汽车车身防腐蚀结构的设计

1、 摘要 现代汽车的腐蚀损坏是最为普遍,同时也是最大的敌人。汽车的腐蚀除了导致突发交通事故之外，同时汽车腐蚀也给社会带来巨大的经济损失和社会资源的巨大浪费,还造成严重的环境污染。 汽车工业的发展已经有200多年的历史，2013年，汽车产销双双超过2000万辆，再创全球产销最高记录，己连续五年蝉联全球第一。我国汽车工业碎历史较短，但发展速度快。到2013年保有量1.37亿辆汽车，汽车的腐蚀控制已经成为我国国民经济活动中重要组成部分,它将产生巨大的经济效益和社会效益。 欧美国家从70年代就开始关注汽车的防腐蚀问题,许多汽车厂家的车身能持续10年不现明显锈迹。然而,我国的汽车产品,无论是在结构设计方面

2、,还是在材料应用及防腐蚀工艺方面,都还存在很多问题,与国外同时期的产品相比还有较大的差距。 本文通过认识对金属材料的腐蚀机理,汽车腐蚀的环境诱因和轿车车身常见的腐蚀类型进行较为充分的分析与理解。同时基于对轿车车身腐蚀情况的调查,找出了车身腐蚀高频繁发生的部位,并对其腐蚀发生的原因进行了分析。根据国外的先进防腐蚀技术的发展,较为全面地论述了轿车车身防腐蚀设计的几个主要方面,以及一般的设计思路和方法。 最后，结合长安某轿车的实例,从结构方面具体论述了轿车车身防腐蚀结构设计的综合应用,以及对轿车车身防腐蚀结构设计的可行性和实际效果的评估。 目 录摘要Abstract第一章 绪论 1.1 引言 1.2

3、 汽车腐蚀的危害性介绍 1.3 汽车防腐蚀的意义介绍 1.4 汽车防腐蚀技术的发展现状概述第二章 金属的腐蚀2.1 引言2.2 金属的腐蚀基本原理2.3 金属的腐蚀基本形式第三章 汽车的腐蚀3.1 引言3.2 影响汽车腐蚀的因素3.3 汽车车身腐蚀的分类3.4 汽车腐蚀频发的部分第四章 汽车车身防腐蚀结构的设计实例4.1 引言4.2 连接与构件的防护设计4.3 汽车车身结构的防腐蚀设计4.4 防护设计可行性评估第五章 结论致谢参考文献文献综述第一章 绪 论1.1 引言 从1769年，法国人局偌制造出三轮蒸汽机汽车开始。汽车的发展将近200多年的历史,作为现代工业的产物,它已经成为我们的国民经济

4、和日常生活中不可缺少的要素。汽车不仅是短途客、货运输的主力。伴随在近年来我国经济的高速发展,汽车公路运输无疑扮演了演重要角色在我国国民经济中。无论是客、货运输量还是它们的周转量,汽车在公路运输中都占有绝对优势。到2013年,汽车运输己经占到客运量的90%以上,货运量的75%以上,以及周转量的54.8%。 早在20世纪80年代后期,我国就把汽车制造工业列为发展国民经济的重要支柱产业。经过30年左右的发展,特别是进入2002年后,我国经济的高速发展和人民生活水平的不断提高,我国的汽车产业有了长足的进步,汽车的保有量和产销量均有飞速的增长。2013年12月，我国汽车产销保持稳定增长，当月产销再创月度

5、新高。2013年，汽车产销双双已经超过2000万辆，再创全球产销最高记录，己连续五年蝉联全球第一。 在汽车发展中,各个国家无不从安全和经济的角度出发,追求如何延长汽车的服役寿命,同时降低汽车的使用和维护的成本。而根据统计,汽车的损坏主要有三种形式,即腐蚀损坏、摩擦损坏、与事故损坏。其中,腐蚀损坏最为普遍,也是较为严重的损坏形式之一,特别是在沿海地区及工业发达地区己成为汽车寿命减少的主要原因。因为汽车的耐用性与车身防腐蚀能力跟外界环境关系十分紧密。如气候环境、大气环境、道路环境。然而沿海地区高含盐量和潮湿的海边大气,极大地加快了汽车的腐蚀程度和速度。随着工业的发展,全球大气污染日趋严重,酸雨的频

