【2017年整理】复杂磨损与腐蚀类型简析.doc

复杂磨损与腐蚀类型简析 磨损过程十分复杂，有许多实际表现出来的磨损现象不能简单地归为某一种基本磨损类型，而往往是基本类型的复合或派生，如气蚀磨损、冲蚀磨损和微动磨损等。当零件与液体接触并作相对运动时，在接触面附近的局部压力低于相应温度液体的饱和蒸汽压时，液体就会加速汽化而产生大量气泡，与此同时，原混在或溶解于液体中的空气也都游离出来形成气泡；当气泡流到高压区时，因压力超过气泡压溃强度而使气泡溃灭，瞬间产生极大的冲击力和高温。气泡的形成和压溃的反复作用，使零件表面疲劳破坏，产生麻点，随后扩展成海绵状空穴，这种磨损称为气蚀磨损。气蚀磨损严重者，其扩展深度可达20mm。当小液滴以高速（如l000m/s）落到金属表面时，会产生很高的应力，往往一次冲击就能造成塑性变形或破坏。如果应力较小而反复作用，则会造成点蚀，这种由液体束冲击固体表面所造成的磨损，称为冲蚀磨损。含有硬质颗粒的液体束冲击固体表面所造成的磨损，也属冲蚀磨损。气蚀磨损和冲蚀磨损都称为侵蚀磨损。它们都可以看成疲劳磨损的派生形式。因为就本质上来说，都是由于机械力造成的表面疲劳破坏，但液体的化学和电化学作用加速了它们的破坏速度。名义上相对静止的两个接触表面沿切向作微幅相对振动时所产生的磨损，称为微动磨损。当两接触表面受到法向载荷时，接触微峰产生塑性流动而发生粘着，在微幅相对振动作用下，粘着点被剪切而破坏，并产生磨屑；磨屑和被剪切形成的新表面逐渐被氧化，在连续微幅相对振动中，出现氧化磨损。由于表面紧密贴合，磨屑不易排出而在接触表面间起磨粒作用，因而引起磨粒磨损。如此循环不止，即是微动磨损会过程。当振动应力足够大时，微动磨损处会形成疲劳裂纹，裂纹的扩展会导致表面早期破坏。可见，微动磨损是粘着磨损、腐蚀磨损、磨粒磨损以及疲劳、磨损复合并存的磨损形式，但起主要作用的是接触表面间粘着处因微幅相对振动而引起的剪切以及其后的氧化过程，因此，有人将其称为微动腐蚀磨损。广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属，环境及其构成系功能受到损伤的现象。腐蚀的类型可分为湿腐蚀和干腐蚀两类。湿腐蚀指金属在有水存在下的腐蚀干腐蚀则指在无液态水存在下的干气体中的腐蚀。由于大气中普遍含有水，化工生产中也经常处理各种水溶液，因此湿腐蚀是最常见的，但高温操作时干腐蚀造成的危害也不容忽视湿腐蚀金属在溶液中的腐蚀是一种电化学反应。在金属表面形成一个阳极和阴极区隔离的腐蚀电池，金属在溶液中失去电子，变成带正电的离子，这是一个氧化过程即阳极过程。与此同时在接触水溶液的金属表面，电子有大量机会被溶液中的某种物质中和，中和电子的过程是还原过程，即阴极过程。常见的阴极过程有氧被还原、氢气释放、氧化剂被还原和贵金属沉积等随着腐蚀过程的进行在多数情况下阴极或阳极过程会因溶液离子受到腐蚀产物的阻挡，导致扩散被阻而腐蚀速度变慢这个现象称为极化，金属的腐蚀随极化而减缓干腐蚀一般指在高温气体中发生的腐蚀常见的是高温氧化。在高温气体中，金属表面产生一层氧化膜，膜的性质和生长规律决定金属的耐腐蚀性。膜的生长规律可分为直线规律、抛物线规律和对数规律。直线规律的氧化最危险，因为金属失重随时间以恒速上升。抛物线和对数的规律是氧化速度随膜厚增长而下降，较安全，如铝在常温氧化遵循对数规律，几天后膜的生长就停止，因此它有良好的耐大气氧化性腐蚀的形态可分为均匀腐蚀和局部腐蚀两种。在化工生产中，后者的危害更严重均匀腐蚀腐蚀发生在金属表面的全部或大部，也称全面腐蚀。多数情况下，金属表面会生成保护性的腐蚀产物膜，使腐蚀变慢。有些金属如钢铁在盐酸中不产生膜而迅速溶解。通常用平均腐蚀率（即材料厚度每年损失若干毫米）作为衡量均匀腐蚀的程度，也作为选材的原则一般年腐蚀率小于 1 ～ 1.5mm, 可认为合用（有合理的使用寿命）局部腐蚀腐蚀只发生在金属表面的局部。其危害性比均匀腐蚀严重得多，它约占化工机械腐蚀破坏总数的而且可能是突发性和灾难性的会引起爆炸、火灾等事故。1．（09年福建理综·8）设NA为阿伏伽德罗常数，下列叙述正确的是 A24g镁的原子量最外层电子数为NA B1L0.1mol·L-1乙酸溶液中H＋数为0.1NA C1mol甲烷分子所含质子数为10NA D标准状况下，22.4L乙醇的分子数为NA ．设NA 代表阿伏加德罗常数（NA ）的数值，下列说法正确的是 A．1 mol 硫酸钾中阴离子所带电荷数为NA B．乙烯和环丙烷（C3H6 ）组成的28g混合气体中含有3NA 个氢原子 C．标准状况下，22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA D．将0.1mol氯化铁溶于1L水中，所得溶液含有0.1NA Fe3+ NA代表阿伏加德罗常数（