316L不锈钢表面抗菌双疏Ag/PFOA复合涂层的制备及其性能

采用化学刻蚀法和液相沉积法在316L不锈钢表面制备了具有抗菌性的双疏Ag/PFOA复合涂层。采用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜和接触角测量仪对复合涂层的微观形貌和化学组成进行表征,并测试了其耐磨性能和抗菌性能。结果表明:化学刻蚀后的不锈钢表面具有凹凸不平的微纳米结构;复合涂层具有抑制大肠杆菌生长的效果,能够耐受的垂直负荷为40N,水平摩擦负荷为600N;不锈钢表面覆盖复合涂层后,疏水性和疏油性都得到了增强,在模拟真实场景中循环使用15次后,复合涂层的湿润性下降较为明显,但循环使用30次后,湿润性下降速率越来越慢。

某石化设备316L不锈钢材料失效原因分析及解决办法

某石油化工厂设备运行期间泄漏,紧急停车后对失效部位316L材料进行材质分析、金相检查等理化检验,结合腐蚀产物离子色谱分析结果及工艺条件,分析是氯离子混入工艺流程在滞流区沉积浓缩引发的316L不锈钢材料点蚀,在有拉应力存在的部位则有应力腐蚀开裂裂纹,点蚀穿孔及裂纹贯穿会导致泄漏。为使装置尽快开车,通过对设备材料及服役环境的分析,决定采用超支化聚合物涂料对设备内表面氯离子沉积区域涂敷保护,完工后经过约3年周期观察,涂层完好如初,保护区域内再没有出现腐蚀,由此证明将316L材料涂敷超支化聚合物涂料是一种及时有效的防护氯离子腐蚀的方法。

TiO_2/316L不锈钢薄膜电极在NaCl溶液中的耐腐蚀性能

应用sol-gel法和提拉技术于316L不锈钢表面构筑纳米TiO2薄膜,再经水热后处理以消除膜中的细小龟裂.SEM和XRD技术表征膜的形貌和厚度,线性极化法分别考察膜厚度、pH、和Cl浓度对纳米膜电极耐腐蚀性能影响.电化学交流阻抗检测纳米TiO2膜在0.5mol/L NaCl溶液中的阻抗随浸泡时间的变化,光电子能谱技术测定了经浸泡1008 h后的纳米膜中各元素相对百分含量和价态.结果表明:在中性或碱性条件下,厚度为375～464 nm的纳米膜其耐腐蚀性随浸泡时间的延长呈现初期增加而后稳定,浸泡48 h后腐蚀电流较之浸泡初期降低2个数量级,耐腐蚀电阻增加2个数量级,在浸泡1 008 h内没有发现腐蚀的产物,Fe是以原子态扩散到膜中.

温度对316L不锈钢在硼酸溶液中腐蚀电化学行为的影响

采用动电位极化和电化学阻抗谱研究了温度对316L不锈钢在硼酸溶液中的腐蚀电化学行为的影响,并通过Mott-Schottky曲线考察了不同温度下钝化膜的半导体性质。结果表明,316L不锈钢在35~85℃均能形成稳定的钝化膜。温度的升高并没有改变腐蚀机理,但温度的升高促进了腐蚀反应的阳极过程,加快了腐蚀速率。随着温度的升高电荷转移电阻下降。Mott-Schottky曲线结果表明,温度对于316L不锈钢钝化膜的半导体本征性质没有根本影响,在-0.3~0.3V(SCE)电位区间内钝化膜呈n型半导体特征;在0.3~1.5V(SCE)电位区间内钝化膜呈p型半导体特征。施主密度与受主密度随着温度的升高而增大。

ZDDP润滑下表面纳米化316L不锈钢的摩擦学性能

采用SRV摩擦磨损试验机考察了表面纳米化316L不锈钢在PAO4和ZDDP润滑下的摩擦学性能。采用X射线衍射仪(XRD)和金相显微镜表征纳米化样品的微观组织结构,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析摩擦反应膜的微观形貌和化学组成。结果表明,表面纳米化明显提高了316L不锈钢的表面硬度,同时在表面产生了具有储油作用的微坑,在PAO4润滑下,纳米化样品的减摩抗磨性优于未处理样品;在添加ZDDP的PAO4润滑下,在纳米化表面形成了链长较短的磷酸盐膜,膜中Zn和P的含量也高于未处理样品,黏着磨损明显减轻,抗磨性提高幅度更为显著。