6、率和范围日益增加和扩大,对汽车腐蚀产生严重的有害影响。此外,在寒带的一些地区,如北美和北欧的一些国家,从70年代以来广泛使用的冬季道路防冻盐,也给汽车带来了严重的腐蚀问题。 从70年代欧美国家就开始关注汽车的防腐蚀问题与研究，大部分汽车厂家的车身已经能够持续10年不出现明显锈迹。然而我国的汽车设计与制造水平与国外发达国家相比,差距甚大,国产汽车的耐腐蚀能力也远比国外汽车差。1.2 汽车腐蚀的危害性介绍 汽车被腐蚀的结果，一、会导致汽车外表受到极大的破坏，影响美丽外观。二、部件渗漏，导致漏水，滴油。三、被腐蚀的零件会出现裂纹或脆性断裂，极大威胁着车辆行驶安全。四、对零部件造成尺寸减薄，其机械强度

7、减低，影响汽车正常工作。 汽车被腐蚀后会造成极大的危害，主要集中在对经济造成巨大的损失，对资源和能源的巨大浪费，同时造成严重的环境污染，汽车严重腐蚀时对车辆行驶安全带来了很大了潜在威胁。1.2.1 汽车腐蚀造成经济的损失 通过查阅相关数据报道.全球每辆汽车腐蚀年均损失为150一250美元。到2013年底，中国汽车保有量达到1。37亿辆，若取其平均值200美元，中国因腐蚀而损失的经济高达274亿美元。这个腐蚀损失的经济数据还是保守估计，如考虑到具体到汽车腐蚀造成的停留误工的直接损失，那将是更巨大的。1.2.2汽车腐蚀造成资源浪费与交通事故带来隐患 车辆金属零件的腐蚀，不仅会降低其品质和寿命，而且

8、因其腐蚀异常损坏的零件极易引发交通事故，甚至造成车毁人亡的惨剧。随着车辆使用年限或行使里程的增长，各部位机件的腐蚀逐渐加剧，常见腐蚀比较严重的部位是板金件部分，如驾驶室、车大箱、客车壳体、车底板、挡泥板、车头(翼子板、面罩)等。这些部位常与泥沙、碎石和水接触，如车轮飞溅碎石、泥沙撞击汽车表面的防护层，极易划伤漆层，破坏其完整性、连续性，使金属裸露在外，当接触到水和空气中的氧，就会起化学作用而产生锈蚀。1.2.3 汽车腐蚀带来的环境污染 汽车因腐蚀带来了巨大的危害，在汽车上很多零部件都含有不少的有害元素铅，珞。当零件发生腐蚀时，必然随之散落在大气中，对环境造成污染。同时在大量零部件中含有六价珞离

9、子，当被腐蚀时也会散落在环境中，造成污染。1.3 汽车防腐蚀的意义介绍 汽车的防腐蚀有着重要意义在各方面，如汽车防腐蚀能力提高，会对经济有着很大意义的节约，减少不必要的损失，同时降低了汽车因腐蚀造成的材料与能源的浪费。也对环境起着保护作用。 中国工业防腐蚀技术协会秘书长任振铎曾说过,防腐蚀行业的基本功能是节约资源,提高资源利用率。这就要求腐蚀控制要确保装备设施的安全性和耐蚀性,延长使用寿命,这是腐蚀控制最基本也是第一层次的功能。随着经济发展和科技进步,以及人们生活水平、审美水平提高,对腐蚀控制提出了美观与艺术的更高要求,这是它的第二层次功能。体现时代精神和社会价值观,与时代同步,与人们对环境美

10、的追求同步,这是腐蚀控制的第三层次,也是最高层次功能24。 从这个意义上说,汽车的腐蚀控制是国民经济活动中十分重要的组成部分,它将产生巨大的经济效益和社会效益。政府部门和汽车生产企业、消费者对汽车的腐蚀问题给予足够的重视。1.4 汽车防腐蚀技术的发展现状概述 汽车腐蚀体系基本由三个方面起着作用，一是从发生腐蚀的材料开始，二是汽车腐蚀的发生部位，三是引发汽车腐蚀的环境。现代汽车防腐蚀研究人员主要都集中在这三个方面进行研究与分析。 在材料方面美国发展了出耐大气腐蚀钢种Corten A钢，其耐大气腐蚀性是普通碳钢的3-8倍，能裸钢使用。虽我国耐候钢发展比较晚，但是也发展出自己一系列耐候钢如Mn-Cu

