《材料磨損與耐磨材料（第3章腐蝕磨損課件）ppt.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《材料磨損與耐磨材料（第3章腐蝕磨損課件）ppt.ppt（36頁珍藏版）》請?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、1,第一篇 材料磨損基礎(chǔ),Chapter 1: 材料的磨損Chapter 2: 固體表面結(jié)構(gòu)與接觸特性Chapter 3: 材料的磨損機(jī)理,2,Chapter 3: 材料的磨損機(jī)理,3.1 粘著磨損3.2 磨粒磨損3.3 腐蝕磨損3.4 疲勞磨損3.5 沖蝕磨損3.6 微動磨損,3,3.3 腐蝕磨損,3.3.1 腐蝕磨損概述3.3.2 腐蝕磨損模型與原理3.3.3 腐蝕磨損影響因素,4,3.3.1 腐蝕磨損概述,腐蝕磨損是一種極為復(fù)雜又常見的磨損形式，它是材料受腐蝕和磨損綜合作用的磨損過程。腐蝕磨損是指摩擦副對偶表面在相對滑動過程中，表面材料與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，并伴隨機(jī)械作用而引起

2、的材料損失現(xiàn)象，稱為腐蝕磨損 。,5,粘著磨損,腐蝕磨損,磨粒磨損,腐蝕,磨損,對環(huán)境、溫度、介質(zhì)、滑動速度、載荷大小及潤滑條件等極為敏感。稍有變化就可能使腐蝕磨損發(fā)生很大變化，當(dāng)腐蝕成為主要原因時(shí)，通常都有幾種磨損機(jī)理存在，各種機(jī)理之間還存在著復(fù)雜的相互作用。,6,3.3 腐蝕磨損概述,腐蝕磨損分為化學(xué)腐蝕磨損和電化學(xué)腐蝕磨損。化學(xué)腐蝕磨損又分為氧化磨損和特殊介質(zhì)腐蝕磨損。化學(xué)腐蝕磨損氧化磨損特殊介質(zhì)腐蝕磨損電化學(xué)腐蝕磨損,這種磨損通常是輕微的磨損，但在高溫和潮濕的環(huán)境中它可以變?yōu)閲?yán)重磨損。在腐蝕磨損中工作條件不同，作用程度亦不同，化學(xué)反應(yīng)與機(jī)械作用可以是交替進(jìn)行的并且互相起促進(jìn)作用。,7,

3、8,3.3 腐蝕磨損,3.3.1 腐蝕磨損概述3.3.2 腐蝕磨損模型與原理3.3.3 腐蝕磨損影響因素,9,3.3.2 腐蝕磨損模型與原理,(1)化學(xué)腐蝕磨損 腐蝕磨損最常見的是氧化磨損,why？,除金、鉑等少數(shù)金屬外，大多數(shù)金屬表面都被氧化膜覆蓋著，純凈金屬瞬間即與空氣中的氧起反應(yīng)而生成單分子層的氧化膜，且膜的厚度逐漸增長，增長的速度隨時(shí)間以指數(shù)規(guī)律減小。,10,當(dāng)形成的氧化膜被磨掉以后，又很快形成新的氧化膜，可見氧化磨損是由氧化和機(jī)械磨損兩個(gè)作用相繼進(jìn)行的過程。 一般情況下氧化膜能使金屬表面免于粘著，氧化磨損一般要比粘著磨損緩慢，因而可以說氧化磨損能起到保護(hù)摩擦副的作用。,氧化磨損的實(shí)質(zhì)

4、是在金屬表面與氣體介質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氧化膜，其厚度逐漸增加，但增長速度隨時(shí)間推移，按指數(shù)規(guī)律而減少，多數(shù)金屬表面氧化膜厚度為10-10cm，有些氧化膜相當(dāng)硬。若在滑動過程不再增加或不被磨去，足以起到保護(hù)作用。但氧化膜產(chǎn)生斷裂和剝落，被剝落的氧化物本身在摩擦面之間就形成了磨粒磨損，新的腐蝕磨損兼有腐蝕與磨損的雙重作用，二者不可忽視。根據(jù)氧化膜的機(jī)械性質(zhì)，可分為兩種氧化磨損模型。,11,脆性氧化膜的氧化磨損韌性氧化膜的氧化磨損,12,根據(jù)氧化膜的物理特征,3.3.2 腐蝕磨損模型與原理,膜層硬度剝落特征磨損速率,氧化膜,脆性氧化膜,韌性氧化膜,3.3.2 腐蝕磨損模型與原理,14,請描述下圖所