316L不锈钢表面溶胶-凝胶法制备TiO_2薄膜

为提高316L不锈钢的生物相容性,采用溶胶-凝胶法在316L不锈钢上制备了TiO2薄膜,研究了改性前后316L不锈钢的耐腐蚀性及血液相容性。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了退火温度对TiO2微观结构的影响;采用电化学工作站测试了涂覆TiO2薄膜前后材料在模拟体液中的耐腐蚀性能;基于接触角测试结果,研究了退火温度对TiO2薄膜亲/疏水性能的影响,计算了TiO2薄膜的表面能及薄膜材料与血液的界面张力。结果表明:400℃和500℃退火的TiO2薄膜晶化为完整的锐钛矿结构,表面结构致密,接触角分别为76.9°和80.1°,在模拟体液中的自腐蚀电流分别为4.04μA/cm2和6.33μA/cm2,与血液间的界面张力远小于316L不锈钢。锐钛矿结构的TiO2薄膜具有良好的耐腐蚀性及血液相容性。

SLM工艺参数对316L不锈钢试件拉伸性能的影响

采用选择性激光熔化成型技术对316L不锈钢粉末进行工艺参数优化实验,以期获得拉伸性能优良的316L成型件。利用单因素实验法和正交试验探究激光功率、扫描速度和扫描间距等工艺参数对316L不锈钢成型试件拉伸性能(抗拉强度和延伸率)的影响,确定最优工艺参数水平组合。研究结果表明:激光功率对316L不锈钢成型件抗拉强度和延伸率均有显著影响,扫描速度和扫描间距的影响次之;在实验条件下,成型件拉伸性能最优工艺参数水平组合为:激光功率220W、扫描速度960mm/s、扫描间距0.14mm。

海水泵叶轮316L不锈钢螺钉的腐蚀原因分析

针对海水泵叶轮316L不锈钢螺钉的腐蚀现象,综合运用宏观检验、金相检验、化学成分分析、扫描电镜与能谱分析,以及动电位极化分析方法对螺钉的腐蚀原因进行了分析。结果表明:腐蚀螺钉的化学成分不符合316L不锈钢的标准要求,且高脉冲电流电火花加工的变质层中存在微裂纹,该变质层的局部残留进一步降低了螺钉的耐蚀性,最后对提高螺钉耐蚀性提出了相应建议。

316L不锈钢管的膨胀性能

采用自上而下的膨胀工艺,对316L不锈钢管进行9%的径向膨胀实验,对比膨胀变形前后的力学性能。研究结果揭示了316L不锈钢管的膨胀特性:管材的长度减小了约3.6%,壁厚减小了4.4%左右,不均匀变形程度增加;由于加工硬化,管材的布氏硬度和抗拉强度明显增加,断后伸长率和断面收缩率出现大幅度下降。断口形貌表明膨胀前后的316L不锈钢管均属于韧性断裂,膨胀前试样断口以韧窝为主,部分韧窝呈撕裂状,而且出现明显的蛇形滑动现象;膨胀后试样断口的韧窝变小变浅,大部分蛇形滑动现象消失。

模拟体液中氧含量对316L不锈钢微动疲劳的影响

采用液压伺服疲劳试验机在模拟体液中对人工关节常用316L不锈钢进行了微动疲劳试验,研究了疲劳产生的过程。结果表明:模拟体液中氧含量变化会影响316L不锈钢的微动疲劳寿命,溶解氧质量分数为4%,循环次数为10~7次时,微动疲劳强度约为110 MPa,溶解氧质量分数为0%,循环次数为3×10~6次时,微动疲劳强度约为105 MPa;在模拟体液中316L不锈钢的裂纹扩展速率比在大气中的快,因此其微动疲劳寿命比在大气中的短。

