機械零件的失效及分析-資料下載頁

　　

【正文】 化膜生成速度要大于其磨損破壞速度； ② 氧化膜與摩擦表面的結合強度大于摩擦表面承受的切應力； ③ 氧化膜厚度大于摩擦表面破壞的深度。 2. 特殊介質下的腐蝕磨損 它是摩擦副金屬材料與酸、堿、鹽等介質作用生成的各種 化合物，在摩擦過程中不斷被除去的磨損過程。 基于氧化磨損的特點，可以看出發生氧化磨損必須同時 具備三個條件： 腐蝕介質來源常有以下方面： 2）摩擦金屬表面受到工作過程中產生的腐蝕性介質作用。 3）極壓齒輪油中由于油極壓添加劑。 1）工作介質。 4）潤滑油在工作中因氧化而形成機酸。 設備維修工程中的防腐技術 對在腐蝕性介質中的金屬材料及其制品采用的各種不同的防腐蝕技術。它可以延長金屬制品的使用壽命，保證工藝設備的安全和順利運行。防腐蝕技術主要有下列幾類： ①合理選材。這是防止和控制設備腐蝕的最普通和最有效的方法之一。選材必須了解環境因素和腐蝕因素，包括介質的種類、濃度、溫度、壓力、流動狀態、雜質種類和數量、含氧量 ，以及有無固體懸浮物和微生物等； 研究有關資料數據；按實際條件進行模擬試驗，以獲得選材的可靠數據，以此了解材料的耐蝕性能及其工藝特性；綜合考慮材料的耐蝕性和經濟性；考慮合適的防腐蝕措施。 ②表面防護。金屬材料及其制品表面經處理后形成的防護層，可以使金屬表面與外界介質隔開，阻止兩者發生作用，同時還能取得裝飾性外觀。 表面防護是防止或減輕基體金屬腐蝕應用最普遍的方法。表面防護層常見的有金屬鍍層和非金屬涂層兩類。金屬表面鍍層方法有擴散滲鍍、噴鍍、電鍍。非金屬涂層常用于提高制品的耐蝕性和裝飾性，有機涂層有涂料（包括油漆）、塑料、橡膠等。無機涂層有搪瓷、玻璃等。 ③環境（介質）處理。即改變起腐蝕作用的介質的性質，以防止或減輕介質對金屬制品或設備的腐蝕。這種方法只能在有腐蝕性的介質的體積有限的條件下使用。環境處理分為：除去或減少介質中的有害組分（常用的方法有去濕、防塵、除氧、脫鹽）和添加緩蝕劑（在腐蝕介質中加入能顯著降低腐蝕速度的物質）兩類 。 ④電化學保護。即根據電化學原理來控制金屬在電解質溶液 中的腐蝕，包括陰極保護和陽極保護。 氧化處理 鋼鐵件通過氧化處理在表面生成保護性氧化膜，主要成分是磁性氧化鐵（ Fe3O4），膜的顏色一般呈黑色或藍黑色，鑄鋼和硅鋼呈褐色或黑褐色。 氧化處理方法有堿性氧化法、無堿氧化法和酸性氧化法等。常用于機械、精密儀器、儀表、武器和日用品的防護和裝飾。 磷化處理 鋼鐵件在含有錳、鐵、鋅的磷酸鹽溶液中經化學處理表面生成一層難溶于水的磷酸鹽保護膜，這種化學處理方法稱為磷化。 磷化膜呈暗灰色或黑色，具有微孔結構，經填充、浸油或涂漆處理具有較好的抗腐蝕性。由于它具有良好的吸附能力和潤滑性，磷化膜廣泛用作涂料底層和零件冷墩、冷擠時的潤滑層，減少表面的拉傷和裂紋。磷化膜還可作為矽鋼片的電絕緣層，防止零件粘附低熔點的熔融金屬，避免壓鑄零件與模具粘結。 緩蝕劑防腐 以適當的濃度和形式存在于環境（介質）中時，可以防止或減緩材料腐蝕的化學物質或復合物，因此緩蝕劑也可以稱為腐蝕抑制劑。它的用量很小 (％～ 1％ )，但效果顯著。這種保護金屬的方法稱緩蝕劑保護。 緩蝕劑有多種分類方法，可從不同的角度對緩蝕劑分類。 （ 1）根據產品化學成分，可分為無機緩蝕劑、有機緩蝕劑、聚合物類緩蝕劑。 ①無機緩蝕劑 無機緩蝕劑主要包括鉻酸鹽、亞硝酸鹽、硅酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、聚磷酸鹽、鋅鹽等。 ②有機緩蝕劑 有機緩蝕劑主要包括膦酸（鹽）、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木質素等一些含氮氧化合物的雜環化合物。 ③聚合物類緩蝕劑 聚合物類緩蝕劑只要包括聚乙烯類， POCA，聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化學物。 （ 2）根據緩蝕劑對電化學腐蝕的控制部位分類，分為陽極型緩蝕劑，陰極型緩蝕劑和混合型緩蝕劑 [1]。 ① 陽極型緩蝕劑 陽極型緩蝕劑多為無機強氧化劑，如鉻酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、釩酸鹽、亞硝酸鹽、硼酸鹽等。它們的作用是在金屬表面陽極區與金屬離子作用，生成氧化物或氫氧化物氧化膜覆蓋在陽極上形成保護膜。這樣就抑制了金屬向水中溶解。陽極反應被控制，陽極被鈍化。硅酸鹽也可歸到此類，它也是通過抑制腐蝕反應的陽極過程來達到緩蝕目的的。 陽極型緩蝕劑要求有較高的濃度，以使全部陽極都被鈍化，一旦劑量不足，將在未被鈍化的部位造成點蝕。 ② 陰極型緩蝕劑 抑制電化學陰極反應的化學藥劑，稱為陰極型緩蝕劑。 鋅的碳酸鹽、磷酸鹽和氫氧化物，鈣的碳酸鹽和磷酸鹽為陰極型緩蝕劑。陰極型緩蝕劑能與水中、與金屬表面的陰極區反應，其反應產物在陰極沉積成膜，隨著膜的增厚，陰極釋放電子的反應被阻擋。在實際應用中，由于鈣離子、碳酸根離子和氫氧根離子在水中是天然存在的，所以只需向水中加入可溶性鋅鹽或可溶性磷酸鹽。 ③混合型緩蝕劑 某些含氮、含硫或羥基的、具有表面活性的有機緩蝕劑，其分子中有兩種性質相反的極性基團，能吸附在清潔的金屬表面形成單分子膜，它們既能在陽極成膜，也能在陰極成膜。阻止水與水中溶解氧向金屬表面的擴散，起了緩蝕作用，巰基苯并噻唑、苯并三唑、十六烷胺等屬于此類緩蝕劑。 電化學保護 根據電化學腐蝕原理，依靠外部電流的流入改變金屬的電位，從而降低金屬腐蝕速度的一種材料保護技術。按照金屬電位變動的趨向，電化學保護分為陰極保護和陽極保護兩類。 ①陰極保護。通過降低金屬電位而達到保護目的的，稱為陰極保護。根據保護電流的來源，陰極保護有外加電流法和犧牲陽極法。外加電流法是由外部直流電源提供保護電流，電源的負極連接保護對象，正極連接輔助陽極，通過電解質環境構成電流回路。犧牲陽極法是依靠電位負于保護對象的金屬（犧牲陽極）自身消耗來提供保護電流，保護對象直接與犧牲陽極連接，在電解質環境中構成保護電流回路。陰極保護主要用于防止土壤、海水等中性介質中的金屬腐蝕。 ②陽極保護。通過提高可鈍化金屬的電位使其進入鈍態而達到保護目的的，稱為陽極保護。陽極保護是利用陽極極化電流使金屬處于穩定的鈍態，其保護系統類似于外加電流陰極保護系統，只是極化電流的方向相反。只有具有活化 鈍化轉變的腐蝕體系才能采用陽極保護技術，例如濃硫酸貯罐、氨水貯槽等。 第四節 機械零件的變形 機械零件或構件在外力的作用下，產生形狀或尺寸變化的現象稱為變形。 過量的變形是機械失效的重要類型，也是判斷韌性的明顯征兆。 一、彈性變形 金屬零件在作用應力小于材料屈服強度時產生的變形稱為彈性變形 。 二、塑性變形 機械零件在外載荷去除后留下來的一部分不可恢復的變形稱為塑性變形 或永久變形。 金屬零件的塑性變形從宏觀形貌特征上看主要有翹曲變形、體積變形和 時效變形等。 本章完 三、減少變形的措施 （ 1）設計 （ 2）加工 （ 3）修理 （ 4）使用