Έρευνα για την αντοχή στην τριβή του συμπυκνώματος από ανοξείδωτο χάλυβα για σιγαστήρες
Προκειμένου να πληρούνται τα ολοένα και πιο αυστηρά πρότυπα εκπομπών καυσαερίων αυτοκινήτων και οι απαιτήσεις των καταναλωτών για την ποιότητα και την ομορφιά των προϊόντων, τα υλικά του συστήματος εξάτμισης αυτοκινήτων αναπτύσσονται προς την κατεύθυνση του ελαφρού βάρους, της μεγάλης διάρκειας ζωής, της αντοχής στην οξείδωση και της αντοχής στη φθορά, γεγονός που θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για το επιδόσεις σέρβις του χάλυβα συστήματος εξάτμισης. Το σύστημα εξάτμισης αυτοκινήτων περιλαμβάνει γενικά πολλαπλή, μπροστινό σωλήνα, καταλυτικό μετατροπέα, σιγαστήρα και ουραίο σωλήνα, μεταξύ των οποίων ο σιγαστήρας λόγω της πολύπλοκης δομής του, το περιβάλλον σέρβις του έχει ισχυρή αντοχή στη φθορά, είναι ένα από τα εξαρτήματα στο σύστημα εξάτμισης αυτοκινήτου πιο επιρρεπές στη φθορά αποτυχία.
Επί του παρόντος, ο κύριος χάλυβας που χρησιμοποιείται στους σιγαστήρες αυτοκινήτων είναι ο φερριτικός ανοξείδωτος χάλυβας σειράς 409, 439 και 436, λόγω των τύπων και των περιεχομένων των στοιχείων κραμάτων σε αυτούς τους χάλυβες, η αντίσταση στην οξείδωση και η αντίσταση στη φθορά θα είναι πολύ διαφορετικές. Προκειμένου να κατανοηθεί η απόδοση σέρβις του ανοξείδωτου χάλυβα που χρησιμοποιείται για σιγαστήρες κατά την οδήγηση αυτοκινήτων σε μεγάλες αποστάσεις, μελετήθηκε η αντοχή στη φθορά 5 ειδών φερριτικού ανοξείδωτου χάλυβα στο πλαίσιο του κύκλου εμβάπτισης οξείδωσης-συμπυκνώματος.
Τα πειραματικά υλικά είναι εμπορικοί φερριτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες 409, 429, 439, 436 και 441 και οι κύριες χημικές συνθέσεις των πέντε χάλυβων δίνονται στον Πίνακα 1. Οι διαστάσεις όλων των δειγμάτων είναι 20mm×10mm×1mm. Πριν από το πείραμα, το δείγμα γυαλίστηκε σταδιακά στους 1000# με αποξεστικό χαρτί νερού SiC, στη συνέχεια πλύθηκε με ακετόνη και απεσταγμένο νερό και τελικά στέγνωσε γρήγορα.
Ένα πείραμα κύκλου αποτελείται από δύο βήματα: (1) στάδιο οξείδωσης: το δείγμα τοποθετείται σε κλίβανο θέρμανσης 400 μοιρών για οξείδωση σταθερής θερμοκρασίας για 2 ώρες, και στη συνέχεια το δείγμα λαμβάνεται και ψύχεται με αέρα σε θερμοκρασία δωματίου. (2) Βήμα εμποτισμού συμπύκνωσης: Μουλιάστε στο μισό το οξειδωμένο δείγμα στο συμπύκνωμα στους 80 βαθμούς για 2 ώρες, και στη συνέχεια αφαιρέστε το δείγμα και στεγνώστε το με ζεστό αέρα. Η σύνθεση του συμπυκνώματος που χρησιμοποιήθηκε στο πείραμα ήταν 2,8×10-3mol/LNH4Cl+5.21×10-2mol/L (NH4) 2SO4+1.6×{{ 18}}mol/LNH4NO3 και η τιμή του ρΗ του διαλύματος ρυθμίστηκε στο 3 με αραιό θειικό οξύ. Πραγματοποιήθηκαν συνολικά 100 πειράματα κύκλου και το σημείο αντίστασης στη φθορά και το φάσμα EIS του δείγματος στο συμπύκνωμα μετρήθηκαν κατά τη διάρκεια του πειράματος κύκλου. Μετά από 100 κύκλους πειράματος, διεξήχθη μορφολογική παρατήρηση και ανάλυση σύνθεσης στην επιφάνεια κάθε δείγματος και στη συνέχεια καθαρίστηκαν τα προϊόντα οξείδωσης/φθοράς στην επιφάνεια του δείγματος. Το ψηφιακό μικροσκόπιο KEYENCE VHX-100 χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση του βάθους του λάκκου τριβής στο δείγμα με ακρίβεια 1μm.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα προϊόντα οξείδωσης/ανθεκτικά στη φθορά στην επιφάνεια των πέντε ανοξείδωτων χάλυβων αποτελούνται κυρίως από Cr2O3 και Fe2O3. Η επίδραση των στοιχείων κράματος Cr και Mo στην αντίσταση του φιλμ προϊόντος και στην αντίσταση μεταφοράς φορτίου της επιφάνειας από ανοξείδωτο χάλυβα είναι η πιο σημαντική. Το βάθος του λάκκου φθοράς από το μεγάλο στο μικρό είναι 409, 439, 441, 429 και 436 από ανοξείδωτο χάλυβα, αλλά το βάθος φθοράς του ανοξείδωτου χάλυβα 439 και 441 και του ανοξείδωτου χάλυβα 429 και 436 είναι πολύ μικρό και τα 5 είδη ανοξείδωτου χάλυβα παρουσιάζουν καλή αντοχή στη διάβρωση υπό την προϋπόθεση της οδήγησης σε μεγάλες αποστάσεις του αυτοκινήτου.