11、系、Cu-P系、P-稀土系等一系列。在材料与环境介质的界面，为阻隔材料与环境的联系，发展了多种的表面防护技术，如电镀技术、热侵镀技术、涂装技术。还发展了热喷涂技术、达克罗技术，其中达克罗技术是将钢材零件侵于锌珞溶液中将会获得优良的耐蚀性、耐候性的涂层技术，达克罗技术已在世界各大汽车公司均已采用，大大的提高了汽车的防腐蚀能力。第2章 金属的腐蚀2.1 概述 在现代汽车生产制造过程中材料的选用上主要涉及到金属材料、非金属材料、复合材料三大类。其中，金属材料主要包括钢材、铸铁、有色金属。非金属材料主要包括高分子材料、无机非金属材料。复合材料主要包括金属基复合材料跟非金属基复合材料。通常情况下一辆现代

12、车辆有30000个左右零部件组装而成，其中材料约4000多种。目前,汽车材料中金属材料为主,尤其是钢铁材料。以现代汽车材料用量为例,按照质量来换算,其中钢材占汽车自重的55%一60%,塑料占8%12%，铸铁占5%12%,有色金属占6%一10%,橡胶、玻璃占7%左右,其他材料占6%一12%7 对于本文的研究对象一轿车的车身来说,其用材更几乎全是金属材料。因此,研究金属材料的腐蚀基本原理和常见的腐蚀基本形似是十分有必要的。2.2 金属的腐蚀基本原理2.1.1金属腐蚀概述 金属腐蚀的主要机理是原金属转化成金属氧化物，造成结构件或元件生锈、损坏甚至不能修复而报废。金属腐蚀后显著降低了材料力学性能如强度

13、、塑性、任性等。金属的腐蚀其过程一般情况下通过有两种途径进行：化学腐蚀与电化学腐蚀。 化学腐蚀：由金属表面与周围的介质直接发生发生化学反应而引起的腐蚀。其反应历程的特点是金属表面的原子与非电解质中的氧化剂直接发生氧化还原反应。 电化学腐：是指当不同电位金属相接触，由于电位差的不同而出现电流，由于失去正电荷离子的金属被锈蚀，在锈蚀中伴有电流的产生。电化学腐蚀是最常见的腐蚀，研究表明金属腐蚀中的几乎均属于电化学腐蚀。譬如在自然条件下(如潮湿大气、酸雨、海水、土壤等)对金属的腐蚀通常是电化学腐蚀。 所以本文主要集中对电化学腐蚀的基本概念与反应过程认识与理解。电化学的几个基本概念 (l)电极与电极电位

14、 电极是指电子导体(合金或金属)和离子导体(液、固体电解质)组成的体系,在这个体系当中通常有电子在两相之间移动而发生氧化一还原反应。 电极反应是指在电极和溶液界面上进行的电化学反应。发生电极反应会导致在电极和溶液界面上形成双电层的结果，双电层两侧的电位差被称为电极电位。双电层的形成过程是:当金属浸入电解质溶液中,金属表面上的金属离子由于受极性水分子的作用将发生水化,如果水化时所产生的水化能足够大,可以克服金属晶格中金属离子与电子间的引力,则金属离子脱离金属表面进入水溶液,如图2一1所示,该过程表示为 式 2-1 本来金属是电中性的,由于离子进入溶液而把电子留在金属上,此时金属带负电,同时离子进

15、入溶液也破坏了溶液的电中性,使溶液带正电。带负电的金属吸引溶液中的阳离子,使之靠近金属表面,这样形成了双电层结构,金属与溶液界面上出现电位差,如图2一2(a)所示。事实上上述水化过程是可逆的,最后会达到动态平衡。 如果金属离子的键能超过金属离子水化能,则金属表面可能从溶液中吸附一部分正离子,使金属带正电,溶液带负电,形成另 (2)平衡电位与非平衡电位当金属电极上只有一个确定的电极反应,该反应可逆并处于动态平衡,即金属溶解速度等于金属离子沉积速度。此时电极获得一个不变的电位值,称为平衡电位平衡电位是可逆电位,可用能斯特方程表示为 式 2-2式中： E 标注电位; T 绝对温度; R 气体常数;

16、F 法拉第常数; n 金属离子介数; 金属离子活度，常以金属浓度代替; 当所有参加电极反应的物质活度等于1时,此时的平衡电位称为标准电位,即E。但是当电极反应不能达到物质和电荷的平衡交换时,即在电极上失去电子靠一电极过程,而得到电子则靠另一电极过程,如铁浸入lmol/L盐酸中,阳极过程为Fe*FeZ+Ze,阴极过程为ZH+Ze一HZ;在这种情况下两个反应各自朝一定的方向进行,表征这种不可逆电极反应的电极电位称为非平衡电位。非平衡电位有时可以达到稳定状态,更多情况下是不稳定的,在实际腐蚀问题中所涉及的电极电大都是非平衡电位。非平衡电位不服从能斯特方程,不能计算,只能实测。 金属的电极电位的绝对数

