Исследование стойкости к истиранию конденсата нержавеющей стали для глушителей
Чтобы соответствовать все более строгим стандартам выбросов выхлопных газов автомобилей и требованиям потребителей к качеству и красоте продукции, материалы автомобильных выхлопных систем развиваются в направлении легкости, долговечности, устойчивости к высокотемпературному окислению и износостойкости, что выдвигает более высокие требования к эксплуатационные характеристики выхлопной системы стали. Автомобильная выхлопная система обычно включает в себя коллектор, переднюю трубу, каталитический нейтрализатор, глушитель и выхлопную трубу, среди которых глушитель из-за своей сложной конструкции, среды его эксплуатации обладает высокой износостойкостью и является одним из компонентов автомобильной выхлопной системы, более склонных к износу. отказ.
В настоящее время основной сталью, используемой в автомобильных глушителях, является нержавеющая сталь ферритного ряда 409, 439 и 436, из-за типов и содержания легирующих элементов в этих сталях их стойкость к окислению и износостойкость будут сильно различаться. Чтобы понять эксплуатационные характеристики нержавеющей стали, используемой для глушителей во время езды автомобилей на дальние расстояния, была изучена износостойкость пяти видов ферритной нержавеющей стали в цикле погружения в окислительно-конденсатный режим.
В качестве экспериментальных материалов использованы промышленные ферритные нержавеющие стали марок 409, 429, 439, 436 и 441, а основные химические составы пяти сталей приведены в таблице 1. Размеры всех образцов составляют 20×10×1 мм. Перед экспериментом образец постепенно полировали до 1000# водной абразивной бумагой SiC, затем промывали ацетоном и дистиллированной водой и, наконец, быстро сушили.
Один цикл эксперимента состоит из двух этапов: (1) этап окисления: образец помещают в нагревательную печь с температурой 400 градусов для окисления при постоянной температуре в течение 2 часов, затем образец вынимают и охлаждают на воздухе до комнатной температуры; (2) Этап замачивания в конденсате: наполовину погрузите окисленный образец в конденсат при температуре 80 градусов в течение 2 часов, затем выньте образец и высушите его горячим воздухом. Состав использованного в эксперименте конденсата составлял 2,8×10-3моль/LNH4Cl+5.21×10-2моль/л (NH4) 2SO4+1.6×{{ 18}моль/LNH4NO3, а значение pH раствора доводили до 3 разбавленной серной кислотой. Всего было проведено 100 цикловых экспериментов, в ходе циклового эксперимента измерены точка износостойкости и спектр ЭИС образца в конденсате. После 100 циклов эксперимента на поверхности каждого образца проводились морфологические наблюдения и анализ состава, а затем очищались продукты окисления/износа на поверхности образца. Цифровой микроскоп KEYENCE VHX-100 использовался для измерения глубины абразивной ямки на образце с точностью до 1 мкм.
Результаты показывают, что продукты, устойчивые к окислению/износу на поверхности пяти нержавеющих сталей, в основном состоят из Cr2O3 и Fe2O3. Наиболее значимо влияние легирующих элементов Cr и Mo на сопротивление пленки продукта и сопротивление переносу заряда поверхности нержавеющей стали. Глубина ямы износа от большой до маленькой составляет нержавеющую сталь 409, 439, 441, 429 и 436, но глубина износа нержавеющей стали 439 и 441, а также нержавеющей стали 429 и 436 очень мала, и 5 видов нержавеющей стали показывают хорошую коррозионную стойкость в условиях дальней езды автомобиля.
