飛機維修工程呂曉靜53課件

第六章腐蝕與防護飛機維修工程學(xué)院呂曉靜點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.1電偶腐蝕

兩種或兩種以上的具有不同電位的金屬或合金相接觸時產(chǎn)生的腐蝕。不同電位的金屬在同一介質(zhì)中相接觸，電位較負的金屬是陽極，受腐蝕，而電位較正的金屬為陰極，受到保護。兩種金屬之間的電位差值愈大，則愈易形成電偶。發(fā)生機理6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.1電偶腐蝕防止電偶腐蝕：設(shè)法使陽極與陰極金屬隔離，避免電解液的積存?！舨捎秒婂兎牢g層：因為防蝕層可以將相連接的金屬變得相容或者由鍍層將它們隔開；◆對各個接觸面作封閉性處理：如果防蝕對象為鎂合金，則在各接觸面上涂上鉻酸鋅底漆，至少兩層。然后再鋪蒙一層厚度為0.003英寸的壓敏性乙烯薄膜；◆設(shè)計選材上，盡量選用大陽極小陰極的有利結(jié)合。6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.1電偶腐蝕大陽極-小陰極結(jié)構(gòu)大陰極-小陽極結(jié)構(gòu)銅螺釘連接碳鋼板碳鋼螺栓連接銅板陽極面積大，陽極溶解的速度相對減小，不至于短期內(nèi)引起結(jié)構(gòu)的破壞，相對安全。陽極面積小，陽極溶解的速度相對增大，結(jié)構(gòu)很快受到破壞，不安全。6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.2點蝕

金屬表面上產(chǎn)生的針狀、點狀、小孔狀的局部腐蝕形態(tài)，又稱為孔腐蝕。飛機結(jié)構(gòu)修理中常將點腐蝕俗稱為“麻坑”。蝕點最終發(fā)展成腐蝕孔洞6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.2點蝕☆蝕坑的發(fā)展受重力的影響較大，大多數(shù)情況下發(fā)生在水平放置的板材上；☆常常發(fā)生在易鈍化的金屬或合金上（如鈦、鋁、鎳及其合金和不銹鋼等；☆點蝕一旦發(fā)生，擴散速度相當(dāng)快。☆腐蝕向材料厚度方向迅速擴展；點蝕特點6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本☆內(nèi)部有硫化物雜質(zhì)；☆晶界上有碳化物積存處；☆鈍化膜有缺陷處；點蝕發(fā)生部位環(huán)境介質(zhì)☆含有活性陰離子如、的液體?！詈醒趸暂^強的金屬離子如、的液體。6.2.2點蝕6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點蝕防范措施1.選擇耐蝕合金，如防銹鋁合金、鈦合金；2.改善介質(zhì)條件，降低介質(zhì)中氧化性金屬離子的含量；3.改善材料的表面狀態(tài)，不要劃破或擦傷表面膜，焊渣等飛濺物不要落在構(gòu)件表面；4.使用緩蝕劑；5.電化學(xué)保護，用陽極抑制點蝕，把金屬的極化電位控制在臨界孔蝕電位以下；6.2.2點蝕6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.3縫隙腐蝕

金屬與金屬或金屬與非金屬之間，由于存在特定的狹小縫隙，縫隙限制了與腐蝕有關(guān)物質(zhì)（如溶解氧等）的擴散，從而形成了以縫隙為陽極的（氧）濃差電池，使縫隙內(nèi)金屬發(fā)生強烈的局部腐蝕，這種腐蝕稱為縫隙腐蝕。

發(fā)生場合：孔穴、搭接縫、墊片底面、螺帽、鉚釘?shù)忍幙p隙腐蝕是鋁合金構(gòu)件中最常見的一種腐蝕形式。6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本8.8.3縫隙腐蝕縫隙腐蝕發(fā)生條件

桁條和蒙皮的內(nèi)側(cè)表面間存在縫隙－濕氣聚集在其中產(chǎn)生縫隙腐蝕.構(gòu)件貼合面存在0.025~0.1mm縫隙縫隙處存在腐蝕介質(zhì)氧氣6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本8.8.3縫隙腐蝕發(fā)生機理縫隙內(nèi)外氧濃度有差異，形成氧濃差電池，形成自我催化的閉塞電池，致使腐蝕加劇。氧濃差電池和閉塞電池自催化效應(yīng)的共同作用碳鋼在中性海水中發(fā)生縫隙腐蝕示意圖

腐蝕初期，電化學(xué)腐蝕的陰極和陽極反應(yīng)均勻地發(fā)生在縫隙內(nèi)部及外部的整個表面上陽極反應(yīng)為金屬的離子化陰極反應(yīng)為氧的還原6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本8.8.3縫隙腐蝕發(fā)生機理氧濃差電池和閉塞電池自催化效應(yīng)的共同作用