17、值,无论是平衡或非平衡电位都无法测得,只能用比较方法来测定。通常在标准状态下将各电极与标准氢电极组成电池来测量,并设定氢标电极电位为0,因此以后所用的电极电位值都是相对氢标电位而言的。 2.1.3电化学腐蚀过程 根据规定进行氧化反应的电极成为阳极，进行还原反应的电极我们称为阴极。电化学腐蚀反应基本经历三个过程。 阳极反应。 金属溶解以离子形式进入溶液,同时把当量的电子留在金属上。 式 2-3阴极过程。从阳极流过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质D所接受。 式2-4 电流的移动。阳极过程中与阴极过程中一般是相对独立的过程，阳极与阴极电流移动将主要是在局部的进行。电流由阴极流向阳极,在

18、金属中依靠电子传导,在电解质溶液中则靠离子移动,就这样整个构成一个电腐蚀的通路。 其中这个三个反应过程几乎都是在同时中进行，三个反应缺一不可但相对独立，如果缺少一个电化学反应便停止，不在发生反应。2.3 金属的腐蚀基本形态 金属的腐蚀基本形态大致可以分为2类，全面腐蚀与局部腐蚀。;腐蚀仅局限在金属某些部位上称为局部腐蚀。在众多的实际腐蚀失效事例中,局部腐蚀所占比例比全面腐蚀要大得多,而且由于在局部腐蚀过程中,阳极溶解通常高度集中在局部位置上,导致腐蚀发展很快,危害程度非常严重,故受到普遍重视。广义的局部腐蚀包括下述类型:(l)点腐蚀;(2)缝隙腐蚀;(3)电偶腐蚀;(4)晶间腐蚀;(5)疲劳腐

19、蚀; 点腐蚀：是一种腐蚀集中于金属表面的很小范围内并深入到金属内部的蚀孔状腐蚀形态。缝隙腐蚀：是一种因金属与金属、金属与非金属的表面间存在缝隙，在缝隙内及周围发生腐蚀的一种腐蚀形态，在汽车腐蚀中是最为常见的。电偶腐蚀：是因电位各异的双金属形成原电池导致的。晶间腐蚀：是指金属的晶粒边界或其近旁发生腐蚀。疲劳腐蚀：是指材料与交变力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂，导致了局部腐蚀。第三章 汽车的腐蚀3.1 概述 就汽车而言，造成其腐蚀有多方面的影响，零部件自身的氧化腐蚀，外部坏境对汽车车身的影响，制造过程的防护技术，都是多层式，多方面的影响着汽车防腐蚀能力。因而我们研究汽车的腐蚀，通过对影响因素

20、的探讨，进行比较详细的分析然后得出原因，将车身腐蚀进行分类，以使我们的研究更加有针对性。3.2 影响汽车腐蚀的因素   环境因素包括温度、湿度、酸雨、盐雾、泥沙、碎石、微生物等，还有汽车运行时振动等应力。具体环境因素如下所示：环境因素腐蚀机理腐蚀形式   气候因素高温、低温与温差；相对湿度及湿度波动；太阳辐射强度与其能量（紫外光、可见光、红外线）；风沙、雨水等；1 机械破坏2 金属材料的化学腐蚀3 金属材料和电化学腐蚀4 覆盖层的破坏5 氯离子容易穿透和破坏保护层，同时也容易被受潮的金属表面吸附而加速腐蚀反应的进行   1

21、外观性能变化2 力学性能变化3 化学性能变化4 电性能下降5 使用功能失效 大气因素水、盐雾、SO2、H2S、NO2、臭氧、氧及菌类、尘土等应力因素振动、冲击、位移对汽车腐蚀的因素有很多，我们主要探讨的是环境因素，环境因素分为两大类气象因素与道路环境的影响3.2.1 环境因素的影响 1湿度的影响 一般情况下，空气中的湿度越大，金属越容易结露，就越容易腐蚀。结露的金属表面形成一薄水膜,水膜存在的时间越长,腐蚀就会越厉害(见图3一1)。因其受到毛细管的影响,如腐蚀产物中的孔隙、金属表面沉积的泥沙以及结构缝隙大小,越小越易发生水汽凝聚。结露同样也受大气存在的盐类的影响,由于金属表面有盐存在

