清洗(xi)風干，放干燥皿中備用(yong)(yong)，試(shi)樣如(ru)圖7-6所(suo)示。腐蝕(shi)介質是(shi)CaCl+NaHCO3配制成0.4g/L的(de)(de)CaCO3溶(rong)液(ye)，Cl-的(de)(de)含(han)量(liang)為(wei)(wei)248mg/kg,pH值(zhi)7.5~8.5.電(dian)(dian)化(hua)(hua)學實驗(yan)在(zai)室(shi)溫下進行，掃描(miao)速度為(wei)(wei)10mV/s.試(shi)樣的(de)(de)動電(dian)(dian)位(wei)極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線如(ru)圖7-7所(suo)示。


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  從圖(tu)7-7中(zhong)可以看出，經USRP處理(li)的(de)樣(yang)(yang)式，其維鈍(dun)電(dian)(dian)(dian)流密度(du)(du)減小，腐(fu)蝕速度(du)(du)降(jiang)低(di)。未處理(li)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)約為(wei)(wei)－179mV,加(jia)工(gong)(gong)(gong)步(bu)距為(wei)(wei)0.05mm和(he)0.10mm的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)約為(wei)(wei)－160mV,加(jia)工(gong)(gong)(gong)步(bu)距為(wei)(wei)0.25mm的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)約為(wei)(wei)-210mV.從以上實驗數據可以看出，處理(li)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)和(he)維鈍(dun)電(dian)(dian)(dian)流密度(du)(du)的(de)變化規律與加(jia)工(gong)(gong)(gong)步(bu)距之間不成線性(xing)關系，因此，并(bing)不是(shi)粗糙(cao)度(du)(du)越小，耐腐(fu)蝕性(xing)越好(hao)。但是(shi)，加(jia)工(gong)(gong)(gong)步(bu)距為(wei)(wei)0.05mm的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)（粗糙(cao)度(du)(du)值最(zui)小），腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)最(zui)大、維鈍(dun)電(dian)(dian)(dian)流密度(du)(du)最(zui)小，因此，其耐點(dian)蝕性(xing)能最(zui)好(hao)、腐(fu)蝕速率最(zui)小，與未處理(li)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)比(bi)較，工(gong)(gong)(gong)步(bu)距為(wei)(wei)0.25mm的(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)，其點(dian)蝕電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)反而降(jiang)低(di)，這可能是(shi)在超聲表面加(jia)工(gong)(gong)(gong)過程(cheng)中(zhong)，造(zao)成鈍(dun)化膜的(de)不均(jun)性(xing)引起的(de)，如圖(tu)7-3(e)所(suo)示。


a. 表面粗糙度(du)和硬(ying)度(du)


   經(jing)超聲滾壓處(chu)理后，材料表面(mian)形成的(de)新(xin)光(guang)滑的(de)金屬層使表面(mian)粗(cu)糙度(du)(du)降低(di)。表面(mian)粗(cu)糙度(du)(du)隨著步距的(de)減小而減小，最小為0.037μm,與(yu)原樣比較，降低(di)了87%.


b. 表面硬度提(ti)高


   試樣經(jing)USRP處理后，表(biao)面(mian)硬(ying)度最大可提高(gao)51%,但加工步距對表(biao)面(mian)硬(ying)度的影(ying)響較小。


c. 耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)


   超聲滾壓表面(mian)處理(li)使不銹鋼(gang)在循環水中的(de)腐蝕電流密度(du)降低。當加工步距為0.05mm時，S30408不銹鋼(gang)的(de)耐腐蝕性最好，步距對耐腐蝕性能影響較小。