02-03在线视频

您好 欢迎来到

钢筋混凝土耐久性导论课程

从这一节开始

我们讲一些常见的腐蚀现象

及其腐蚀机理和防护方法

路老师 您前面提到

寻找材料与环境间的相互作用

非常重要

那么应该如何寻找呢

您能否举一些例子

来给我们具体讲一下呢

下面我们就结合

一些腐蚀实例的讲解

来了解一下如何去寻找

材料与环境间的相互作用问题

按照前面讲的金属腐蚀的定义

我们先从物理作用讲起

与物理作用相对应的

最常见的劣化现象

就是金属的磨损

有人是不同意将磨损

归于金属腐蚀的

按照本课程的定义

我们还是暂时

将它归于金属腐蚀中

以便于大家理解

其它材料的磨损现象和机理

其实对于金属的磨损

大家并不陌生

比如大家常见的钻头 轴承 刹车盘

轧辊等等都会发生磨损现象

还有大家常见的

混凝土泵管和它的弯头

也都会发生严重的磨损

磨损的显著特征

就是金属会产生重量损失

或者材料的厚度变薄

路老师 日常生活中

金属磨损的现象确实很常见

那么金属磨损的机理是什么呢

能不能简要的给我们讲一下呢

其实到目前为止

有关材料磨损的机理

并没有统一的认识

按照材料表面破损的特征

可以将磨损分为磨粒磨损

粘着磨损 表面疲劳磨损 腐蚀磨损

和微动磨损等

前三种是磨损的基本类型

后两种

只在某些特定条件下才会发生

所谓磨粒磨损

就是物体表面与硬质颗粒

或者是硬质凸出物

当然包括硬质合金

相互摩擦而引起的表面材料损失

所谓粘着磨损是指两个材料

在摩擦或相对运动时

由于存在固相焊合的作用

而造成的接触面上的金属损耗

那么什么是表面疲劳磨损呢

当两个接触表面

在交变接触压应力的作用下

材料表面因疲劳

而产生的物质损失

就是表面疲劳磨损

那什么又是腐蚀磨损呢

零件表面在摩擦的过程中

表面金属与周围介质

发生化学或电化学反应

而出现的物质损失叫腐蚀磨损

也简称磨蚀

这在后面要讲到

那什么是微动磨损呢

就是当两个接触表面间

没有宏观的相对运动

但是在外界变动负荷作用下

有小振幅的相对振动

一般的振幅通常会小于100个微米

那这个时候接触表面间

会产生大量的微细氧化物颗粒

从而引起磨损

这种磨损就叫做微动磨损

路老师

那么如何表征材料的磨损程度

以及它的抗磨损能力的大小呢

有没有什么指标呢

这个问题很好

其实到目前为止

还没有一个统一的指标

人们在比较

材料的抗磨损能力的时候

通常会采用以下的某些指标

来进行表征

即磨损量 磨损率 磨损度 耐磨性

或者是相对耐磨性等

所谓磨损量是由磨损

引起的材料损失量

它可以通过测量长度 体积

或者是质量的变化而得到

相应的指标就被称为线磨损量

体积磨损量或者是质量磨损量

磨损率就是单位时间内

材料的磨损量

磨损度是单位位移距离内

材料的磨损量

耐磨性实际上

是规定摩擦条件下的

磨损率或者是磨损度的倒数

所谓相对耐磨性是指相同条件下

两种材料通常其中一种

是我们以铅锡合金

作为标准试样来的

它的耐磨性的比值

路老师 这么看来金属磨损的机理

还是不那么容易确定的

那么我们在日常生活中

应该怎样减少金属的磨损呢

大家常用的手段就是采用润滑剂

像我们汽车需要去定期更换机油

那机油就是

汽车发动机常用的润滑剂

采用润滑剂

可以显著降低金属的磨损

那它又是改变了前面

我们所讲的耐久性

三要素中的哪个因素呢

显然它不仅改变了

材料与环境的接触方式

而且更换了

与材料直接接触的环境

实际上润滑剂的加入

使原来直接接触的材料

环境体系发生了变化

将原来两个直接接触的金属

换成了金属润滑剂金属

所以原来材料间的

相互作用机制也就改变了

当然我们还可以

根据磨损机理的不同

通过提高材料的表面光洁度

比如要减少

它的夹杂或者表面缺陷

或者是通过减少外来异物

比如通过密封的办法等等手段

来达到减磨的目的

路老师 这个金属磨损看上去

都是不好的一面

那它有没有可以利用的一面呢

任何事物有坏的一面

它就会有好的一面

反之亦然

比如我们常见的材料的抛光

不就是利用了材料的表面磨损吗

路老师 说到抛光

那么金属在稀酸溶液中的

化学溶解算不算金属腐蚀呢

算

金属在酸性溶液中的溶解

通常是单纯的化学腐蚀

比如纯锌或者是纯铁

在稀盐酸中的溶解

这个在高中或者是初中的课本里

常常会讲到

化学腐蚀的显著特征是

与后面要讲的电化学腐蚀相比

它没有腐蚀电流的产生

大多表现为均匀腐蚀

也就是厚度会相对均匀地减薄

路老师 如果金属磨损

和化学腐蚀同时存在

那么会发生什么现象呢

是不是会相互促进呢

我们前面已经提到了

在这种情况下会发生磨蚀现象

在这种条件下

两种作用是相互促进的

由于磨损会让金属

不断地暴露出新鲜表面

让化学腐蚀快速地发生

而化学腐蚀产物

有时又会形成磨粒使磨损加速

这样两者相互促进

有时会造成金属的快速破坏

磨蚀很容易会造成

金属弯管处发生快速的穿孔

大家请看这张照片

这一类的现象

在有腐蚀性介质的输运管道中

较为常见 需要注意

请大家有空详细看看下面这张表

所给出的两个滑动

或者是滚动的固体间

以及有冲击颗粒

或流动液体时的磨损

磨蚀的组合情况

结合前面讲的内容

仔细体会一下

什么情况下会发生磨损

什么情况下会发生磨蚀

其实在没有腐蚀介质存在的时候

发生的多是机械磨损

而有腐蚀介质存在的磨损

则大多是磨蚀

好 这节课就先讲到这里

简要介绍了金属的磨损与磨蚀

下次课程再见