22、,空气中水分优先在盐结晶处凝聚。各种金属都有一个腐蚀速度急剧增加的湿度范围。如图3一2所示,钢的腐蚀受到相对湿度影响,在60%80%湿度范围急剧增加。腐蚀速度剧增时的大气相对湿度值称为临界湿度。钢铁、铜、镍、锌等金属腐蚀剧增的临界相对湿度大约在50%一70%之间。临界湿度常受到金属及其表面污染程度、表面污染源的影响。一般来说具有实际重要性的户外大气腐蚀要在高于80%的相对湿度才开始发生。相对湿度在80%以上,同时温度在0以上的那一部分时间被定义为“潮湿时间”。潮湿时间受下雨和干燥条件的影响。在潮湿时间金属的腐蚀以较大速度进行。 2降雨的影响 雨水沾湿金属表面、冲刷破坏腐蚀产物保护层,促进腐蚀。

23、另一方面,雨水又能冲洗掉金属表面的灰尘、盐粒等,这又减缓了腐蚀。图3一3所示为腐蚀与降雨、露水、晴天的关系。3酸雨的影响 PH值小于5.6时的雨水被称为酸雨，酸雨已经是世界十大环境问题之一，根据数据统计在1987-1988年由于酸雨造成的对镀锌板和碳钢的损失就已经高达19万吨，经济损失为2.88亿元；我国已成为世界第三酸雨区。根据最新的研究表明，在降雨时，将会提供电解质促使金属发生电化学腐蚀。同时在降雨的过后，由于雨水的沉降过程还存在对金属的冲刷作用。尤其当在污染的环境条件的情况下将加快腐蚀机制，已经引起更多人密切的关注。4温度的影响 结露与温度有关,在临界湿度附近能否结露,要取决于气温变化。

24、大量统计表明,如若其它条件相同,平均气温高的地区,大气腐蚀速度较大。昼夜气温变化对腐蚀也有影响,在夜间温度下降,金属表面温度低于周围大气温度,大气中水汽在金属表面凝结,使腐蚀加速。另一方面,湿度也会随着温度升高而减小,因而减缓腐蚀,所以在某一特定地方腐蚀率在某一温度达到最大值,在冰点以下腐蚀率一般可忽略不计。结合前面的潮湿环境中，随着温度的升高，可以使金属表面的阴阳极反应加剧从而加快腐蚀速度。钢铁在大气环境中的锈蚀度与温度和湿度的关系式如下： A =(H-60)/10×1.054t 式中：A为锈蚀度，H为环境相对湿度（%RH），t为大气环境温度。 H为60%时，无论气温多高

25、，钢铁在这种条件下可以说不发生腐蚀；在气温每升高10，腐蚀度会成倍的提高。 3.2.2 道路环境的因素 汽车腐蚀在很大程度上受到道路环境的影响，主要因素包括泥沙、水和人工喷撒的防冻盐与防尘盐,尤其是防冻盐与防尘盐对汽车底盘的影响。这导致汽车底部的腐蚀比其他部位严重。泥沙和碎石飞溅的影响 汽车在泥沙多的道路上运行,快速行驶的汽车将路面碎石、泥沙溅起。一方面溅起的碎石会碰击涂覆有防护漆和防护涂料的车身部件,碰划伤防护漆和涂层,破坏其连续性、完整性,使车身金属直接裸露,极易发生腐蚀。同时泥沙会依附在一些车身零部件上形成沉积,在缝隙容易发生沉积腐蚀与缝隙腐蚀。当汽车以80km/h行驶的汽车,车轮飞溅速

26、度高达160km/h。飞溅速度越高,泥沙动量较小;相反飞溅速度越低,泥沙动量较大。因此在汽车以低速度行驶时过程中泥沙对汽车的碰击严重，因为此时其动量大。3.2.3防冻盐的影响 从20世纪90年代初，为了减少交通事故的发生，在我国北方城市开始在冬季开始时候使用防冻盐，不仅我国要使用防冻盐，地处于寒带的国家，如欧美等国也会在冬季到来时候使用防冻盐。同样在夏季会使用防尘盐为了降低空气尘土。当防冻盐与防尘盐溶解在雨水和雪水中,它们具有良好的导电性,都是极具腐蚀性极强的介质。汽车行驶过程中车轮使它们溅射到汽车底及各种部件上。并且因为盐有很强的吸潮能力，所以部件表面还能长久保持潮湿的功能。这就使汽车底与下

