ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Другие виды совместного действия из "Коррозия и окисление металлов (перевод с англ)" Полагая, что процесс окисления почти сухим воздухом выражается кривой, приведенной на фиг. 120, а, то становится ясным, что если в некоторые моменты (Рх, Рг, Ра-. и т. д.), пленка удалена или полностью разрушена, то быстрое разрушение возобновится (фиг. 120, б). Если разрушение повторяется через достаточно короткие промежутки времени, мы получим кривую (фиг. 120, в), мало отличающуюся от прямой линии, угол наклона которой приближается к углу наклона начального участка кривой А, при условии, если разрушение окисной пленки в каждом случае достаточно полное. Это положение остается действительным для пленок различной природы. Как показано в главе И, остается мало сомнений в том, что пленка, образующаяся при сухом окислении, представляет собой окисел. Однако совместное механическое действие и химическое изменение должно вызывать большее разрушение, чем каждое в отдельности, в том случае, если окисная пленка любого известного состава стирается или теряет свои защитные свойства легче, чем аналогичный слой неизмененного пластичного металла. [c.671] Это положение остается справедливым даже в отсутствии температурного воздействия или рекристаллизации. Однако значительное местное повышение температуры, которое часто сопровождает механическое разрушение, будет увеличивать скорость химического воздействия и будет увеличивать предельную толщину пленки до возникновения процесса торможения. Таким образом, повцшение температуры, хотя и не является решающим фактором, однако может иногда играть роль в увеличении разрушения. [c.672] Самоторможение мокрой коррозии и невозможность его возникновения при механическом удалении пленки. В условиях полного погружения некоторые металлы продолжают корродировать со скоростью, которой нельзя пренебрегать (сталь и цинк в растворах хлоридов). Другие металлы, как, например, алюминий, ведут себя по-другому в растворах хлоридов алюминий подвергается коррозии со скоростью, которая вначале возрастает со временем, затем колеблется и наконец уменьшается, как показано на кривых Чемпиона (фиг. 121) эти кривые были получены газометрическим способом, -основанном на методе Бенгоу [2]. [c.672] Детальное объяснение этих кривых было дано Чемпионом, однако здесь они приведены для того, чтобы показать, что образующаяся на воздухе и обычно присутствующая на алюминии пленка требует некоторого времени для своего разрушения, после чего наблюдается период быстрой коррозии до момента возникновения новой более совершенной пленки. Ясно, что если в результате механического действия защитная пленка непрерывно удаляется или нарушается, можно ожидать постоянной высокой скорости разрушения. [c.672] Типы механических разрушений на металле, покрытом окисной пленкой. [c.673] Таким образом, создается впечатление, что движение относительно друг друга двух поверхностей, из которых одна или обе металлические, может привести к тому, что химическое воздействие будет продолжаться в таких условиях, в которых в отсутствие механического действия оно могло бы затормозиться, и что в некоторых случаях химическое действие будет происходить без существенного механического удаления материала. [c.674] Обычно, однако, движение двух поверхностей относительно друг друга снимает определенное количество материала и в большинстве случаев удаляемый материал содержит как окислы, так и металл на поверхности, подготовленной абразивной обработкой с последующей механической полировкой, будет существовать смешанная зона из металла и окисла и в этом случае невозможно удалить окисел без удаления металла. Удаление того и другого делает металл чистым и активным, однако трудно строго определить соответственно доли разрушения за счет механического и химического воздействия, поскольку первое делает возможным протекание второго процесса , разрушение от совместного действия нельзя выразить суммой эсЙ ектов,, получающихся от механического и химического воздействия, обычно сюда, включаются еще величины, определяющиеся одновременно механическими и химическими факторами, так что становится бессмысленным говорить,, например, что разрушение на х% механическое и на (100 —х%) химическое (стр. 690). [c.674] Наши знания в области износа, вызываемого движением относи тельно друг друга двух гладких, но не лишенных трения поверхностей, в большой мере базируются на широких работах Боудена и его сотрудников и последних работах Хирста. Эти работы не имеют прямого отношения к коррозии, однако те, кто изучает совместное действие механического и химического факторов, не должны пренебрегать приведенными в них сведениями. Основные работы группы Боудена опубликованы в литературе [3]. Другие развиваемые взгляды опубликованы в литературе [4], труды группы Хирста—-в литературе [6]. [c.674] Присутствие окисной пленки будет в значительной степени препятствовать свариваемости, и опыты показали, что если два металла были тщательно очищены в вакууме, трение становится необычно большим оно уменьшается как только в систему впускаются даже следы кислорода. Сульфидные, хлоридные и иодидные пленки также способствуют уменьшению трения. Действительно некоторые вещества, вводимые в смазочные масла для уменьшения трения, содержат сернистые и хлористые соединения и могут способствовать образованию пленок, предотвращающих возможность сваривания. Сульфиды и хлориды обычно имеют более низкую температуру плавления, чем металлы, и это дает определенное преимущество в случае наличия окисной пленки возникает опасность плавления металла под толстой пленкой с нежелательным результатом. Возможность такого явления рассматривается Финчем (см. ниже). [c.675] Различные вещества, добавляемые в смазочные масла для улучшения их смазочных свойств, могут действовать по-разному. Бик полагает, что благоприятный эффект от трикрезолфосфата, введенного в правильной пропорции, заключается