5、示的氧化膜特征，請闡明分析的理由？,3.3.2 腐蝕磨損模型與原理,15,3.3.2 腐蝕磨損模型與原理,1.脆性氧化膜的氧化磨損 在一定的氣體介質(zhì)中，金屬材料表面會形成脆性氧化膜。因?yàn)榇四づc金屬基體差別很大，在達(dá)到一定厚度時(shí)，很容易被摩擦表面上的微凸體的機(jī)械作用去除，而暴露出新的基體表面，又開始新的氧化過程，反復(fù)進(jìn)行。,2.韌性氧化膜的氧化磨損 腐蝕磨損在一定條件下，形成氧化膜是韌性的，而且比金屬基體還軟，當(dāng)受摩擦表面微凸體機(jī)械作用時(shí)，可能有部分被去除，在繼續(xù)磨損過程中，氧化仍然在原有氧化膜的基礎(chǔ)上進(jìn)行，這樣磨損比脆性氧化膜的磨損輕微。,特殊介質(zhì)腐蝕磨損,16,在摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質(zhì)

6、發(fā)生化學(xué)腐蝕的情況下而產(chǎn)生的磨損，稱為殊殊介質(zhì)腐蝕磨損。,17,18,3.3.2 腐蝕磨損模型與原理,(2)電化學(xué)腐蝕磨損 金屬摩擦件在酸、堿、鹽等電解質(zhì)中，由于形成微電池電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生磨損的現(xiàn)象。 在電化學(xué)腐蝕磨損過程中，按材料腐蝕磨損產(chǎn)物被機(jī)械或腐蝕去除的特點(diǎn)也可分為兩種磨損。,均勻腐蝕條件下腐蝕磨損,在均勻腐蝕條件下的磨損過程中，金屬材料在特定介質(zhì)作用下，首先產(chǎn)生均勻的腐蝕膜產(chǎn)物，之后腐蝕產(chǎn)物又被磨?；蛴操|(zhì)點(diǎn)的機(jī)械作用局部去除，使之裸露金屬基體，隨即又形成新的腐蝕產(chǎn)物，經(jīng)過反復(fù)作用，此處腐蝕速度比被腐蝕膜覆蓋處的快得多，腐蝕嚴(yán)重，此磨損也稱為均勻腐蝕條件下腐蝕磨損。,19,腐蝕膜產(chǎn)物,

7、機(jī)械作用局部去除,新的腐蝕產(chǎn)物,腐蝕磨損模型,20,1、相界面腐蝕模型2、應(yīng)變差異腐蝕電池模型,本質(zhì)和核心：不均勻?qū)е碌碾娢徊罹哂兄匾绊?21,3.3.2 腐蝕磨損模型與原理,相界面腐蝕模型 相界面容易成為腐蝕后的薄弱環(huán)節(jié)。,適合的材料：在多相材料中，尤其含有碳化物的耐磨材料,22,由于碳化物與基體之間存在較大的電位差，而形成腐蝕電池，產(chǎn)生相間腐蝕，極大的削弱碳化物與基體結(jié)合力，在磨?；蛴操|(zhì)點(diǎn)的作用下，碳化物很容易從基體脫落或發(fā)生斷裂。,無腐蝕,腐蝕,碳化物,基體,摩擦磨損性能,碳化物,基體,摩擦磨損性能,請嘗試解釋原因？,23,3.3.2 腐蝕磨損模型與原理,在腐蝕磨損過程中，由于磨粒的磨

8、損作用，金屬材料表面產(chǎn)生不均勻的塑性變形，形成應(yīng)變差異腐蝕電池，在塑性變形強(qiáng)烈的部位成為陽極，電位差的作用，首先受到腐蝕破壞，然后在磨粒的繼續(xù)作用下很容易被去除形成二次磨損。它可使腐蝕速度提高兩個(gè)數(shù)量級左右。,應(yīng)變差異腐蝕電池模型,24,3.3.2 腐蝕磨損模型與原理,在具有電活性的磨粒與金屬材料接觸時(shí)，會形成磨粒與金屬材料電偶腐蝕電池，如圖1.3-34。比如在球磨機(jī)的濕磨條件下，每一個(gè)磨球表面與大量的礦石接觸就會形成眾多的電偶腐蝕電池，加速腐蝕磨損。,25,3.3 腐蝕磨損,3.3.1 腐蝕磨損概述3.3.2 腐蝕磨損模型與原理3.3.3 腐蝕磨損影響因素,26,3.3.3 腐蝕磨損影響因素