27、部长期处于潮湿环境当中。综上所述,防冻盐与防尘盐是造成汽车底和下部的腐蚀普遍较其它部位严重的重要原因。 根据研究表明, 道路环境对汽车的腐蚀的影响甚至超过大气环境的影响。中国与瑞典进行了长达10年合作对汽车腐蚀研究表明,我国成都和广州两城市和瑞典斯德哥尔摩和哥德堡两城市相对试验站的大气环境下暴晒的钢铁和铝板腐蚀要严重的多,但对比汽车底部暴晒钢样的腐蚀,瑞典城市反而都比我国城市更加严重。这是由于在瑞典冬季会撤大量的防冻盐,夏季会撒大量的防尘盐远比我国多的缘故。3.3 汽车车身腐蚀的分类 通过上一章我们对金属腐蚀的认识与论述，基本上了解了金属的腐蚀的机理与腐蚀基本形态，这些腐蚀形态发生在汽车。但是

28、有些腐蚀形态在汽车腐蚀上有特别的情况发生。斑状腐蚀 斑状腐蚀是汽车车身较容易发生的一种腐蚀。斑状腐蚀的初始阶段可以看到汽车面板涂层鼓泡脱落，随后破裂、生锈，再后来面板锈蚀开始扩展并连成一片，向深处发展，露出基体金属，出现均匀腐蚀或坑蚀。斑状腐蚀容易发生在汽车车身。主要包括车身的前面板、汽车裙带等部位。这些区域受到砂石飞溅撞击较严重，面板漆层易被划伤和脱落，加重了腐蚀的发生斑状腐蚀频发在车身的前面板、汽车裙带等部位。 基体金属阴极反应气体鼓泡剥离,砂石飞溅机械刺伤使漆层分离都是造成汽车车身斑状腐蚀的原因。斑状腐蚀发生的影响因素很多,例如涂层系统耐候性的优劣、金属基体镀层耐蚀性的优劣、预

29、处理膜的质量好坏以及汽车行驶环境的腐蚀强弱等,都会影响斑状腐蚀部位及其发生的程度、发生的时间。缝隙腐蚀 缝隙腐蚀是最常见、最主要汽车腐蚀的腐蚀形态,同时也是汽车腐蚀中损坏的最重要原因。缝隙腐蚀发生在汽车各种形式的连接部位,例如一辆轿车就有近3000一4000个点焊点,还有许许多多铆钉连接,螺栓螺钉连接,橡胶条、装饰条的粘接等,在这些连接部位存在大量缝隙。缝隙腐蚀主要3种常见的特殊形式包括有丝状腐蚀、穿透腐蚀、沉积腐蚀。  汽车易发生缝隙腐蚀的部位有以下两种：（1）汽车上金属结构的连接处，包括铆接连接、螺纹连接、焊接连接。如汽车横梁和纵梁、导水槽、车身面板搭接处、翼子板和挡泥板、等。（

30、2）汽车上金属与非金属的连接处，包括金属与塑料、橡胶、木材、织物以及法兰衬垫等，例如车身窗框，车身装饰条附件等部位。1丝状腐蚀 汽车丝状腐蚀又称膜下腐蚀同样也是一种常见的缝隙腐蚀形式。一般情况下它发生在漆膜下面,其腐蚀形态貌为丝状行迹,类似于一条小细沟。环境相对湿度对于丝状腐蚀影响最大,最容易发生丝状腐蚀的相对湿度大约在65%90%之间,而不受漆膜下的基体影响。丝状腐蚀发展过程是先在某点金属溶解,产生高浓度Fe2+离子,周围空气中的水通过渗透作用不断渗入,铁离子水解,使此处产生酸性环境,氯化物浓缩,进一步促进金属溶解,环境中的盐粒溅在车身和车轮上使其腐蚀。腐蚀产物形成膜的包套,包套较薄弱点易破

31、裂,流出液体在原先腐蚀点形成一个活性头部,头部又引起腐蚀,一连串重复过程形成连续的线,即呈丝状。频率较高的部位集中在车身面板与汽车裙带处。腐蚀形态示意如图4一1所示。 2穿透腐蚀 穿透腐蚀在缝隙腐蚀中是一种特殊汽车腐蚀形式。汽车在行驶中由于路上泥水、沙子和防冻盐等飞溅进入汽车内一些不容易干燥的部位而引起穿透腐蚀。穿透腐蚀会优先选择在缝隙或空腔内侧发生,然后再从内部向外部发展,结果使汽车构件出现腐蚀穿透现象。 穿透腐蚀(PerforationCormsion)诱发频繁在以下部位:1、金属结构的连接处,如铆接、焊接、螺纹连接等,如图4一2(a)所示。如车身面板搭接处、车架、车身骨架、底盘的大梁、燃

