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腐蝕磨損的定義及分類

腐蝕磨損的定義及分類

摩擦副運動過程中，其材料與周圍介質發生化學或電化學相互作用的磨損叫做腐蝕磨損。可以認為，存在腐蝕磨損時，材料的摩擦表面破壞是由于兩個相配合表面的滑動摩擦，也可能是在氣蝕和非氣蝕條件下因由硬顆粒介質流的作用而引起的。而腐蝕則是由于材料與介質發生化學或電化學的相互作用過程所造成的。
在金屬與非電傳導介質接觸，特別是高溫接觸的條件下，則發生化學腐蝕。這時金屬與介質直接相互作用并不伴隨電流的產生。在金屬與電解質（酸、鹽水溶液等）想接觸時，則發生電化學腐蝕。這時介質與金屬的相互作用可分為兩個獨立而又相聯系的過程，即金屬某一部分溶解的氧化過程和還原過程，同時金屬的溶解過程伴隨著電流出現，腐蝕磨損出現的狀態也不同，可分為三類。
1．氧化磨損
因大氣中含有氧，所以氧化磨損時*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方向呈勻細磨痕。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，其增長速度隨時間成指數規律而減小。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合牢固，磨損速度小于氧化速度。氧化膜起保護作用，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速度、接觸載荷、氧化膜的硬度、介質的含氧量、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、滑動速度很小時，摩擦表面被紅色Fe2O3覆蓋，磨損量小，屬于氧化磨損；當滑動速度增高時，產生的磨屑較大，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，磨損量也較小；速度進一步增大時，則又出現粘著磨損，磨損量劇增；當載荷超過某一臨界值時，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化為粘著磨損。
介質含氧量會直接影響磨損率。金屬在還原性氣體、惰性氣體、純氧介質中，其磨損都比在空氣中大，這是因為空氣中所形成的氧化膜強度高，與基本金屬結合牢固的緣故。
用潤滑劑潤滑時，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。但潤滑劑與氧反應所生成的酸性氧化物會腐蝕摩擦面。生產中有時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，因雙曲線齒輪副接觸應力較大，極易產生早起粘著磨損。為了阻止粘著磨損，在潤滑油中有意加入中性極壓添加劑，寧可產生較低氧化性的腐蝕磨損，使油膜強度提高，避免嚴重的粘著磨損出現。
2．特殊介質腐蝕磨損
摩擦副與酸、堿、鹽等特殊介質發生化學腐蝕作用而形成的磨損稱特殊介質腐蝕磨損。其磨損機理與氧化磨損相似，但磨損速度較快。
有些元素，如鉻在特殊介質作用下，易形成化學結合力較高、結構致密的鈍化膜，從而減輕腐蝕磨損。鎢、鋁兩金屬在500℃以上，表面生成保護膜，使摩擦系數減小，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合金，都具有高抗腐蝕磨損能力。
含鎘、鉛等元素的滑動軸承材料很容易被潤滑油里德酸性物質腐蝕，在軸承表面上生成黑點，逐漸擴展成海綿狀空洞，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，與油中硫化物生成硫化物膜，能起減摩作用；在高溫時，表面膜性質硬而脆（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運動發生時。當油液與零件接觸處的局部壓力比其蒸發壓力時，將發生汽化。同時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壓的高壓區，氣泡被壓破，瞬間產生極大的沖擊力及高溫。氣泡的形成和破滅的反復作用，使零件的表面材料產生疲勞而逐漸脫落，呈麻點狀，隨后擴展可達20mm。氣蝕是一種比較復雜的破壞現象，它往往不單純是機械作用所造成的破壞，油液的化學及電化學作用。油液體中磨粒的存在等都能加劇這一破壞過程。在柴油機的曲軸瓦、汽缸套外壁、水泵零件、水輪機葉片和船舶螺旋槳等處經常產生氣蝕。
改進結構設計，使其在運動時不產生或少產生渦流，采用抗氣蝕性能好的材料，如強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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