腐蝕磨損及其失效機理

在腐蝕環境中，摩擦表面因磨損和腐蝕共同作用出現的材料流失現象稱為腐蝕磨損（corrosive wear），其特點是腐蝕和磨損同時對材料表面起作用。根據腐蝕介質的性質，一般將腐蝕磨損分為化學腐蝕磨損和電化學腐蝕磨損兩大類。

石油、化工、機械、水利、電力、礦冶、交通、建材、農機等部門的設備和機件，不僅受到嚴重磨損，而且往往還同時受到環境介質的腐蝕，例如，我國煤礦井下水中通常含有腐蝕性介質以CO、CO2、H2S、SO2等條件構成了惡劣的腐蝕工況。腐蝕和磨損的交互作用，加速設備和機件的破壞失效。

材料的腐蝕磨損性能不是材料的固有屬性，而是與工況條件等因素有關的一個系統的特性，只有在特定條件下才能確定材料的腐蝕磨損性能。

腐蝕與磨損存在交互作用。腐蝕與磨損的交互作用失重率大量研究工作表 明，腐蝕磨損造成的材料流失往往大于單純腐蝕和單純磨損兩者的代數和。這是 由于材料腐蝕與磨損之間存在交互作用（協同作用），即腐蝕加速磨損，磨損促進腐蝕，從而加速材料的流失。其材料的腐蝕磨損交互作用機理為：

(1)磨損加速腐蝕。磨損加速腐蝕首先表現在載荷或速度對腐蝕介質中工件腐蝕電位的影響。磨損加速腐蝕還表現在：磨損破壞或減薄材料表面的鈍化膜或 清潔材料表面使裸露出新鮮的金屬；磨損使材料表面產生彈塑性變形，增加位錯、 空位等缺陷，甚至產生裂紋，增加材料表面活性而降低抗蝕性，使這些部位優先被 腐蝕；對腐蝕介質的攪動加速了傳質過程，使工件表面迅速補充新的腐蝕介質，加 速腐蝕過程；磨損使材料表面產生切削、犁溝、變形和剝落，增加材料表面積和表面 粗糙度，導致腐蝕加速；磨損使材料表面或表層產生內應力，在腐蝕條件下產生各 種應力腐蝕等。

(2）腐蝕加速磨損。腐蝕加速磨損最直觀的現象是，材料表面因腐蝕產生的 疏松、孔洞及腐蝕產物，易于被磨損掉而增加材料的流失量；腐蝕使金屬材料表面 粗糙，晶界、相界被腐蝕，基體或第二相被腐蝕溶解都會破壞材料的完整性、均勻性，甚至降低材料的結合強度，使之易于被磨損掉而加速材料的流失；產生形變硬化的金屬材料，表面硬化層易腐蝕掉或減薄，裸露出未形變硬化或形變硬化程度較小、硬度較低的表面層，從而加速材料的磨損；金屬材料腐蝕溶解過程是通過單原子臺階遷移而導致晶體溶解的，而單原子臺階可以作為新的位錯源，在摩擦力的作用下，這些因腐蝕而形成的表面附加位錯源將會運動，導致材料塑性變形易于進行而加速磨損；某些金屬材料在特定的腐蝕介質中會產生脆性〔環境致脆）而加速磨損，如鐵合金和高強鋼的氫脆等。

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