外氧濃度高，E正，陰級（大）內(nèi)氧濃度低，E負，陽極（?。?/p>

隨著腐蝕的進行，縫內(nèi)的氧很快被消耗，縫內(nèi)氧的還原反應(yīng)被迫中止。而縫外氧被消耗可以隨時得到補充，由此導(dǎo)致縫隙內(nèi)外形成了氧濃差宏觀電池.金屬離子不斷在縫內(nèi)產(chǎn)生，并與OH-1結(jié)合形成的不溶性二次產(chǎn)物不斷在封口堆積，直至使縫內(nèi)的金屬離子無法從縫口擴散，形成閉塞電池.縫內(nèi)的金屬離子無法從封口擴散,溶液中陰離子（如Cl-1）不斷遷入縫內(nèi)，造成Cl-1富集，縫隙內(nèi)的金屬離子不斷和Cl-1結(jié)合形成可溶性金屬氯化物6.2金屬腐蝕的類型由閉塞電池引起縫內(nèi)酸化從而加速腐蝕的作用，稱為自催化酸化作用。FeCl2+2H2OFe(OH)2+2HCl縫內(nèi)的金屬離子無法從封口擴散,溶液中陰離子（如Cl-1）不斷遷入縫內(nèi)，造成Cl-1富集，縫隙內(nèi)的金屬離子不斷和Cl-1結(jié)合形成可溶性金屬氯化物金屬氯化物水解成不溶于水的金屬氫氧化物和游離酸縫內(nèi)PH降低，即造成縫隙內(nèi)溶液的酸化，進一步加速縫內(nèi)金屬的溶解，吸引更多Cl-1遷入，縫隙內(nèi)進一步酸化，循環(huán)往復(fù)，形成自催化酸化效應(yīng)。發(fā)生機理氧濃差電池和閉塞電池自催化效應(yīng)的共同作用8.8.3縫隙腐蝕6.2金屬腐蝕的類型8.8.3縫隙腐蝕

縫隙腐蝕的防止方法：最好方法是消除縫隙在設(shè)備部件結(jié)構(gòu)設(shè)計上，應(yīng)盡量避免形成縫隙和形成

積液的死角區(qū)；排污孔應(yīng)處于能全部排清殘液的部位，即最低端；盡量采用對接焊，減少鉚接和螺栓連接；無法避免縫隙的地方盡量用縫隙填料填實，可采用電化學(xué)保護來防止縫隙腐蝕。6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本8.8.4絲狀腐蝕一種特殊形式的縫隙腐蝕，金屬表面由于涂層滲透水分和空氣而形成腐蝕，腐蝕產(chǎn)物呈細絲纖維網(wǎng)的形狀多數(shù)情況下，發(fā)生在保護膜下面，又稱為膜下腐蝕或漆膜下腐蝕。

發(fā)生場合：緊固件的頭部和蒙皮的邊緣處。6.2金屬腐蝕的類型8.8.4絲狀腐蝕腐蝕外觀：

淺溝狀，鼓泡

絲狀腐蝕的控制措施：1.降低環(huán)境中的相對濕度2.消除空氣中或磷化工藝帶來的腐蝕介質(zhì)3.采用透水率低的涂料，降低涂層的孔隙率6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.5晶間腐蝕金屬材料在特定介質(zhì)中，沿著材料晶粒邊界（晶界）發(fā)生的選擇性腐蝕。晶間腐蝕常在不銹鋼、鎳基合金、鋁基合金及銅合金上發(fā)生。晶間腐蝕也是應(yīng)力腐蝕開裂的誘因之一。外觀特征：初期在可見表面上毫無跡象，晚期表層上可能出現(xiàn)鱗狀疏松剝落6.2金屬腐蝕的類型6.2.5晶間腐蝕腐蝕特點：

金屬或合金的晶界比晶粒活潑，沿晶粒邊界容易產(chǎn)生晶間腐蝕；

腐蝕后，外觀無明顯變化，原有的物理機械性能幾乎完全喪失；

晶間腐蝕不易檢查，會造成結(jié)構(gòu)件的突然性破壞；晶間腐蝕的危害特別大，一旦發(fā)生多數(shù)情況下只能更換零件。檢查方法：超聲波檢查法或者渦流探測法6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.6剝蝕(層離腐蝕)是一種形成層狀松散腐蝕物形態(tài)的晶間腐蝕。當(dāng)金屬發(fā)生層離腐蝕，會引起金屬構(gòu)件表面的隆起，用目視或用手觸摸會發(fā)現(xiàn)層離腐蝕的跡象。外觀特征：表面有“腫漲凸起”

