腐蚀磨损及其失效机理

腐蚀磨损及其失效机理


零件表面在摩擦过程中,表面金属与周围介质发生化学或电化学反应因而出现物质损失的现象称为腐蚀磨损。腐蚀磨损是腐蚀和摩擦共同作用的结果。其表现的状态与介质的性质、介质作用在摩擦表面上的状态以及摩擦材料的性能有关。腐蚀磨损通常分为:氧化磨损、特殊介质的腐蚀磨损、穴蚀及氢致磨损。

氧化磨损:氧化磨损是最常见的一种磨损形式,曲轴轴颈、气缸、活塞销、齿轮啮合表面、滚珠或滚柱轴承等零件都会产生氧化磨损。与其他磨损类型相比,氧化磨损具有最小的磨损速度,有时氧化膜还能起到保护作用。

影响因素:影响氧化磨损的速度有滑动速度、接触载荷、氧化膜的硬度、介质中的含氧量、润滑条件以及材料性能等。

气蚀(穴蚀或空蚀):穴蚀是当零件与液体接触并有相对运动时,零件表面出现的一种损伤现象。柴油机湿式缸套外壁与冷却液接触的表面、滑动轴承在最小油膜间隙之后的油膜扩散部分(由于负压的存在),都可能产生穴蚀。

穴蚀产生的机理:是由于冲击力而造成的表面疲劳破坏,但液体的化学和电化学作用、液体中含有杂质磨料等均可能加速穴蚀的破坏过程。气缸套穴蚀为例,由于气缸内燃烧压力随曲轴转角而变化,缸套在活塞侧向推力的作用下,使缸套产生弹性变形和高频振动。气泡在溃火的瞬时产生极大的冲击力(儿千甚至一万个大气压)和高温(数百度),溃灭的速度可达250m/s

氢致磨损:含氢的材料在摩擦过程中,由于力学及化学作用导致氢的析出。氢扩散到金属表面的变形层中,使变形层内出现大量的裂纹源,裂纹的产生和发展,使表面材料脱落,称为氢致磨损。氢可能来自材料本身或是环境介质,如润滑油和水中等。