消聲器用不銹鋼的冷凝液耐磨行為研究

  為(wei)了滿足日益嚴格的(de)(de)(de)汽車(che)尾(wei)氣(qi)(qi)(qi)排(pai)(pai)放標準以及(ji)消費者(zhe)對產品質(zhi)量(liang)和美觀的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求,汽車(che)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)用材正向(xiang)輕量(liang)化、長壽命、耐高溫氧化和耐耐磨(mo)的(de)(de)(de)方向(xiang)發展(zhan),這對排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)用鋼的(de)(de)(de)服役性能提出了更(geng)高的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求。汽車(che)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)一(yi)般包括(kuo)岐管、前管、催化轉換器(qi)(qi)(qi)、消聲(sheng)器(qi)(qi)(qi)和尾(wei)管等,其中消聲(sheng)器(qi)(qi)(qi)由于(yu)結構(gou)較為(wei)復雜,其服役環境具(ju)有較強的(de)(de)(de)耐磨(mo)性,是汽車(che)排(pai)(pai)氣(qi)(qi)(qi)系(xi)(xi)統(tong)中較易發生耐磨(mo)失效(xiao)的(de)(de)(de)部件之一(yi)。

  目(mu)前,汽(qi)車消(xiao)聲(sheng)器(qi)用(yong)鋼(gang)主要有409、439和436等鐵素(su)體(ti)系(xi)列不銹鋼(gang),由于這些鋼(gang)中合金元素(su)的種(zhong)類和含量(liang)不一樣,它們的抗(kang)氧化能力(li)和耐(nai)(nai)耐(nai)(nai)磨性能會有較(jiao)大差異。為了(le)認(ren)識消(xiao)聲(sheng)器(qi)用(yong)不銹鋼(gang)在(zai)汽(qi)車長距離行駛中的服役性能,研究了(le)5種(zhong)常用(yong)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)在(zai)氧化-冷凝液浸(jin)泡循環作用(yong)下的耐(nai)(nai)磨行為。

  實驗材料為(wei)商用409、429、439、436和441鐵素(su)體不銹鋼,表1給出了5種(zhong)鋼的主要化學成(cheng)分。所有試樣的尺寸均為(wei)20mm×10mm×1mm。實驗前,試樣用SiC水磨砂紙逐(zhu)漸打(da)磨至1000#,然后用丙酮及蒸餾(liu)水清洗,最后快速(su)吹(chui)干。

  一次(ci)循(xun)環(huan)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)包括兩個步驟:(1)氧(yang)化步驟:將(jiang)試樣置于(yu)400℃加熱爐內恒溫(wen)氧(yang)化2h,接(jie)著取出(chu)試樣空冷至室溫(wen);(2)冷凝(ning)液(ye)(ye)浸泡步驟:將(jiang)氧(yang)化后(hou)的(de)(de)(de)(de)試樣半浸泡于(yu)80℃的(de)(de)(de)(de)冷凝(ning)液(ye)(ye)中2h,然后(hou)取出(chu)試樣并用(yong)熱風吹干。實(shi)驗(yan)(yan)(yan)所用(yong)的(de)(de)(de)(de)冷凝(ning)液(ye)(ye)成(cheng)分為:2.8×10-3mol/LNH4Cl+5.21×10-2mol/L(NH4)2SO4+1.6×10-3mol/LNH4NO3,溶液(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)pH值用(yong)稀硫酸(suan)調節到3。總共(gong)進(jin)行100次(ci)循(xun)環(huan)實(shi)驗(yan)(yan)(yan),并在(zai)循(xun)環(huan)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)期(qi)間測(ce)(ce)量試樣在(zai)冷凝(ning)液(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de)耐磨點位和EIS譜。100次(ci)循(xun)環(huan)實(shi)驗(yan)(yan)(yan)結束后(hou),對各試樣表面進(jin)行形貌觀察和成(cheng)分分析,然后(hou)清洗掉試樣表面的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化/耐磨產物。使(shi)用(yong)KEYENCE VHX-100型(xing)數碼顯(xian)微(wei)鏡(jing)測(ce)(ce)量試樣上耐磨坑的(de)(de)(de)(de)深(shen)度,測(ce)(ce)量精(jing)度為1μm。

  結果(guo)表(biao)明:5種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面氧化/耐(nai)磨(mo)(mo)(mo)產物(wu)膜均(jun)主要由(you)Cr2O3和Fe2O3組(zu)成。合(he)金元素Cr與(yu)Mo對不銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面產物(wu)膜電(dian)(dian)阻及(ji)電(dian)(dian)荷轉移電(dian)(dian)阻的(de)(de)影響最為顯著(zhu)。耐(nai)磨(mo)(mo)(mo)坑(keng)深度從大到小依次(ci)為409、439、441、429和436不銹(xiu)鋼(gang),但439與(yu)441不銹(xiu)鋼(gang)以及(ji)429與(yu)436不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)磨(mo)(mo)(mo)深度相(xiang)差很(hen)小,并且5種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)在汽(qi)車長距離行(xing)駛條件下均(jun)表(biao)現出良好的(de)(de)耐(nai)蝕性。