核级不锈钢焊接接头钝化膜耐蚀性能和半导体特性研究

采用电化学阻抗谱(EIS)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、Auger扫描能谱仪(AES)以及容抗测试技术(M-S曲线),研究了316LN/316L不锈钢焊接接头在模拟压水堆一回路高温高压水中形成的钝化膜的耐蚀性能和半导体特性。结果表明,焊缝区、热影响区和母材区形成的钝化膜的耐蚀性能不同,热影响区钝化膜开路电位及电化学阻抗等均低于其他区域,说明热影响区钝化膜的耐蚀性能最差,这主要与钝化膜的致密程度、厚度及Cr氧化物的含量有关。M-S曲线表明,母材区钝化膜平带电位为-0.7V,较其他区域(-0.4V)负移,表明有BO-3等阴离子在钝化膜表面吸附,加之具有较低的施主和受主浓度,可排斥侵蚀离子的腐蚀,使之较其他区域有更强的耐蚀性能。

基于点蚀的316L不锈钢在酸性气田环境中的适应性评价

国内外酸性气田的开发使腐蚀环境越来越苛刻,为满足气液混输的工艺要求,发展了耐蚀合金/碳钢的双金属复合管技术。316L不锈钢被广泛用于双金属管的内衬,在含H_2S和CO_2环境中腐蚀速率很低,然而在高含Cl-的溶液中,316L不锈钢容易出现点蚀而诱发集输管线失效,为此,就316L不锈钢在酸性气田集输环境中的点蚀进行评述。讨论了影响316L不锈钢点蚀的材质因素,Mn和Fe的硫化物及Mg、Al、Ca的氧化物等两种夹杂物均能促进钝化膜的溶解而引起点蚀;分析了316L不锈钢点蚀的H_2S、CO_2、温度、Cl-浓度和pH值等环境的适应性条件,发现H_2S环境比CO_2环境更容易发生点蚀,H_2S和CO_2对点蚀发生存在协同机制,温度升高、Cl-浓度增加和酸性介质均会增加316L不锈钢点蚀的敏感性。为进一步优化选材原则,需重点加强环境因素的协同机制、环境适应性的边界条件、点蚀发展的动力学以及新的标准研究。

316L奥氏体不锈钢稳定辊轴头断裂的原因

某热镀锌生产线上316L奥氏体不锈钢稳定辊轴头在运行时发生断裂,采用化学成分分析、硬度及拉伸性能测试、金相检验等方法对断裂原因进行了分析。结果表明:该轴头组织中存在大量的长条状硫化夹杂物,导致组织不均,材料性能下降,同时轴头的圆周表面加工粗糙,液态锌通过表面缺陷渗入基体内部并腐蚀基体,从而导致轴头在外载荷作用下发生脆性断裂。

双金属复合管焊接工艺研究与应用

为了提高20#碳钢基管+316L不锈钢内衬管双金属复合管的焊接一次合格率以及生产效率,研究了该材质的焊接工艺参数,并采用该参数进行焊接工艺试验,评定合格后进行了工程应用。结果表明,该工艺焊接工序步骤简单,焊接一次合格率由不到70%提高至90%以上,提高了工程焊接效率,确保了工程顺利投产。

激光束时/空域形态对定向能量沉积316L不锈钢组织的影响

以激光束的时/空域形态为调控对象,采用激光定向能量沉积方式制备了不同时/空域下的单道多层316L不锈钢试样,分析各参数对试样的显微硬度、微观组织特征的影响。正交试验结果表明:晶粒等效直径、柱状晶长宽比、柱状/等轴晶数量比均随着频率和占空比的增大,先快速减小后略微增大。相比连续光束,中频(40/60 Hz)中占空比(0.6/0.8)下的晶粒等效直径、柱状晶长宽比、柱状/等轴晶数量比分别减小19.4%、3.4%、13.3%。空域形态下,相比高斯光束,超高斯光束下晶粒等效直径减小0.14μm,而柱状晶长宽比、柱状/等轴晶数量比分别增大0.06、0.45。各因素对等效直径、柱状晶长宽比、柱状/等轴晶数量比、显微硬度的影响程度分别为:占空比>频率>形态指数、频率>占空比>形态指数、频率>形态指数>占空比、形态指数>频率>占空比。

