Ricerca sulla resistenza all'abrasione della condensa di acciaio inossidabile per silenziatori
Al fine di soddisfare gli standard sempre più severi sulle emissioni di scarico delle automobili e i requisiti dei consumatori in termini di qualità e bellezza del prodotto, i materiali dei sistemi di scarico automobilistici si stanno sviluppando nella direzione della leggerezza, della lunga durata, della resistenza all'ossidazione alle alte temperature e della resistenza all'usura, il che propone requisiti più elevati per il prestazioni di servizio dell'acciaio del sistema di scarico. Il sistema di scarico automobilistico comprende generalmente collettore, tubo anteriore, convertitore catalitico, silenziatore e tubo di scappamento, tra cui il silenziatore, grazie alla sua struttura complessa, il suo ambiente di servizio ha una forte resistenza all'usura, è uno dei componenti del sistema di scarico automobilistico più incline all'usura fallimento.
Attualmente, l'acciaio principale utilizzato nelle marmitte delle automobili è l'acciaio inossidabile della serie ferritica 409, 439 e 436, a causa dei tipi e del contenuto di elementi di lega in questi acciai, la loro resistenza all'ossidazione e all'usura sarà notevolmente diversa. Per comprendere le prestazioni di servizio dell'acciaio inossidabile utilizzato per le marmitte durante la guida su lunghe distanze delle automobili, è stata studiata la resistenza all'usura di 5 tipi di acciaio inossidabile ferritico nel ciclo di immersione di ossidazione-condensa.
I materiali sperimentali sono gli acciai inossidabili ferritici commerciali 409, 429, 439, 436 e 441 e le principali composizioni chimiche dei cinque acciai sono riportate nella Tabella 1. Le dimensioni di tutti i campioni sono 20 mm×10 mm×1 mm. Prima dell'esperimento, il campione è stato gradualmente lucidato a 1000# con carta abrasiva all'acqua SiC, quindi lavato con acetone e acqua distillata e infine asciugato rapidamente.
Un esperimento a ciclo consiste in due fasi: (1) fase di ossidazione: il campione viene posto in un forno di riscaldamento a 400 gradi per l'ossidazione a temperatura costante per 2 ore, quindi il campione viene estratto e raffreddato ad aria a temperatura ambiente; (2) Fase di immersione della condensa: immergere per metà il campione ossidato nella condensa a 80 gradi per 2 ore, quindi estrarre il campione e asciugarlo con aria calda. La composizione del condensato utilizzato nell'esperimento era 2,8×10-3mol/LNH4Cl+5,21×10-2mol/L (NH4) 2SO4+1,6×{{ 18}}mol/LNH4NO3 e il valore del pH della soluzione è stato regolato a 3 con acido solforico diluito. Sono stati eseguiti un totale di 100 esperimenti di ciclo e durante l'esperimento di ciclo sono stati misurati il punto di resistenza all'usura e lo spettro EIS del campione nel condensato. Dopo 100 cicli di esperimento, sulla superficie di ciascun campione sono state effettuate l'osservazione della morfologia e l'analisi della composizione, quindi sono stati puliti i prodotti di ossidazione/usura sulla superficie del campione. Il microscopio digitale KEYENCE VHX-100 è stato utilizzato per misurare la profondità del solco di abrasione sul campione con una precisione di 1 μm.
I risultati mostrano che i prodotti resistenti all’ossidazione/usura sulla superficie dei cinque acciai inossidabili sono composti principalmente da Cr2O3 e Fe2O3. L'influenza degli elementi di lega Cr e Mo sulla resistenza del film del prodotto e sulla resistenza al trasferimento di carica della superficie dell'acciaio inossidabile è la più significativa. La profondità della fossa di usura da grande a piccola è 409, 439, 441, 429 e 436 in acciaio inossidabile, ma la profondità di usura dell'acciaio inossidabile 439 e 441 e dell'acciaio inossidabile 429 e 436 è molto piccola e i 5 tipi di acciaio inossidabile mostrare una buona resistenza alla corrosione in condizioni di guida su lunghe distanze dell'auto.