в том, что он разрушает выступы на металле и, таким образом, увеличивает гладкость поверхности слишком большое его количество увеличивает износ, как и следовало ожидать. [c.675] Присутствие регулируемого количества органической кислоты значительно улучшает смазочные свойства углеводородного масла, реагируя с металлом с образованием мыла, которое представляет собой настоящее смазочное вещество. Обычно хорошая смазка получается только в тех условиях, когда могут образовываться мыла углеводороды без добавки жирных кислот обычно обладают плохими смазочными свойствами. Боуден указывает, что цинк, кадмий, медь и магний хорошо скользят, если они смазаны парафиновым маслом, содержащим 1% лауриновой кислоты, тогда как платина, никель, хром и алюминий, которые не образуют мыл, дают ударное скольжение . Лауриновая кислота, которая плавится при 44° С, будет хорошо смазывать сталь до температуры П0° С, которая возможно соответствует температуре плавления или размягчения лаурата железа. [c.675] что все эти добавки должны делаться осторожно. Избыток кислоты, который может получиться случайно за счет окисления, приводит к нежелательным результатам, поэтому часто к смазкам добавляются ингибиторы для предотвращения такого окисления. Кроме того, смазочные масла, которые обработаны хлористыми соединениями для уменьшения трения во время эксплуатации, могут создать на поверхности металла условия, благоприятные для коррозии, если эти поверхности после удаления смазки подвергаются действию влажного воздуха — вопрос изучавшийся Буковики. Более подробную информацию см. в литературе [5]. [c.675] Фреттинг. отличается от износа тем, что он возникает в таких местах, где конструктор не предусматривал возможности реального движения одной плоскости относительно другой, где фактически наблюдается вибрационное движение с микроскопической амплитудой. Например, две поверхности деталей какой-либо машины или двигателя, плотно соединенные болтами так, что теоретически они представляют собой одно целое, могут на практике в результате вибрации или по другим причинам подвергаться незначительному сдвигу относительно друг друга. Таким же образом две плоские металлические пластины, наложенные одна на другую и упакованные вместе, могут во время транспортировки немного смещаться одна относительно другой и подвергаться разрушению, которое по своему характеру напоминает фреттинг-коррозию машин. Основная разница в условиях, вызывающих износ и фреттинг, заключается в том, что износ возникает тогда, когда имеется движение одной поверхности относительно другой только в одном направлении и на большие расстояния, так что продукты разрушения не накапливаются в одной точке, тогда как при фреттинге относительное положение двух поверхностей относительно друг друга остается постоянным за исключением того, что они подвергаются едва видимому выбрационному смещению, в результате чего накопление продуктов разрушения становится возможным. Скорость относительного движения при фреттинге обычно значительно меньше, чем при истирании. Основное химическое различие этих двух процессов заключается в том, что присутствие кислорода, следы которого уменьшают истирание, напротив увеличивает разрушение за счет фреттинга, который в присутствии кислорода рассматривается как фреттинг-окисление или фреттинГ коррозия. [c.676] Необходимо отметить, что фреттинг часто возникает в машинах и двигателях во время их транспортировки. Автомобили после перевозки по железной дороге в больших железнодорожных вагонах иногда подвергаются фреттингу между лепестками ламельных пружин и в бороздках шариковых подшипников разрушение бывает более серьезным, чем в случае, если автомобили переправляются собственным ходом. В авиации фреттинг был обнаружен между сболченными или склепанными листами или на краях валиков с установочной шпилькой в этом случае мелкие трещины часто распространяются от места, подвергающегося фреттингу. Штабеля алюминиевых листов и контейнеры для пищевых продуктов, транспортируемые по железной дороге, подвергаются разрушению за счет фреттинга, если они соприкасаются между собой. Разрушения контактов в электрическом выключателе могут возникать в результате вибрации. В машине для определения усталости металла фреттинг иногда возникает на образце в местах зажимов, в результате чего разрушение происходит не на том месте, где исследователь его ожидает, а на участке, где его совсем не должно быть. [c.676] Прекрасный обзор по фреттинг-коррозии был составлен Уотерхаузом н другими авторами [7]. [c.676] При больших амплитудах вся поверхность, где имел место истинный контакт, становилась ровной и образовывались большие участки сваривания. Появлялись царапины, имеющие длину, соответствующую амплитуде вибрации, и расположенные соответственно с металлическими частицами, прилипшими ко второй поверхности—по-видимому, перенесенными с одной поверхности на другую за счет процесса вспахивания , затем появляется небольшое количество свободных блестящих осколков и затем свободных частиц, сначала больших и черных (диаметром 1—0,1 мк), а позже красных (с размером частиц менее ЮОА). Оба вида частиц были исследованы методом электронной дифракции и было обнаружено, что они представляют собой а-РеаОз, однако можно вообще предположить, что черные частицы большего размера могут содержать в своем центре частицы магнетита. [c.678] Халлидей и Хирст объясняют пагубность фреттинг-коррозии, полагая, что она обычно концентрируется на очень небольших участках поверхности тогда как при движении в одном направлении участки поверхности, несущие нагрузку, непрерывно меняются износ поэтому распределяется на всю поверхность и оказывается менее серьезным . [c.679] Цитируемая работа должна быть более тщательно изучена, а инженер должен сам решать вопрос о том, является ли наблюдаемое разрушение результатом фреттинг-коррозии или результатом истирания, сосредоточенным на небольшой поверхности. [c.679] Вернуться к основной статье