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汽车零件的腐蚀失效的类型特点机理
一.零件腐蚀失效的定义
零件表面与周围介质起化学或电化学作用而发生的表面破坏现象。腐蚀损伤
总是从金属表面开始,然后或快或慢地往里深入,并使表面的外形发生变化,出
现不规则形状的凹洞、斑点等破坏区域。腐蚀的结果使金属表面产生新物质,时间
长久将导致零件被破坏。
二.零件腐蚀分类特点机理以及防止措施
按腐蚀机理可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀、氢脆和穴蚀。汽车上
约20%的零件因腐蚀而失效。
1、化学腐蚀
概念:金属零件与介质直接发生化学作用而引起的损伤称为化学腐蚀。
金属在干燥空气中的氧化以及金属在不导电介质中的腐蚀等均属于化学腐
蚀;
失效机理:化学腐蚀过程中没有电流产生,通常在金属表面形成一层腐蚀产
物膜,如铁在干燥的空气中与氧作用生成Fe3O4;这层膜的性质决定化学腐蚀速
度。
如果氧化膜疏散的、不完整的,强度、塑性都较差,膨胀系数和基体金属相
差较大,则氧化膜很容易从基体金属上脱落,而基体金属就会很快被氧化,从而使
金属的腐蚀速度加快;
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如果氧化膜是完整的,强度、塑性都很好,膨胀系数和金属相近,膜与金属
的粘着力强,它就有保护金属、减缓腐蚀的作用。如:
铝合金零件表面形成的氧化铝膜;
发动机活塞环镀铬后,因铬和铬的氧化物硬度高,氧化铬膜不易磨掉,从而
大大提高了其耐腐蚀磨损的性能。
2、电化学腐蚀
概念:金属与介质发生电化学反应而引起损坏的现象。
电化学腐蚀是两个不同的金属在一个导电溶液中形成一对电极,产生电化学
反应而发生腐蚀的作用,使充当阳极的金属被腐蚀。
特点:在金属不断遭到腐蚀的同时还有电流产生。如金属在酸、碱、盐溶液
及潮湿空气中的腐蚀等。
失效机理:引起电化学腐蚀的原因是金属与电解质相接触,由于离子交换,
产生电流形成原电池,由于电流无法利用,使阳极金属受到腐蚀,称为腐蚀电池。
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阳极反应:阴极反应:
而异类电极电池;浓差腐蚀电池(湿式缸套下部的橡胶密封处);局部腐蚀
电池(金属表面有氧化膜或电池时),也称其为微电池。燃气腐蚀是指与燃气接
触的零件所受的腐蚀为燃气腐蚀。可分为低温腐蚀和高温腐蚀,低温腐蚀主要为电
化学腐蚀,高温腐蚀主要为化学腐蚀。
防止电化学腐蚀的方法
在汽车零件中,主要用覆盖层的方法来防止腐蚀。
(1)金属性覆盖层:镀铬、镀锡、镀铜等;
(2)非金属性覆盖层:表面涂漆、包覆塑料层等;
(3)用化学或电化学方法,在零件表面生成一层致密的保护膜。如:
+发蓝——生成一层氧化膜;
+磷化——生成一层磷化膜。
3、应力腐蚀
概念:材料、机械零件或构件在静应力(主要是拉应力)和腐蚀的共同作用下
产生的失效现象。
应力腐蚀是指在拉应力作用下,金属在腐蚀介质中引起的破坏。这种腐蚀一
般均穿过晶粒,即所谓穿晶腐蚀。应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联
合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。
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