Mo元素對309不銹鋼焊管耐點蝕性能的影響

一種重要合金元素Mo在氯離子腐蝕環(huán)境下則起到了提高309不銹鋼焊管耐點蝕性能的作用。Mo在309不銹鋼焊管點蝕過程中的影響可以分為兩個方面:

首先,Mo元素會改變309不銹鋼焊管鈍化膜的電化學性能,從而使其在氯離子腐蝕環(huán)境下更為穩(wěn)定。Mo元素在鈍化膜中表現為MoO2-4的形式。鉬酸鹽的存在導致鈍化膜微電池反應中電子選擇性產生變化,從而鈍化膜的電化學性能發(fā)生改變。研究表明:改變電化學性能后的鈍化膜在氯離子腐蝕環(huán)境中更為穩(wěn)定,在階段抑制了點蝕過程的發(fā)生。

其次,Mo元素會促進309不銹鋼焊管的再鈍化過程。圖7為Mo元素的電位與pH平衡圖[5]。點蝕過程中蝕孔內存在由閉塞電池導致的自催化酸化作用,孔內氯化物濃度增加,pH降低。由圖7可見:當pH降至4以下后,Mo元素以氧化物的形態(tài)存在,即鉬酸鹽轉化為MoO3。而鉬氧化物在氯離子腐蝕環(huán)境中不易溶解,將附著于309不銹鋼焊管表面,從而隔離309不銹鋼焊管與腐蝕環(huán)境,促進了309不銹鋼焊管的再鈍化過程。

如何制備抗粘附能力強的309不銹鋼焊管表面？

309不銹鋼焊管表面抗黏附性是固體表面的一個重要特征，液體的勁附現象也是自然界中常見的界面現象之一，直接影響著309不銹鋼焊管表面體的流動和相變特性。目前，國內外學者們雖然對表面液體黏附現象己開展了大量的實驗和理論分析研究，但現有研究主要集中在光滑表面以及構造的規(guī)則性粗糙結構表面上，對于309不銹鋼焊管加工表面潤濕及黏附行為的認識相對缺乏。同時，由于小口徑309不銹鋼焊管道具有耐腐蝕性、耐熱性強等特點，在精密、航空航天、半導體工業(yè)當中被廣泛運用。而如何制備抗黏附能力強的309不銹鋼焊管道內表面一直是研究者們的關注焦點。

通過綜合性分析國內外研究人員在固體材料表面抗黏附和309不銹鋼焊管內表面拋光工藝等領域的研究方法與實驗成果，發(fā)現目前對于表面黏附現象的研究還較為欠缺，沒有一個系統(tǒng)且完善的理論來指導管道抗黏附內表面的制備，缺少一種可操作性強、成本低廉的309不銹鋼焊管內表面制備技術。因此，本文采用理論分析一實驗對比的方法，從固體材料表面抗黏附機理與管道內表面拋光技術兩個方面進行深入研究。

在固體表面液體黏附機理方面，本文在結合固-液界面黏附功理論與光滑固體表面潤濕模型的基礎上，分析液體在機加工粗糙表面鋪展的過程，研究固-液-氣三相接觸線的動態(tài)移動特性進而直接的分析液體的黏附過程，建立基于系統(tǒng)自由能的接觸線鋪展模型，為管道抗黏附表面的制備提供理論指導。進行機加工表面潤濕實驗，采用靜態(tài)接觸角測量的方式，論證所建立理論模型的正確性。

在小口徑管道抗黏附內表面制備方面，文章探討了目前電化學拋光技術在大長徑比小口徑管道內表面加工的缺陷與不足，給出一種可操作性強、加工成本低的管道內表面電化學拋光方案。分析了電化學拋光機理，通過實驗性方法研究工具電極轉速、工具電極進給速度、加工間隙、電流密度、電解液溫度、電解液流速及加工時間對拋光質量的影響，為管道內表面拋光進行工藝優(yōu)化提供依據。

如何提高低淬透性309不銹鋼焊管的韌性與強度？

當前，對一些輕載荷齒輪，用309不銹鋼焊管感應加熱淬火代替合金滲碳鋼，由于淬透性稍高，在感應加熱淬火時，得不到合適輪廓的淬硬層，齒心部硬度大于HRC54～56，齒輪發(fā)生斷齒、崩角等現象。為此，模數為3～8的汽車、拖拉機齒輪，仍多用合金滲碳鋼制造。

如果將309不銹鋼焊管的淬透性降低，則齒輪在穿透感應加熱淬火時，由于309不銹鋼焊管本身淬透性低，淬火時僅冷卻速度大于淬火臨界冷卻速度的表面層形成馬氏體組織，獲得合適的淬硬層，而齒心部得到適當的強化。采用這樣的低淬透性309不銹鋼焊管，代替汽車、拖拉機齒輪所用的合金滲碳鋼，可以簡化齒輪熱處理工藝。

我國研制的感應加熱淬火用低淬透性309不銹鋼焊管的典型鋼號及化學成分。

合適的碳的質量分數是在0.50～0.65%范圍內。若太低（≤0.50%），309不銹鋼焊管淬火后硬度偏低，耐磨性不好，若過高（≥0.65%），309不銹鋼焊管感應加熱淬火時易裂，脆性大。拖拉機小模數齒輪可選用55Tid,載荷大、模數較大的齒輪選用60Tid。為進一步降低淬透性，還需加入少量變質劑，以細化晶粒，提高309不銹鋼焊管的強度與韌性。

用低淬透性309不銹鋼焊管作的齒輪，除小模數齒輪采用高頻加熱外，一般采用中頻感應加熱淬火。

309不銹鋼焊管的質量鑒別

購買309不銹鋼焊管時，要分清其真假。劣質309不銹鋼焊管的橫截面是橢圓形，這是因為廠家為節(jié)省材料，成品輥道的壓下量偏大，導致此類309不銹鋼焊管的強度極大下降，并且還不符合309不銹鋼焊管外形尺寸的標準。

而合格309不銹鋼焊管的成分均勻，由于冷剪機的噸位高，切頭端面平滑且整齊，而劣質309不銹鋼焊管因為材質較差，切頭端面經常會出現“掉肉”的現象，也就是表面凹凸不平，并且沒有金屬光澤。另外因為劣質廠家產品切頭少，頭尾會出現大耳子。

再一個明顯的區(qū)別是劣質309不銹鋼焊管材質雜質較多，導致其密度偏小，且尺寸超差嚴重，現場如沒有游標卡尺，可對其進行稱量核對。

此外劣質309不銹鋼焊管極易有刮傷，這是因為是劣質309不銹鋼焊管廠家生產設備簡陋，容易有毛刺，經常會刮傷不銹鋼管表面，刮傷較深的還會降低309不銹鋼焊管的強度。同時劣質309不銹鋼焊管基本沒有金屬光澤，表面是是淡紅色或類似生鐵的顏色。