中国大陆的地质构造演化.pdf.pdf

第四章腐蚀磨损 4 .1 概述 4 .2 基本原理、模型及影响因素 4 .3 试验研究方法 4 .4 典型零件的失效分析目录 概述 1、定义腐蚀磨损是指摩擦副对偶表面在相对滑动过程中, 表面材料与周围介质发生化学或电化学反应,并伴随机械作用而引起的材料损失现象,称为腐蚀磨损。腐蚀磨损通常是一种轻微磨损,但在一定条件下也可能转变为严重磨损。实际工况中,腐蚀磨损往往受限于材料因素( 材料的成分、组织、力学性能、物化性能等) 、电化学因素(腐蚀介质的种类、浓度、 pH 值等) 、力学因素( 载荷、速度等) 和环境因素( 温度及压力等) 等的影响。腐蚀磨损行为与纯腐蚀行为和纯磨损行为均有很大差异。危害:在农机、矿冶、建材、石油化工及水利电力部门的许多机械设备中工作的零件,不仅受到严重的磨料磨损或冲蚀磨损,还要受到环境介质的强烈腐蚀破坏。据文献报道,受到无机肥料或农药强烈腐蚀磨损作用的喷撒机械,其使用寿命只达到设计指标的 40 %--60% ;在水田土壤中耕作的拖拉机履带板只有旱田使用寿命的五分之一左右,-] 。美国每年约育 23 万吨钢材,全世界约有 45 万吨钢材消耗于选矿设备的腐蚀磨损,其价值约为 1一2 亿美元。 基本原理、模型及影响因素(一) 腐蚀磨损的基本原理腐蚀磨损是腐蚀介质和磨料或硬质微凸体共同作用于表面引起材料损失的过程,在此过程中,金属可以离子形式及整体方式脱离材料表面,其特点与单独作用有显著不同, 腐蚀磨损量也远不是两者的简单叠加。 1. 腐蚀对磨损的影响在腐蚀磨损过程中,由于腐蚀介质的作用,材料表面的机械性能将受到影响,从面降低材料的耐磨性。如果腐蚀介质在材料表面生成的腐蚀产物是疏松的或脆性的,随后在磨料或其它微凸体的作用下就很容易破碎去除,从而导致材料磨损的增加。即使材料表面不形成这种腐蚀产物,腐蚀过程也会导致材料表面组织结构的恶化,如产生晶间腐蚀。 ,磨损过程可对腐蚀的阳极过程和阴极过程产生极大影响,腐蚀速度平均可增加2-4 个数量级,最大可增加 6—8个数量级。大多数耐蚀金属都是通过在表面形成可阻止腐蚀进一步发展的表面膜(钝化膜)而具有良好的耐蚀性,但在磨损过程中,表面膜要受到不同程度的破坏,与作用力的大小,磨粒形状等因素有关。, 会使阳极溶解速度急剧提高。在腐蚀磨损过程中,材料表面的介质溶液不断受到机械搅拌作用,其成分与溶液本体保持一致,从而消除了浓差极化现象,使腐蚀得以加速进行。图 示意地说明了这一现象。(二)腐蚀磨损的模型根据腐蚀介质的性质,可将腐蚀磨损分为两大类: 化学腐蚀磨损:金属材料在气体介质或非电解质溶液中的磨损。电化学腐蚀磨损:金属材料在导电性电解质溶液中的磨损。 1. 化学腐蚀磨损在气体介质中的腐蚀磨损实际上以氧化磨损为主,, 随后在磨料或微凸体作用下被去除的过程。对于钢铁材料,表面氧化膜的成长一般遵从抛物线规律。根据膜的机械性质 RabZnowLch 提出了两个氧化磨损的模型。