腐蝕介質(zhì)中的金屬摩擦副無論其是否具有耐腐蝕特性，均承受著腐蝕與磨損的共同作用，并極可能導(dǎo)致其耐蝕性及耐磨性的加速惡化，了解金屬材料在特殊介質(zhì)中的摩擦學(xué)行為變化及規(guī)律是近年來摩擦學(xué)研究的熱點。海水是自然界典型的腐蝕介質(zhì)，研究海洋環(huán)境中材料的腐蝕與磨損之間的協(xié)同作用機理及規(guī)律對提升海洋裝備性能具有重要的意義。
 

　　海水全浸區(qū)金屬材料的腐蝕磨損十分復(fù)雜，包含湍流腐蝕、沖刷腐蝕及滑動腐蝕磨損等。其中湍流腐蝕和沖刷腐蝕研究的比較多，相關(guān)機理十分明確，并且建立了相關(guān)理論模型。而滑動腐蝕磨損也是全浸區(qū)金屬材料的典型損失模式，如錨鏈鏈環(huán)間的磨損即為滑動腐蝕磨損，但是相關(guān)機理并不明確，研究全浸區(qū)金屬材料的腐蝕磨損對海水中金屬材料腐蝕磨損機制的探討以及耐腐蝕磨損材料的研發(fā)具有重要意義。
 

　　本文采用同步電化學(xué)/銷盤摩擦磨損試驗研究了304不銹鋼在人工海水中的腐蝕磨損行為。采用摩擦學(xué)、電化學(xué)及摩擦化學(xué)等分析方法，分析并討論了材料腐蝕與磨損間的交互作用程度及機理，通過與其它合金性能比較，探討了材料在海水中的腐蝕磨損共性與特性。本文借助電化學(xué)分析、表面形貌、成分分析、定量計算和理論模擬等手段，綜合評定了各種實驗條件和因素對304不銹鋼腐蝕磨損行為的影響，基于大量研究數(shù)據(jù)繪制了相應(yīng)的腐蝕磨損圖，為304不銹鋼的失效模式及損傷速率提供了預(yù)測依據(jù)。研究結(jié)果表明，滑動摩擦過程中介穩(wěn)態(tài)304奧氏體不銹鋼摩擦表面因應(yīng)力集中而誘發(fā)形成了馬氏體相和機械孿晶，他們均具有強化接觸表面和提高耐磨性的作用。馬氏體相與奧氏體母相在磨痕內(nèi)形成微觀腐蝕電偶并加速304不銹鋼的活化溶解。力學(xué)因素會影響馬氏體的轉(zhuǎn)變量，在低載荷和低轉(zhuǎn)速下，摩擦?xí)r間越長，304不銹鋼磨痕內(nèi)的馬氏體含量越多，對金屬的腐蝕磨損行為影響也越大。海水pH同樣影響304不銹鋼的腐蝕磨損行為，在高pH環(huán)境中，海水表現(xiàn)出好的潤滑性和低的腐蝕性，因此304不銹鋼在高pH海水中呈現(xiàn)低的腐蝕磨損速率。304不銹鋼的腐蝕磨損行為還受鹵離子濃度的影響，高鹵離子濃度提高了海水潤滑性、降低了磨損速率，但同時卻增大了海水對金屬的腐蝕，尤其會增大304不銹鋼的孔蝕敏感性。此外，304不銹鋼的初始表面粗糙度越大，磨合時間越長，磨粒磨損越嚴(yán)重。陽極外加電位會加速304不銹鋼腐蝕，改變接觸表面特性，提高其腐蝕磨損速率。對比304不銹鋼與其它合金可以發(fā)現(xiàn)，三種不同穩(wěn)定態(tài)的奧氏體不銹鋼的腐蝕磨損行為相差不大。具有不同微觀結(jié)構(gòu)的鋼鐵材料中，410馬氏體鋼的腐蝕磨損速率最低，其磨損機理主要為磨粒磨損和粘著磨損。有色金屬中銅合金在海水中的耐腐蝕磨損性最好，并且優(yōu)于其它鋼鐵材料。