表面工程技術(shù)的相關(guān)基礎(chǔ)-閱讀頁
2024-09-11 18:26本頁面
【正文】 損 沖蝕 (包括氣蝕 )磨損 高溫磨損 ? 各種復(fù)雜的磨損現(xiàn)象是上述基本機理單獨或綜合的表現(xiàn)。 最基本的 二、粘著磨損、潤滑和固體潤滑 粘著磨損是最常見的磨損形式之一 。 ? 焊合剪切及犁削理論： 當接觸表面相互壓緊時，由于微凸體間的接觸面積小，承受的壓力很高，足以引起塑性變形和“冷焊”現(xiàn)象。此外，較硬表面的微凸體對于較軟材料會造成犁削作用，從而構(gòu)成摩擦力的 犁削分量 （可忽略）。 最合適的耐磨材料體系應(yīng)該同時具有高的硬度（強度）和低的抗剪強度。良好的潤滑條件是降低粘著磨損的重要保障。 3)晶體結(jié)構(gòu)和晶體的互溶性。冶金上互溶性好的一對金屬摩擦副摩擦系數(shù)和磨損率高。 4)溫度。 三、磨粒磨損 磨粒磨損導致的零件失效約占磨損失效的 50％。 兩種方式都可能發(fā)生，且相互轉(zhuǎn)換。 2．磨粒磨損過程的影響因素 (1)磨粒特性： ? 硬度 Ha／ Hm(軟磨粒磨損 )，磨損速率很低 Ha／ Hm(硬磨粒磨損 )，磨損速率高，但變化不大 Ha／ Hm，磨損速率較高，但變化很大 提高材料磨粒磨損性能的首要條件：使耐磨表面的硬度大于磨粒硬度。 ? 組織 在同樣硬度條件下，耐磨性：奧氏體和貝氏體 珠光體和馬氏體 ? 夾雜物和內(nèi)部缺陷 大大降低耐磨性 (3)工況和環(huán)境條件的影響： 速度、載荷、磨損距離、磨粒沖擊角，以及環(huán)境濕度、溫度和腐蝕介質(zhì)等。 1. 工程結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計 是提高零件耐磨性的基礎(chǔ)。 ?對零件的重要性、維修難易程度、產(chǎn)品成本、使用特點、環(huán)境特點等預(yù)先進行綜合分析 。 ?弄清 影響產(chǎn)品壽命的基本因素和磨損機理 (及變化 ) ； ?確定 材料在使用時是否存在工藝性能、使用環(huán)境、力學性能、理化性能等方面的限制； 材料是否能經(jīng)受住運行中的載荷如接觸壓力等而不變形或無過分變形； 零件表面溫度范圍、防止材料在摩擦過程中軟化與咬合； 材料允許的最大載荷和滑動速度； 機件工作循環(huán)特性； 允許的磨損失效形式和機械表面的損傷程度； …… 注意：用材料的磨損率來決定磨損壽命并不充分。 對耐磨性， 最重要 的是硬度：在大多數(shù)情況下磨損率都會隨硬度的提高而降低。 對于鋼材：滲硫、滲氧、滲氮、氧碳氮共滲，熱噴涂層中加固體潤滑物質(zhì)，物理氣相沉積、化學氣相沉積及離子注入等，使材料表面形成特殊的表面層：可以抑制粘著、焊合等，從而提高其耐磨性。 金屬腐蝕原理與防護技術(shù) ?定義： 腐蝕就是材料與環(huán)境介質(zhì)作用而引起的惡化變質(zhì)或破壞。 電化學腐蝕：導電介質(zhì)中發(fā)生，腐蝕過程中 有電流產(chǎn)生。 腐蝕區(qū)域小、分布較均勻， 危害相對較小。 不易發(fā)現(xiàn)，但 危害較大。 物理吸咐 → 化學吸咐 → 擴散（離子電遷移） 3．金屬電化學腐蝕原理 ?電極電位：雙電層的形成 ?標準電極電位：以標準氫電極為負極 ?平衡電位： 材料的種類、組織結(jié)構(gòu)、表面狀態(tài)，介質(zhì)的成分、濃度、溫度等均會影響電極電位。 能斯特方程 陰極和陽極的選擇 4．腐蝕原電池與腐蝕微電池 ? 原電池： ? CuZn腐蝕電池的總反應(yīng)： ? 在電解液中的兩種金屬直接接觸也能形成腐蝕原電池 (接觸電池、微腐蝕電池 ) 陽極：電極電位較負，發(fā)生氧化反應(yīng) 陰極：電極電位較正，發(fā)生還原反應(yīng) 5．電化學腐蝕速率 ? 腐蝕電流 ? 單位時間的腐蝕深度 ? 腐蝕電流密度 腐蝕原電池中大陰極、小陽極是極其有害的。 在計算腐蝕速度時，應(yīng)采用通電以后的實際電極電位。 陰 極極化：電極電位隨電流密度增大，向 負 的方向變化； 陽 極極化：電極電位隨電流密度增大，向 正 的方向變化。 ?產(chǎn)生極化的機理： 電化學極化 濃差極化 電阻極化（ 主要發(fā)生在陽極上 ） 注意： 縱坐標方向 2．金屬表面的鈍化現(xiàn)象 ?鈍化： (定義 )由于金屬表面狀態(tài)的改變引起金屬表面活性的突然變化，使表面反應(yīng)速度急劇降低的現(xiàn)象。 ?鈍態(tài)和鈍性： ?金屬的鈍化一般與氧化有關(guān) (鈍化劑 )： ?自然鈍化 (化學鈍化 )，機械鈍化： 被過分拋光的金屬表面也可產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象。 ?表面活化：通過表面預(yù)處理，獲得清潔或者潔凈表面，使基體表面處于活化狀態(tài)。 四、金屬材料腐蝕控制及防護方法 1．產(chǎn)品合理設(shè)計與正確選材 腐蝕及其控制是一個貫穿產(chǎn)品設(shè)計、試制、生產(chǎn)、使用和維護等各個環(huán)節(jié)的重要問題。 ?陰極保護法實現(xiàn)途徑： (1)以被保護工件為陰極，施以外加電流； (2)以工件為陰極，以電位更負的金屬與工件相連，成為原電池的陽極 (犧牲陽極 )。 ?陽極保護法實現(xiàn)途徑： (1)施加外電流，被保護工件為陽極； (2)在被保護的工件或合金中加入可鈍化的元素，使表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。 3．表面覆層及表面處理 ?陽極性金屬覆層： ?陰極性金屬及非金屬涂層： CuNiCr ?表面產(chǎn)生壓應(yīng)力 4．加入緩蝕劑 緩蝕劑是通過添加特殊的活性物質(zhì)吸附到金屬表面，使其表面鈍化，從而達到減緩抑制腐蝕過程的目的
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