32、油箱、翼子板和挡泥板等部位;2、金属与非金属的连接处,如金属与木材、塑料、织物以及法兰衬垫等,如图4一2(b)所示,如车身窗框、车身装饰条附近等部位。3沉积腐蚀 沉积腐蚀是指积累的沉积物内或沉积物下面的水引起的。由于汽车长期在道路上行驶，在汽车门底部，门卡槽等特殊结构，积累了泥沙和灰尘。在这些结构处由于水不流动，促使此环境形成一个缝隙腐蚀环境，发生电化学反应，阳极在沉积物下面，阴极在其紧靠边缘处或在边缘处因此造成沉积腐蚀。4.1.3局部腐蚀局部腐蚀一般包括电偶腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀等。1电偶腐蚀 当两种不同的金属浸在具有腐蚀性和导电性的溶液中时，两金属腐蚀电位之间通常存在着差异。如果这两种相互

33、接触，由于受到极化，这时电位低的金属在接触后，腐蚀速度增加变为阳极；而腐蚀电位较高的金属腐蚀速度下降变为阴极。这种腐蚀称为电偶腐蚀或双金属腐蚀 现代汽车车身装饰条都是采用不锈钢制作的,不锈钢和普碳钢存在电位差,就有可能引发电偶腐蚀的发生。如钢件连接的铜、镍、铅及其镀层,钢件腐蚀则被减弱或者被抑制。如水循环系统中的散热片、缸体、水泵、缸盖、分水管等零部采用不同材料(例如黄铜、紫铜、铝、钢、铸铁、)制成,当它们在一起连接时就极易发生电偶腐蚀。在冬季常用含乙二醇的防冻液,它是导电性介质,此时电偶腐蚀更为严重。汽车在行驶中防冻盐道路提供了大量的Cl- 离子，其具有很好的导电性，并且具备很强破坏铝表面氧

34、化膜的能力。所以在沿海或在含有防冻盐的道路上长期行驶的汽车，被电偶腐蚀相当严重。 2 点腐蚀 造成点腐蚀原因有金属零件表面位置与非金属夹杂和组织与成分的不均匀性有关同时也可能由于金属表面微小灰尘离子引起空气中的含氧浓度差异而导致点腐蚀。点腐蚀常发生在不锈钢、铝及铝合金、锌合金构件以及镀锡、镀铜、镀铬镍零件表面。特别是有Cl-的环境，即在有海洋大气中与防冻盐的路上，对汽车造成点腐蚀最为严重，3晶间腐蚀 在汽车制造过程中越来越多利用不锈钢、各类合金在制造过程因为工艺不成熟，在焊接、加热中导致了晶粒与边界发生了化学反应，出现了大量高铬碳化物，致使发生晶间腐蚀。最终造成金属晶粒逐渐失去了结合力，导致金

35、属强度下降。3.4 汽车腐蚀频发的部分 我们都知道汽车的车身先是利用钢板冲压成一定我们需要的形状，然后在通过焊接拼接在一起，成为一个完整的车身。但是在整个车身中，不同的车身部位需要的材料，车身塔接与结构都是不一样的，同时所处的环境也不一样。所以我们要完全了解车身防腐蚀情况，得特别研究车身腐蚀发生的特点是十分重要的。3.4.1轿车车身腐蚀情况调查 为了全面了解汽车腐蚀通常情况需要研究人员通过大量的实车调查进行评估的。通过查阅相关文献了解到，多数国外汽车大国都对于汽车腐蚀调查和评估工作,在20世纪90年代中期就有瑞典的研究人员对汽车腐蚀做了大量的跟踪、调查,共对7548辆汽车进行了腐蚀调查。其调查

36、车辆的行驶的距离在35km-170000km范围内。为了好区分汽车车身分布区域，首先在调查中将汽车车身划分为34个区域,左右各为17个区域,如图3-1所示,划分好区域后就对此34个区域进行腐蚀统计分析。 图3-1 根据统计分析表明,汽车的腐蚀占比与汽车的行驶总路程、车辆使用年限密切相关，整体呈现正比关系，随车龄与距离增加而增加。图3-2为调查轿车车龄和腐蚀发生频率的关系图3-3轿车运行距离与轿车腐蚀发生频率的关系 图3-2 图3-3从数据统计分析出伴随着车辆行驶距离、车龄越大，车龄的腐蚀程度几乎接近100%，对车漆是相当的危险。汽车腐蚀的程度划分为四个等级，第一等级为轻度腐蚀即漆层被划伤，第二

