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316L不锈钢管在不同载荷磨损后电化学（阻抗和相位角变化）性能特征。一般来说，低频率的阻抗值被用来间接评价材料的耐腐蚀性能，从图3-12可以得出，在0N，100N，300N，500N载荷下，频率0.01Hz对应的阻抗值分别为619.95k?.cm2，280.68k?.cm2，128.74k?.cm2，126.28k?.cm2，316L不锈钢管磨损表面具有更小的阻抗值；从相位角曲线可以得出，随所加载荷的增大，磨损表面具有更小的相位峰，且相位角也稍微减小。此结果表明316L不锈钢管磨损表面具有更高的电容性能，使磨损表面产生更多的电荷积累，加速了不锈钢的腐蚀。从图3-12还可以得出，低频率下的磨损表面相位角变化更为缓慢，表明滑动磨损过程中磨损表面所发生的微观结构变化，对磨损面的电化学特征产生了影响。 利用ZSimpWin分析软件对阻抗数据进行电化学等效电路拟合，其交流阻抗谱图等效电路如图3-14所示，通过实验数据和拟合数据得出316L不锈钢管磨损表面在海水工况下的Nyquist曲线图3-13，从图中数据可以得出316L不锈钢管在海水工况下的微观结构变化对电化学阻抗的影响。首先，所有磨损与未磨损基体都有相同的电容性半圆弧，且随所加载荷的增加，电容性半圆弧的半径逐渐减小，这表明海水工况下的摩擦磨损减弱了不锈钢磨损面的电化学性能；S.Nagarajan和M.Karthega（2007）提出R//CPE等效电路（图3-12）准确地描述316L不锈钢管在海水工况下的电化学性能，从拟合等效电路中得到重要的实验参数（αOX,QOX,ROX和RE）如表3-2所示，其中QOX，ROX和RE分别为双层界面电容、电荷转移电阻和溶液电阻（Orazemetal，2006）。从表3-2可以得出，随应用载荷的增加，磨损表面的双层界面电容QOX增大并伴随着电荷转移电阻ROX减小，表明磨损表面发生了更快的电荷转移，这主要是因为在海水工况下的摩擦磨损所产生的马氏体和未转变的奥氏体组成了微观电耦合（Abreuetal，2006），加快了不锈钢的腐蚀。
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不锈钢双层复合管与单层管相比，充分发挥内外两层材料的材料特性，不仅可以具有高强度，还可防腐蚀、耐磨损等，适用于复杂环境。内层碳钢管、外层不锈钢管可代替纯不锈钢管应用在海底输送管道，而内层不锈钢管、外层碳钢管组成的复合管用于输送腐蚀性介质，提高管材使用寿命同时降低成本。不锈钢双层复合管主要应用于如下领域: 民用领域:冷热水管、供暖管道、太阳能管道、民用建筑给水管、空调循环管等; 工业领域:食品加工、污水处理、海底运输、海水淡化及新兴能源等行业。 按照不锈钢双层复合管的加工成形原理，它的成形方式可分为塑性成形法和非塑性成形法，其中，非塑性方法主要有焊接和铸造等工艺，但由于非塑性成形技术基本上都需要专门设备，工序复杂，技术要求比较高且成本较高，故其应用受到很大局限。 双层管的塑性成形方法主要有轧制、挤抓和滚压等，具体的成形方法有: (1)机械拉拔法 机械拉拔法是取两根金属管，套在一起，通过模具拉拔实现两管间的紧密配合，机械拉拔也分为两种， 种是通过模共拉拔，使管材直径变小，第二种是采用大小不同的锥形拉挤模穿过管材，使管材发生轴向扩径，内外管发生塑性变形，从而紧密结合。 (2)滚压成形法 滚压成形法是利用芯轴回转带动周围滚动体不断挤压内管，且滚旅力保持基本稳定，从而使内管产生直径外扩，内外管间产生残余接触应力而紧密贴合。 (3)液压成形法 液压成形法是将内外管套在一起，利用液体传力介质对内管施加均匀的胀合力，随着内压的提高，内层管将由弹性变形进入塑性变形，当内压达到一定值时，外管也发生弹性变形，当内压力卸除后，如果外层管的弹性回复人于内层管，则内外管紧密贴合。 此外，塑性成形法还有橡胶胀接法和爆炸成形法等。由于塑性成形技术生产效率高、质量高、消耗低，所以已经成为当今先进制造技术的发展方向。
316LN不锈钢管的动态再结晶行为与晶粒细化 低层错能的金属材料在热塑性变形过程中，动态再结晶是其主要的软化机制。316LN不锈钢管为典型低层错能钢，在再结晶温度线以上可以发生动态再结晶。动态再结晶是以无畸变的晶核生成、长大形成再结晶晶粒代替含有高位错密度的形变晶粒的过程，在大量位错的同时可以达到细化晶粒的目的。图１ａ为１１００℃时，316LN不锈钢管原始试样显微组织；图１ｂ为１１００℃、应变速率为０．０１ｓ－１时，316LN不锈钢管发生完全动态再结晶的试样显微组织。 核电主管道锻造时应变速率可达０．０１ｓ－１量级。热力学模拟实验［６］得到了316LN不锈钢管发生完全动态再结晶的规律，即随着真实应变的增加，流动应力趋于稳态，其临界的真实应变值为稳态应变εｓ。根据实验结果，稳态应变εｓ和Ｚ参数之间存在以下关系：εｓ＝０．１５３Ｚ０．０４４。其中，Ｚ为Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍｏｎ参数，即温度补偿应变速率因子。316LN不锈钢管发生动态再结晶后的晶粒尺寸ｄＤＲＸ与Ｚ参数之间的关系为ｄＤＲＸ＝６．１０８×１０６Ｚ－０．３９２。根据以上公式，可以计算获得316LN不锈钢管在应变速率为０．０１ｓ－１条件下，各个温度的稳态应变εｓ以及晶粒尺寸ｄＤＲＸ，如表１中所示。 ＡＳＴＭ４级的晶粒大小大约为８０μｍ，因此在锻造的过程中，如果能保证每个温度条件下，316LN不锈钢管的真实应变大于稳态应变，则锻造后的晶粒尺寸可以达到ＡＳＴＭ４级或更细。在锻造的过程中，锻件温度是逐渐降低的。本文通过热力学模拟实验［７］，研究了316LN不锈钢管多道次变形条件下的动态再结晶行为。图２中为316LN不锈钢管在不同变形温度梯度、应变速率为０．０１ｓ－１条件下的双道次变形试样显微组织。其中：Ｔ１，Ｔ２，ε１和ε２分别为第１、２道次的变形温度和应变量。用截线法计算得到其晶粒尺寸分别为（ａ）５０．５μｍ和（ｂ）２３．８μｍ，满足晶粒度要求。因此，在１０５０～１２００℃的高温区，在锻造条件允许的情况下，增大316LN不锈钢管锻造时的变形量，有利于保证动态再结晶的充分发生和晶粒细化。
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