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用于石油钻铤外壳材料的不锈钢,除了要承受地下泥浆介质的腐蚀之外,在工件运行过程中还要承受泥浆颗粒对它的冲刷腐蚀,因此研究有效的不锈钢腐蚀防护方法以及不锈钢的摩擦学性能具有重要的工程意义。为了降低不锈钢的腐蚀速度,通常采用牺牲阳极材料对其进行腐蚀防护。铁基牺牲阳极电流效率高、对不锈钢的驱动电位适宜、成本低廉,是一种具有广泛应用前景的阳极材料。本文通过极化曲线法、恒电流法和自放电法研究了20CrMn、20CrMo、20CrMnTi和40CrMo铁基牺牲阳极的电化学性能及其对17-4PH不锈钢和P550不锈钢的阴极保护效果,并采用MR-060型多功能摩擦磨损试验机研究了17-4PH和P550不锈钢的摩擦磨损性能,分析了载荷、滑动速度对不锈钢摩擦磨损性能的影响,并通过金相显微镜观察了摩擦后的磨痕形貌,分析了可能的磨损机制。主要研究结果如下:阴极材料的极化测试结果表明四种牺牲阳极材料与17-4PH不锈钢及P550不锈钢均具有适宜的驱动电位差,这些铁基牺牲阳极理论上具有良好的保护效果。循环伏安曲线测试结果表明,相比P550,17-4PH不锈钢具有更好的耐点蚀性能。恒电流极化实验结果表明,在四种牺牲阳极中,20CrMnTi牺牲阳极的极化电位最负、极化电阻最大、极化率最低,因此其牺牲阳极性能最好。恒电流实验和自放电实验结果表明,在四种牺牲阳极中,20CrMnTi具有最负、最稳定的工作电位、最高的电流效率(>90%)。从腐蚀形貌特征上看,20CrMnTi表面的腐蚀产物层最为均匀致密,耐腐蚀性最好。铁基牺牲阳极对17-4PH和P550不锈钢的阴极保护效果明显,与未施加阴极保护相比,这几种牺牲阳极保护的17-4PH不锈钢和P550不锈钢表面腐蚀程度均明显降低。摩擦磨损实验结果表明载荷和滑动速度对17-4PH和P550不锈钢的摩擦学性能有着明显的影响。相对于转速而言,载荷是影响这两种不锈钢的摩擦行为的主要因素。当载荷为4 N时,17-4PH不锈钢的摩擦系数均在波动中缓慢上升,且随着转速的增加,磨损率逐渐增大,磨损机制由粘着磨损逐渐过渡到氧化磨损;载荷为10N时,转速为300 r/min时的摩擦系数最小且最稳定,250 r/min时的摩擦系数最大且最不稳定,磨损率随转速的增加而增大,各转速下的磨损机制主要为粘着磨损。载荷为4 N时,P550不锈钢的摩擦系数曲线先大幅波动后急剧下降并趋于平稳,磨损率随着转速的增加而减小,主要表现为氧化磨损;载荷为10N时,P550不锈钢的摩擦系数和磨损率均随转速的增加而增大,转速为200 r/min时主要为氧化磨损,转速为100 r/min和300 r/min时主要为粘着磨损和磨粒磨损。