37、等级为中度腐蚀即出现较深的或者面积较大的锈蚀;第三等级为重度腐蚀即腐蚀穿透，第四等级为严重腐蚀即部分车面板锈蚀分离脱落， 对各种车龄组调查到的各个部位腐蚀程度级别可用图4一12表示。从图4一12可以看出,我们可以看出随着车龄增加,各级腐蚀的车辆的分数增加与之同时腐蚀等级也随之提高。 通过对数据的统计和分析，我们得出汽车车身腐蚀频率最高的区域在集中在11区域即后轮前罩处、8区域即前门门板、7区域即侧门槛处。车身受到严重腐蚀占比最高的区域为11区域即前后乱罩前沿区域，其次是2区域即前轮罩全部上面。通常情况下，汽车左侧的腐蚀较较右侧要严重一点,这是因为在汽车行驶过程中左侧比右侧受到碎石和泥沙的飞溅撞

38、击更为严重。 汽车的腐蚀一般存在这两种情况。第一种情况是来自外部开始腐蚀；在汽车喷涂过程中因工艺和涂料的不良而致使漆层本身存在缺陷,或是在汽车行驶过程中碎石、泥沙撞击使其车身表面涂层划伤而受损，导致汽车腐蚀发生。在车辆的各个部位都可能受到这样作用的导致腐蚀的情况,并且会更多地集中在汽车的前部和侧部。第二种情况是从钢板内侧开始腐蚀,因从内部开始腐蚀，导致腐蚀前期不能被轻易发现，这就是前面所讲的穿透腐蚀形态。一般情况下在汽车涂装工艺中对汽车车身钢板内板不做严格的喷漆防锈处理。所以导致在汽车因在砂石泥水路面会造成钢板内侧积累砂石和泥水长时间不能排泄，最终导致腐蚀从内板开始，然后腐蚀扩展穿透到钢板外侧

39、。造成这种腐蚀是因在结构设计有不当之处或防锈处理不合理。若汽车在含盐道路的行驶,还将进一步加快腐蚀发展;另一方面,汽车的侧面板和后轮罩后部挡泥板,常因雨水和冷凝水的进入,也会从内侧开始向外侧的穿透腐蚀,尤其是在后轮罩后部挡泥板受到后轮飞溅泥土的撞击后,腐蚀将会更加频繁和严重。4.2.2轿车车身腐蚀频发部位及原因分析1车身面板及附近部位的腐蚀 车身面板腐蚀以斑状腐蚀的形式出现较多。在腐蚀的初始阶段车身面板涂层鼓泡脱落,然后破裂、生锈,到最后腐蚀从点扩展连成一片的板锈,并且会向深处继续发展。面板腐蚀会在前面板、边缘及尖角部位、裙带区、面板塔姐处等都会发生腐蚀。前面板和裙带区外板的频率比较高,因为这

40、些区域受到砂石飞溅撞击的频率较高。导致面板漆层遭到划伤甚至脱落,所以加重了腐蚀的发生。 最后,车身侧面的裙带区由于距离路面最近,砂石、盐粒和水的飞溅较为严重。加之裙带区面板与车身骨架存在搭接缝隙,故而此处是引发常见腐蚀的主要部位,经常出现由内侧向外侧的腐蚀穿透现象。 2发动机罩及附近部位的腐蚀 汽车发动机罩发生腐蚀主要的区域为前方边缘,这是因为发动机罩前方边缘受前车轮飞溅砂石撞击的影响,同时其边缘的折叠处会慢慢累积不少泥沙和道路盐长期不能排除,因此缝隙开始发生腐蚀。同样由于前车轮上方排水孔容易进入泥沙和水,并积存下来，在发动机减震装置处，这里也常发生腐蚀情况。3车轮罩及附近部位的腐蚀 在90年代初，多数汽车是没有内轮罩导致前挡泥板与下翼子板区内很容易积存泥沙，后采取了内轮罩有效的减少了该区域的腐蚀情况。但是随着道路的防冻盐增加，为了提高车轮罩的腐蚀，有些车辆开始采纳铝制板来作为内轮罩材料，大大提高了腐蚀性能力。 4车门及附近部位的腐蚀 汽车制造中,车门内面板与车门外面板的边缘采用翻边重叠弯曲咬合,