论文题目: 钢材料微动腐蚀行为研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 任平弟
导师: 周仲荣
关键词: 微动腐蚀,微动磨损,润滑,水介质,腐蚀介质
文献来源: 西南交通大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着海洋工程、化学工业和航空航天工业的发展,以及医用人体植入材料的广泛应用,微动腐蚀的危害越来越受到人们的关注。迄今为止,微动摩擦学的研究主要集中在大气环境中,水介质中的微动腐蚀研究文献和数据较少,更缺少对其损伤机理的系统研究。本论文针对现代工业的实际工况,系统研究了钢在各种流体介质下的微动腐蚀行为,探索磨损与腐蚀的交互作用机理,因此其研究具有重大的实际价值和理论意义。 本文使用高精度液压式微动磨损试验机,对三种典型钢(45~#钢、GCr15轴承钢和0Cr18Ni9不锈钢),在大气、纯净水、酸雨、海水、两种润滑油、过饱和水蒸气(水膜),以及过饱和水蒸气气氛下的润滑油膜(油水混合膜)等8种不同环境介质中,系统地进行了微动腐蚀实验。在摩擦动力学特性分析的基础上,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共焦扫描显微镜(LCSM)和电子能谱(EDX)等分析手段细致分析了微动腐蚀的磨斑。 本文完成的主要研究内容和获得的主要结论如下: 1.纯净水和酸雨介质改变了三种钢的微动运行区域,使部分滑移区向小位移方向移动,混合区和滑移区变宽:海水使0Cr18Ni9钢的部分滑移区向小位移方向移动,但对45~#和GCr15钢的微动运行区域无明显影响。 2.纯净水、酸雨、海水和润滑油等流体介质均具有润滑作用,降低了微动摩擦系数,并且其润滑作用主要表现在滑移区。研究发现稳态摩擦系数的数值依赖于介质性质和实验条件。对于油水混合膜介质,其润滑效果明显优于水膜介质。 3.三种钢在纯净水、酸雨和海水等水介质中的微动腐蚀材料流失量较低,出现磨损与腐蚀的“负”交互作用。45~#钢在酸雨和海水中的磨损量近似,均低于在纯净水介质下的磨损量;GCr15钢在纯净水和海水介质下的磨损量较小,在酸雨介质中磨损量较大;与纯净水比较,0Cr18Ni9钢在海水中磨损量较低,而在酸雨中磨损量有所增加。45~#和GCr15钢在大气、纯净水和润滑油介质中的微动损伤程度及磨损量依次降低;油水混合膜介质条件下的损伤程度低于水
论文目录:
第1章 绪论
1.1 微动摩擦学及其相关理论与方法
1.1.1 微动的分类
1.1.2 微动的主要影响因素
1.1.3 微动的主要理论
1.2 微动腐蚀及其相关理论与方法
1.2.1 微动腐蚀的模型
1.2.2 腐蚀与磨损交互作用机制
1.2.3 微动腐蚀的电化学控制
1.3 微动腐蚀的研究进展
1.3.1 人体植入材料的微动腐蚀研究
1.3.2 工业应用背景下的微动腐蚀研究
1.4 本文选题的意义和研究内容
1.4.1 本文研究的意义
1.4.2 本文研究的主要内容
第2章 试验材料、环境介质和试验方法
2.1 试验材料及其制备
2.2 环境介质条件
2.3 试验装置及试验参数
2.3.1 微动磨损试验装置
2.3.2 微动试验参数
2.3.3 阴极极化电化学装置及其试验参数
2.4 微观分析方法
2.4.1 激光共交扫描显微镜(LCSM)
2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.4.3 EDX能谱分析
2.4.4 表面轮廓分析
第3章 大气环境中钢的微动磨损特性
3.1 微动运行的区域特性
3.1.1 45~#/GCr15钢微动运行特性
3.1.2 GCr15/GCr15钢的微动运行特性
3.1.3 0Cr18Ni9/0Cr18Ni9不锈钢的微动运行特性
3.2 摩擦系数及其影响因素
3.2.1 45~#/GCr15钢的微动摩擦特性
3.2.2 GCr15/GCr15钢的微动摩擦特性
3.2.3 0Cr18Ni9/0Cr18Ni9不锈钢的微动摩擦特性
3.3 磨损机制分析
3.4 本章小结
第4章 酸雨和海水介质中钢的微动腐蚀行为
4.1 45~#钢的微动腐蚀特性
4.1.1 试验条件
4.1.2 试验结果与讨论
4.1.2.1 微动运行特性
4.1.2.2 摩擦系数分析
4.1.2.3 损伤分析
4.2 GCr15钢的微动腐蚀特性
4.2.1 试验条件
4.2.2 试验结果与讨论
4.2.2.1 微动区域特性
4.2.2.2 摩擦系数分析
4.2.2.3 磨损量分析比较
4.2.2.4 损伤分析
4.3 0Cr18Ni9不锈钢的微动腐蚀特性
4.3.1 试验条件
4.3.2 试验结果及讨论
4.3.2.1 微动运行工况图
4.3.2.2 摩擦系数分析
4.3.2.3 磨损量分析
4.3.2.4 损伤形貌分析
4.4 三种钢的微动腐蚀行为比较
4.4.1 微动运行的区域特性
4.4.2 摩擦系数变化规律的比较分析
4.4.3 磨损程度比较分析
4.4.4 损伤机制比较分析
4.5 本章小结
第5章 油、水介质下钢微动腐蚀行为的比较研究
5.1 润滑油、水介质下45~#钢的微动腐蚀行为
5.1.1 试验条件
5.1.2 试验结果及讨论
5.1.2.1 微动运行区域特性
5.1.2.2 摩擦系数分析
5.1.2.3 磨痕形貌分析
5.2 油、水介质下GCr15钢的微动腐蚀行为
5.2.1 试验条件
5.2.2 试验结果及讨论
5.2.2.1 微动运行区域特性
5.2.2.2 摩擦系数分析
5.2.2.3 磨痕形貌分析
5.3 GCr15钢在水膜和油水混合膜下的微动腐蚀行为
5.3.1 试验部分
5.3.2 试验结果
5.3.2.1 摩擦系数分析
5.3.2.2 磨损量分析
5.3.2.3 磨痕形貌分析
5.3.3 讨论
5.4 0Cr18Ni9钢在水膜和油水混合膜下的微动腐蚀行为
5.4.1 摩擦系数分析
5.4.2 磨损量分析
5.4.3 磨痕形貌分析
5.5 GCr15钢在摩圣机油中的微动腐蚀行为
5.5.1 摩圣技术及研究背景
5.5.2 试验部分
5.5.3 试验结果与讨论
5.5.3.1 摩擦系数分析
5.5.3.2 磨痕形貌分析
5.5.3.3 磨损量分析
5.6 本章小结
第6章 阴极极化对钢微动腐蚀行为的影响
6.1 试验条件
6.2 试验结果
6.2.1 摩擦系数分析
6.2.2 微动腐蚀的材料流失量
6.2.3 阴极极化对微动腐蚀的影响
6.2.4 微动腐蚀对电化学参数的影响
6.3 讨论
6.3.1 “负”交互作用问题
6.3.2 不锈钢外加阴极极化的作用
6.4 小结
结论
致谢
参考文献
攻读博士学位期间完成和发表的论文
发布时间: 2005-08-16
参考文献
- [1].钛合金扭动微动腐蚀行为研究[D]. 林修洲.西南交通大学2010
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