或起層斷裂多見于擠壓鍛造型材合金腐蝕具有自行擴展、自動加速的局部腐蝕特性，且往往發(fā)生在重要的高強度的結(jié)構(gòu)件上。一旦從表面上可以看出剝蝕時，腐蝕所造成的的損傷已經(jīng)超過了允許損傷的范圍。

6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.6微生物腐蝕環(huán)境促使霉菌繁殖所產(chǎn)生的分泌物對構(gòu)件的腐蝕,易發(fā)生于燃油箱內(nèi)。

影響油箱微生物生長和腐蝕的主要因素：★霉菌孢子★燃油（燃油是霉菌的培養(yǎng)物）★水（水是霉菌存在必不可少的條件）★溫度（溫度是霉菌生長的必要條件）6.2金屬腐蝕的類型6.2.6微生物腐蝕微生物分泌的沉積物危害：a.如果聚集在整體油箱的縫隙上，會使縫隙上的密封劑脫落，造成油箱滲漏；b.如果沉淀物聚集在油箱底部，會造成濃差電池腐蝕，損壞整體油箱的金屬材料；c.沉積物還會損壞油濾、油泵、管道等，造成油濾、管道堵塞。燃油箱中的霉菌本身對油箱底部沒有腐蝕作用？6.2金屬腐蝕的類型6.2.6微生物腐蝕微生物腐蝕的特征：(1)微生物本身并不會對金屬產(chǎn)生侵蝕作用，但它新陳代謝的分泌物卻對金屬的電化學(xué)腐蝕過程產(chǎn)生了影響。(2)產(chǎn)生微生物腐蝕時，金屬表面總有粘泥式的沉積物。從粘泥式沉積物的數(shù)量往往可以判斷金屬遭受微生物腐蝕的嚴重程度。(3)發(fā)生微生物腐蝕部位的金屬，總是帶有點腐蝕的跡象。6.2金屬腐蝕的類型6.2.6微生物腐蝕防止微生物腐蝕的措施：（1）在燃油中加人抑制微生物生長的添加劑，并定期提取油樣進行分析，以決定是否對油箱內(nèi)部進行目視檢查和清洗。（2）每天對燃油箱的污物、水沉淀池進行排放，避免污物和水在燃油箱底部的沉積，滋生微生物腐蝕。6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.8應(yīng)力腐蝕金屬在應(yīng)力和環(huán)境共同作用下產(chǎn)生的脆性破壞，由于承受應(yīng)力的形式不同一般可分為應(yīng)力腐蝕（開裂）、腐蝕疲勞和磨損腐蝕。這種腐蝕會使材料在沒有明顯預(yù)兆的情況下突然斷裂，是危險性最大的局部腐蝕之一。

一、應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）

恒定拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下，裂紋形成和擴展的過程。6.2金屬腐蝕的類型6.2.7應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕三要素：合金、拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)。一、應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）

只有在拉應(yīng)力作用下，才會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。壓應(yīng)力能夠抑制應(yīng)力腐蝕。使合金構(gòu)件產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的拉應(yīng)力可以是外加應(yīng)力或殘余應(yīng)力，在飛機結(jié)構(gòu)的使用過程中，應(yīng)力腐蝕主要是由殘余應(yīng)力引起的，由外加應(yīng)力引起應(yīng)力腐蝕的情況較少。6.2金屬腐蝕的類型6.2.7應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕三要素：合金、拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)。一、應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）合金材料不是在所有的環(huán)境介質(zhì)下都發(fā)生應(yīng)力腐蝕，而是在特定的活性介質(zhì)中才發(fā)生應(yīng)力腐蝕。6.2金屬腐蝕的類型6.2.7應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕開裂的過程一、應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）鈍化金屬應(yīng)力腐蝕破裂機理示意圖微觀裂紋的形成裂紋的擴展破裂應(yīng)力腐蝕開裂是電化學(xué)—力學(xué)共同作用的結(jié)果。電化學(xué)腐蝕和應(yīng)力作用導(dǎo)致裂紋形成，而裂紋的發(fā)展主要由力學(xué)因素引起。6.2金屬腐蝕的類型6.2.7應(yīng)力腐蝕防止應(yīng)力腐蝕開裂的措施一、應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）鈍化金屬應(yīng)力腐蝕破裂機理示意圖①正確選擇材料②降低或消除拉應(yīng)力：在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)盡力避免或減少應(yīng)力集中，消除加工或裝配過程中產(chǎn)生的殘余拉應(yīng)力。③控制環(huán)境④涂覆保護涂層6.2金屬腐蝕的類型6.2.7應(yīng)力腐蝕二、腐蝕疲勞在任何腐蝕環(huán)境和交變應(yīng)力的聯(lián)合作用下，都會出現(xiàn)腐蝕疲勞斷裂。

