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腐蝕磨損的定義及分類

腐蝕磨損的定義及分類

摩擦副運(yùn)動(dòng)過程中，其材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)相互作用的磨損叫做腐蝕磨損。可以認(rèn)為，存在腐蝕磨損時(shí)，材料的摩擦表面破壞是由于兩個(gè)相配合表面的滑動(dòng)摩擦，也可能是在氣蝕和非氣蝕條件下因由硬顆粒介質(zhì)流的作用而引起的。而腐蝕則是由于材料與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)的相互作用過程所造成的。
在金屬與非電傳導(dǎo)介質(zhì)接觸，特別是高溫接觸的條件下，則發(fā)生化學(xué)腐蝕。這時(shí)金屬與介質(zhì)直接相互作用并不伴隨電流的產(chǎn)生。在金屬與電解質(zhì)（酸、鹽水溶液等）想接觸時(shí)，則發(fā)生電化學(xué)腐蝕。這時(shí)介質(zhì)與金屬的相互作用可分為兩個(gè)獨(dú)立而又相聯(lián)系的過程，即金屬某一部分溶解的氧化過程和還原過程，同時(shí)金屬的溶解過程伴隨著電流出現(xiàn)，腐蝕磨損出現(xiàn)的狀態(tài)也不同，可分為三類。
1．氧化磨損
因大氣中含有氧，所以氧化磨損時(shí)*常見的一種磨損形式。其損壞特征是在金屬的摩擦表面沿滑動(dòng)方向呈勻細(xì)磨痕。鋼鐵氧化生成Fe2O3（紅褐色片狀）、Fe3O4(黑色絲狀)和FeO。鋁合金也容易氧化。
除金、鉑等少數(shù)金屬以外，生成單分子層氧化膜。膜的厚度將逐漸增大，其增長速度隨時(shí)間成指數(shù)規(guī)律而減小。脆性氧化膜的磨損速度大于氧化速度，容易磨損。而韌性氧化膜與基體結(jié)合牢固，磨損速度小于氧化速度。氧化膜起保護(hù)作用，可降低磨損率。氧化鐵屬脆性，磨損快；氧化鋁屬韌性，磨損慢。
影響氧化磨損的因素有滑動(dòng)速度、接觸載荷、氧化膜的硬度、介質(zhì)的含氧量、潤滑條件及材料性能等因素。一般說來，氧化磨損率比其他磨損小得多。
在壓力一定、滑動(dòng)速度很小時(shí)，摩擦表面被紅色Fe2O3覆蓋，磨損量小，屬于氧化磨損；當(dāng)滑動(dòng)速度增高時(shí)，產(chǎn)生的磨屑較大，摩擦表面粗糙，屬粘著磨損；若速度再增高，表面被黑褐色粉末狀Fe3O4所覆蓋，屬于氧化磨損，磨損量也較??；速度進(jìn)一步增大時(shí)，則又出現(xiàn)粘著磨損，磨損量劇增；當(dāng)載荷超過某一臨界值時(shí)，磨損量隨載荷的增大而急劇增加，磨損類型可能由氧化磨損轉(zhuǎn)化為粘著磨損。
介質(zhì)含氧量會(huì)直接影響磨損率。金屬在還原性氣體、惰性氣體、純氧介質(zhì)中，其磨損都比在空氣中大，這是因?yàn)榭諝庵兴纬傻难趸?qiáng)度高，與基本金屬結(jié)合牢固的緣故。
用潤滑劑潤滑時(shí)，潤滑劑除了起減摩作用外，又隔絕了摩擦表面與空氣中氧的直接接觸，使氧化膜的生成速度減緩。但潤滑劑與氧反應(yīng)所生成的酸性氧化物會(huì)腐蝕摩擦面。生產(chǎn)中有時(shí)利用危害性小的腐蝕磨損以防止危害性大的粘著磨損。如汽車后橋中采用雙曲線齒輪傳動(dòng)，因雙曲線齒輪副接觸應(yīng)力較大，極易產(chǎn)生早起粘著磨損。為了阻止粘著磨損，在潤滑油中有意加入中性極壓添加劑，寧可產(chǎn)生較低氧化性的腐蝕磨損，使油膜強(qiáng)度提高，避免嚴(yán)重的粘著磨損出現(xiàn)。
2．特殊介質(zhì)腐蝕磨損
摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)發(fā)生化學(xué)腐蝕作用而形成的磨損稱特殊介質(zhì)腐蝕磨損。其磨損機(jī)理與氧化磨損相似，但磨損速度較快。
有些元素，如鉻在特殊介質(zhì)作用下，易形成化學(xué)結(jié)合力較高、結(jié)構(gòu)致密的鈍化膜，從而減輕腐蝕磨損。鎢、鋁兩金屬在500℃以上，表面生成保護(hù)膜，使摩擦系數(shù)減小，故鎢、鋁是抗高溫腐蝕磨損的重要金屬材料。此外，由碳化鎢、碳化鈦等組合的硬質(zhì)合金，都具有高抗腐蝕磨損能力。
含鎘、鉛等元素的滑動(dòng)軸承材料很容易被潤滑油里德酸性物質(zhì)腐蝕，在軸承表面上生成黑點(diǎn)，逐漸擴(kuò)展成海綿狀空洞，在摩擦過程中形成小塊剝落。含銀、銅等元素的軸承材料，在溫度不高時(shí)，與油中硫化物生成硫化物膜，能起減摩作用；在高溫時(shí)，表面膜性質(zhì)硬而脆（如硫化銅膜），易破裂，極易剝落。
3．氣蝕
氣蝕在零件與液體相接觸并有相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生時(shí)。當(dāng)油液與零件接觸處的局部壓力比其蒸發(fā)壓力時(shí)，將發(fā)生汽化。同時(shí)溶解在液體中的氣體亦可能析出形成氣泡。如果這些氣泡流到了大于氣泡內(nèi)壓的高壓區(qū)，氣泡被壓破，瞬間產(chǎn)生極大的沖擊力及高溫。氣泡的形成和破滅的反復(fù)作用，使零件的表面材料產(chǎn)生疲勞而逐漸脫落，呈麻點(diǎn)狀，隨后擴(kuò)展可達(dá)20mm。氣蝕是一種比較復(fù)雜的破壞現(xiàn)象，它往往不單純是機(jī)械作用所造成的破壞，油液的化學(xué)及電化學(xué)作用。油液體中磨粒的存在等都能加劇這一破壞過程。在柴油機(jī)的曲軸瓦、汽缸套外壁、水泵零件、水輪機(jī)葉片和船舶螺旋槳等處經(jīng)常產(chǎn)生氣蝕。
改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其在運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生或少產(chǎn)生渦流，采用抗氣蝕性能好的材料，如強(qiáng)度高韌性好的不銹鋼以及非金屬材料如橡膠、尼龍等，都可提高抗氣蝕能力。

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