不同脉宽激光对不锈钢清洗工艺研究

为研究激光清洗不锈钢表面污染物的影响规律,采用不同脉宽激光进行不锈钢表面清洗试验,并分析对比不同波长激光清洗的工作原理。通过改变不同激光工艺参数,比较了纳秒激光和皮秒激光清洗效果的差别,并分别使用激光共聚焦显微镜和显微硬度计,测试材料宏观形貌、三维形貌、表面粗糙度和硬度。结果表明,纳秒激光较优工艺参数为激光功率密度为7.2×10^(5)W/cm^(2),激光重复频率为60 kHz,激光扫描速度为2000 mm/s,激光扫描间距为0.02 mm;皮秒激光较优工艺参数为激光功率密度为19.1×10^(5)W/cm^(2),激光重复频率为50 kHz,激光扫描速度为1900 mm/s,激光扫描间距为0.05 mm。经过对比纳秒激光和皮秒激光清洗效果的差别,发现皮秒激光清洗效果较好,并且对不锈钢损伤较小,但是纳秒激光清洗后的硬度更高。

选区激光熔化316L不锈钢组织性能调控研究

为调控SLM制备316L不锈钢(316L-SLM)的综合性能,研究了不同扫描速度下的316L-SLM组织性能,分析了不同扫描速度和热处理温度下316L-SLM在PBS溶液中的耐腐蚀性。结果表明,扫描速度小于900 mm/s时,其变化对致密度影响较小,扫描速度大于900 mm/s后,随扫描速度增大致密度呈下降趋势。逐层旋转67°扫描在试验截面上形成周期性变化的焊道轮廓形貌。高扫描速度下试样抗压缩性能更强,弹性模量更高;低扫描速度下试样抗拉伸性能更强,延伸率更高;650℃和1 050℃热处理试样组织仍为粗大柱状晶,1 050℃热处理试样柱状晶宽度略有增大,两种热处理试样中焊道轮廓鱼鳞纹形貌仍清晰可见。两种热处理方式明显改善了耐腐蚀性,其中1 050℃热处理时的改善幅度更大。缺陷和敏化是腐蚀行为主控因素。扫描速度增大,敏化倾向减小,缺陷倾向增大。因此扫描速度增大时316L-SLM试样耐腐蚀性先增大后减小,试验条件下900 mm/s时的耐腐蚀性最好。

水雾化316L不锈钢选区激光熔化致密度与组织性能研究

采用水雾化316L不锈钢粉末,开展选区激光熔化(SLM)成型工艺试验研究,以期获得高致密度316L不锈钢试样。在层厚50μm、点间距65μm的条件下,研究了激光功率、曝光时间、线间距对致密度的影响,探讨了体能量密度对第一层表面粗糙度Ra及块体致密度的影响规律。研究结果表明,单层试验表面粗糙度Ra随着体能量密度的增大而呈减小趋势,当能量密度大于60.92J/mm3时第一层表面粗糙度Ra保持在4μm以下,其中线间距对单层试验表面粗糙度Ra影响最明显,随线间距的减小Ra值呈减小趋势;成型件致密度随体能量密度的增大呈先增大后稳定趋势,在激光功率200W、曝光时间130μs、线间距0.1mm条件下获得相对致密度98.26%的试样;能量密度较小导致层与层之间形成小孔、线间距太宽导致形成的间隙和热应力引起的裂纹是影响致密度最主要的原因。采用不同线间距成型,得到抗拉强度593MPa,断后延伸率34.4%,断面收缩率29.1%的拉伸样件。

FL缓蚀剂在酯化反应体系中的缓蚀作用

本文研究了ＦＬ缓蚀剂在非硫酸催化剂的酯化反应体系中对３１６Ｌ不锈钢的缓蚀性能；考察了温度、缓蚀剂浓度和浸泡时间对腐蚀速度和缓蚀效率的影响，并在５００吨／年醋酸丁酯生产装置上进行了考核，让明ＦＬ的缓蚀性能优异，设备无明显的腐蚀迹象。

激光熔凝316L不锈钢的摩擦学性能研究

采用光纤激光器对316L不锈钢表面进行熔凝处理,研究了熔凝层微观组织演变及其摩擦学性能。结果表明:通过激光熔凝可在316L不锈钢表面获得冶金质量良好、无孔隙裂纹、厚度为500μm的熔凝层。与原始试样相比,激光熔凝处理使其表层从顶部至底部依次形成等轴晶、树枝晶与柱状晶的梯度细化组织,显微硬度提高约73.9%,摩擦因数降低约37.8%,磨损量降低约38.5%,磨损机制从磨粒磨损与黏着磨损转为轻微的磨粒磨损,表明其耐磨损性能经激光熔凝处理后得到明显提升。