科學家們找到了一種保護鋼免受惡劣環境影響的方法

© AP Photo / David J. PhillipЭкспорт стали. США
Экспорт стали. США - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 19.10.2021
隨著時間的推移,海水和摩擦等侵蝕性環境因素甚至會破壞非常耐用的不鏽鋼產品。國立研究型技術大學MISIS(NUST MISIS)的科學家們與捷克共和國的同行一起,提出了一種保護鋼表面的方法。文章作者認為,他們的新塗層可以顯著增加對海洋和沿海基礎設施的保護,並降低事故和設備故障的風險。
海洋產業、造船和沿海基礎設施建設使用大量機械,這些機械在與鹽水接觸的過程中都會受到磨損。例如,泵、螺桿、絞盤、閘閥。據專家介紹,許多此類部件由耐腐蝕鋼材製成,其成分中除了鐵以外還含有鉻、鎳或鉬等元素。研究結果發表在Wear雜誌上。
然而,專家解釋說,這種保護有一個缺點。耐腐蝕性是由鋼件表面一層非常薄的薄膜(僅有幾納米)提供的,這層薄膜是獨立形成的,就像鋁製品上的氧化鋁薄膜一樣。如果部件受到摩擦,薄膜就會被損壞。因此,需要對其進行保護,同時增加其硬度。
© 照片 : 國立研究型技術大學MISIS鋼材鏽蝕
鋼材鏽蝕 - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 21.12.2021
鋼材鏽蝕

科學家們開發出一種塗層,可以滿足所有必要的要求並可以保護薄膜:完美的附著力(塗層對部件的附著力強)、高硬度和相當的厚度。它是固定在金屬層中的鉭-鋯碳化物顆粒。當沒有摩擦時,碳化物對耐磨性幾乎沒有影響,而當有摩擦時,它們對薄膜進行機械保護。據專家介紹,增加材料表層的硬度往往比改進部件本身更經濟,也更有效。
"想象一個抽水泵。絕大部分此類設備是由於軸在密封區的腐蝕磨損而損壞的。之後,水進入驅動電機進而發生故障。所開發的渦輪軸部分的硬塗層可以極大地提高整個泵的壽命。關鍵表面的保護總是比賦予整個部件出色的性能更經濟。後者有時甚至是不可能的。"NUST MIS粉末冶金和功能塗層系高級研究員康斯坦丁·庫普佐夫評論道。
為了塗上保護塗層,科學家們使用了類似於焊接過程的電火花合金化方法。這種方法雖早已為人所知,但 NUST MISIS 專家建議在真空中進行加工。這提供了抗氧化保護並顯著提高了塗層的質量。研究人員指出,該技術受到兩項專利的保護。
© 照片 : 國立研究型技術大學MISIS侵蝕性環境中鏽蝕的鋼材
侵蝕性環境中鏽蝕的鋼材 - 俄羅斯衛星通訊社, 1920, 21.12.2021
侵蝕性環境中鏽蝕的鋼材
未來,科學家計劃使塗層具有防水性,並排除金屬表面與腐蝕性環境的接觸。這將使我們更好地選擇最堅硬的耐磨損保護配方,並將有助於解決極地緯度地區結冰的問題。
"正在開發的塗層,其主要目的是用於海洋和沿海基礎設施。然而,這些塗層也可以應用於其他領域,如城市經濟和交通領域,在這些領域,除冰劑引起的磨損和腐蝕也是一個嚴重的問題。庫普佐夫說:"防止腐蝕和磨損與安全間接相關,因為它降低了因設備故障而發生各種事故的風險。"
這項工作是在俄羅斯科學基金會"開發旨在保護海洋和沿海基礎設施免受腐蝕、磨蝕和穴蝕損耗的固體疏水塗層 "項目框架內進行的。
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