9、,腐蝕磨損是腐蝕與磨損二者綜合作用產(chǎn)生的，所以影響因素多又復(fù)雜，其中主要是來自于介質(zhì)和材料的兩個(gè)方面，介質(zhì)和材料性質(zhì)不同，腐蝕磨損量亦不同。 1、腐蝕介質(zhì)的影響pH值介質(zhì)濃度介質(zhì)溫度2、材料的影響,腐蝕磨損影響因素,27,3.3.3 腐蝕磨損影響因素,在pH7時(shí)，隨酸性增加腐蝕磨損量增加。,1)介質(zhì)pH值的影響 腐蝕介質(zhì)重點(diǎn)是酸、堿、鹽溶液的腐蝕作用。討論的核心是pH值，pH值不同對腐蝕磨損的影響很大。如對兩種回火處理的65Mn鋼進(jìn)行腐蝕磨損試驗(yàn)，磨粒為70目的Al2O3、水和腐蝕劑，試驗(yàn)結(jié)果如圖1.3-35所示。,28,3.3.3 腐蝕磨損影響因素,腐蝕性較強(qiáng)的H2SO4和HCl介質(zhì)腐蝕磨損

10、量是堿性介質(zhì)NaOH的14-16倍。腐蝕較弱的NaCl和自來水，腐蝕磨損量也為NaOH的1.63.6倍。,29,尤其是礦石粉碎過程中某些礦石的腐蝕物質(zhì)與介質(zhì)的反應(yīng)物影響，如黃鐵礦FeS2中的硫會溶入介質(zhì)中形成H2SO4引起磨球及其他部件的腐蝕磨損。,在實(shí)際工作中除介質(zhì)中的腐蝕性物質(zhì)直接腐蝕作用外，還由于介質(zhì)本身產(chǎn)生某些變化，形成新的腐蝕物質(zhì)，增加金屬材料的腐蝕磨損。,請問：礦石粉末球磨過程，黃鐵礦FeS2的破碎比燒褐鐵礦Fe2O3容易很多，為什么？試述：黃鐵礦FeS2和燒褐鐵礦Fe2O3的磨損機(jī)制？及原因？,30,3.3.3 腐蝕磨損影響因素,2)介質(zhì)濃度的影響 介質(zhì)濃度在靜態(tài)腐蝕和動態(tài)腐蝕磨

11、損條件下影響有一定差別。在靜態(tài)腐蝕條件下，材料的腐蝕速度隨介質(zhì)濃度的變化有兩種規(guī)律。,31,3.3.3 腐蝕磨損影響因素,A1,A2,B1,B2,A1介質(zhì)濃度低時(shí)，材料表面與介質(zhì)作用會形成一層保護(hù)膜,A2介質(zhì)濃度增加，保護(hù)膜溶解，腐蝕速度上升,B1濃度增加，介質(zhì)中活化質(zhì)點(diǎn)或溶解氧濃度增加,B2介質(zhì)電離度減小，氧濃度下降，腐蝕速度下降,靜態(tài)腐蝕,32,3.3.3 腐蝕磨損影響因素,由于磨損的機(jī)械作用，在低濃度時(shí)，材料表面形成的保護(hù)膜被破壞，使腐蝕速度顯著增加。而在高濃度活化腐蝕范圍內(nèi)，磨損速度受到的影響相對要小些，趨于穩(wěn)定。,動態(tài)的腐蝕磨損條件,腐蝕磨損滿足第二種腐蝕規(guī)律影響，為什么？,開始隨濃

12、度的增加而上升，然后隨濃度的增加而下降,33,3.3.3 腐蝕磨損影響因素,3)介質(zhì)溫度的影響 在腐蝕磨損中，介質(zhì)溫度對腐蝕磨損的影響一般規(guī)律是在其他條件相同的情況下，腐蝕磨損的速度隨溫度的提高而增加，如圖1.3-40。但是由于影響因素多而復(fù)雜，對實(shí)際問題應(yīng)進(jìn)行具體分析。,34,3.3.3 腐蝕磨損影響因素,材料的影響 影響耐磨材料的主要因素是化學(xué)成分。 在鐵碳合金中，加入適量的鉻、釩、硼等元素制成耐磨材料以減少磨損。但對不同介質(zhì)應(yīng)加入不同種合金元素，即不同的磨粒介質(zhì)應(yīng)使用不同耐磨合金，才能獲得良好效果。如在砂加CuSO4酸性介質(zhì)中，含鉻15的鑄鐵，再加釩以提高腐蝕磨損能力。由圖可見，隨含釩量的增加，腐蝕磨損量減少。,35,思考題（腐蝕磨損）,1.腐蝕磨損分為哪兩大類？2.簡單闡述腐蝕磨損的產(chǎn)生過程？3.根據(jù)氧化膜的機(jī)械性質(zhì)，化學(xué)腐蝕磨損可分為哪兩種氧化磨損模型？4.了解腐蝕磨損常見的影響因素。5.解釋腐蝕磨損隨濃度變化規(guī)律的原因。,36,Thanks for attention!,