當(dāng)金屬在腐蝕環(huán)境中遭受循環(huán)應(yīng)力時，在給定的應(yīng)力下引起損壞所需要的循環(huán)次數(shù)減少，這種通過腐蝕而使得材料的疲勞加速稱為腐蝕疲勞。材料在交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下發(fā)生的疲勞斷裂。對于鋁合金來說，潮濕的空氣就是一種嚴重的腐蝕環(huán)境。

飛機長期服役后，某些鋁合金構(gòu)件就可能發(fā)生腐蝕疲勞破壞，尤其是鋁鋅合金7075較鋁銅合金2024對潮濕的空氣更加敏感，更容易發(fā)生腐蝕疲勞破壞。所以在飛機的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)該盡量采用鋁銅合金。和機械疲勞相比，腐蝕疲勞的危險性更大。6.2金屬腐蝕的類型6.2.7應(yīng)力腐蝕三、磨損疲勞相互接觸的表面如果同時存在電化學(xué)腐蝕和機械磨損，兩者相互加速，這種腐蝕稱為磨損腐蝕。腐蝕介質(zhì)：流動的液體、氣體或含有固體顆粒和氣泡的液體等。腐蝕特征：常伴有方向性的溝、槽、波紋或呈山谷狀。磨損腐蝕的速度比單純腐蝕快，有固體懸浮的液體尤甚。湍流腐蝕沖刷腐蝕摩振腐蝕磨損腐蝕液壓管道內(nèi)，調(diào)節(jié)閥機體的迎風(fēng)面起落架輪軸6.2金屬腐蝕的類型點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本6.2.9工業(yè)介質(zhì)腐蝕

酸堿溶液腐蝕水銀腐蝕飛機上最易發(fā)生工業(yè)介質(zhì)腐蝕的部位是電瓶艙和排放口。鉛酸電瓶區(qū)域必須用耐酸蒸汽腐蝕的材料進行防護鎳鎘電瓶區(qū)域必須用耐堿侵蝕的涂層進行防護水銀在飛機上泄露，必須馬上徹底清除。用帶有水銀收集袋的真空吸塵器吸收汞齊化

水銀對黃銅材料的鋼索松緊螺套筒體的腐蝕嚴重。如果發(fā)現(xiàn)退色痕跡，必須把受損零件更換下來。6.2金屬腐蝕的類型氫原子滲入金屬內(nèi)部,使金屬的韌性和抗拉強度下降而脆化的現(xiàn)象。定義

氫脆是一種延遲性破壞,即使在低于材料屈服強度的應(yīng)力作用下,經(jīng)過一段時間仍然會發(fā)生零件的突然破壞。6.2.10氫脆6.2金屬腐蝕的類型1）合金的強度越高，對氫脆的敏感性也越大。

中等強度鋼，常溫3-5ppm發(fā)生氫脆

高強度鋼，1ppm發(fā)生氫脆2）氫脆在-100～150℃溫度范圍出現(xiàn)，在室溫附近最敏感。3）表面處理和焊接等過程滲入鋼中的氫是十分有害的。氫脆特點6.2.9氫脆6.2金屬腐蝕的類型1）選材：易于產(chǎn)生氫脆的高強度鋼，可加入鎳或鉬減小氫脆敏感性。2)選擇正確的表面預(yù)處理和熱處理工藝，嚴格控制酸洗和電鍍工序飛機零件發(fā)生氫脆的實例表明，氫大都是在酸洗和電鍍的過程中滲入的，酸洗過程中，基體金屬腐蝕后，會產(chǎn)生大量的氫，由此引起氫脆。在酸洗過程中，應(yīng)該加入適當(dāng)?shù)木忈寗?，可以大大減輕酸洗過程中對基體金屬的腐蝕，減少氫的產(chǎn)生。電鍍中，通過選擇合適的鍍液，小心控制電流來減輕電鍍過程中材料對氫吸收。電鍍完畢的構(gòu)件，烘烤處理，以脫去鋼材中的氫。預(yù)防氫脆的措施6.2.9氫脆6.2金屬腐蝕的類型3)選擇合適的焊接工藝焊接時應(yīng)該選擇低氫型的焊條，在干燥的條件下進行焊接，因為水和水氣是氫元素的主要來源。4)裝配使用時，使構(gòu)件產(chǎn)生壓應(yīng)力可以預(yù)防氫脆。5)嚴格選用清洗劑和控制介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。預(yù)防氫脆的措施6.2.9氫脆6.2金屬腐蝕的類型鍍鎘的特點比較柔軟，對鋼材具有較好保護能力。電鍍過程中對基體金屬產(chǎn)生的氫脆性比鍍鋅小。廣泛應(yīng)用于緊固件、彈性零件、重要承力構(gòu)件的防護6.2.11鎘脆6.2金屬腐蝕的類型

鎘的熔點溫度為312攝氏度，所