飞机维修工程吕晓静53课件

第六章腐蚀与防护飞机维修工程学院吕晓静点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.1电偶腐蚀

两种或两种以上的具有不同电位的金属或合金相接触时产生的腐蚀。不同电位的金属在同一介质中相接触，电位较负的金属是阳极，受腐蚀，而电位较正的金属为阴极，受到保护。两种金属之间的电位差值愈大，则愈易形成电偶。发生机理6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.1电偶腐蚀防止电偶腐蚀：设法使阳极与阴极金属隔离，避免电解液的积存。◆采用电镀防蚀层：因为防蚀层可以将相连接的金属变得相容或者由镀层将它们隔开；◆对各个接触面作封闭性处理：如果防蚀对象为镁合金，则在各接触面上涂上铬酸锌底漆，至少两层。然后再铺蒙一层厚度为0.003英寸的压敏性乙烯薄膜；◆设计选材上，尽量选用大阳极小阴极的有利结合。6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.1电偶腐蚀大阳极-小阴极结构大阴极-小阳极结构铜螺钉连接碳钢板碳钢螺栓连接铜板阳极面积大，阳极溶解的速度相对减小，不至于短期内引起结构的破坏，相对安全。阳极面积小，阳极溶解的速度相对增大，结构很快受到破坏，不安全。6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.2点蚀

金属表面上产生的针状、点状、小孔状的局部腐蚀形态，又称为孔腐蚀。飞机结构修理中常将点腐蚀俗称为“麻坑”。蚀点最终发展成腐蚀孔洞6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.2点蚀☆蚀坑的发展受重力的影响较大，大多数情况下发生在水平放置的板材上；☆常常发生在易钝化的金属或合金上（如钛、铝、镍及其合金和不锈钢等；☆点蚀一旦发生，扩散速度相当快。☆腐蚀向材料厚度方向迅速扩展；点蚀特点6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本☆内部有硫化物杂质；☆晶界上有碳化物积存处；☆钝化膜有缺陷处；点蚀发生部位环境介质☆含有活性阴离子如、的液体。☆含有氧化性较强的金属离子如、的液体。6.2.2点蚀6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本点蚀防范措施1.选择耐蚀合金，如防锈铝合金、钛合金；2.改善介质条件，降低介质中氧化性金属离子的含量；3.改善材料的表面状态，不要划破或擦伤表面膜，焊渣等飞溅物不要落在构件表面；4.使用缓蚀剂；5.电化学保护，用阳极抑制点蚀，把金属的极化电位控制在临界孔蚀电位以下；6.2.2点蚀6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.3缝隙腐蚀

金属与金属或金属与非金属之间，由于存在特定的狭小缝隙，缝隙限制了与腐蚀有关物质（如溶解氧等）的扩散，从而形成了以缝隙为阳极的（氧）浓差电池，使缝隙内金属发生强烈的局部腐蚀，这种腐蚀称为缝隙腐蚀。

发生场合：孔穴、搭接缝、垫片底面、螺帽、铆钉等处缝隙腐蚀是铝合金构件中最常见的一种腐蚀形式。6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本8.8.3缝隙腐蚀缝隙腐蚀发生条件

桁条和蒙皮的内侧表面间存在缝隙－湿气聚集在其中产生缝隙腐蚀.构件贴合面存在0.025~0.1mm缝隙缝隙处存在腐蚀介质氧气6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本8.8.3缝隙腐蚀发生机理缝隙内外氧浓度有差异，形成氧浓差电池，形成自我催化的闭塞电池，致使腐蚀加剧。氧浓差电池和闭塞电池自催化效应的共同作用碳钢在中性海水中发生缝隙腐蚀示意图

腐蚀初期，电化学腐蚀的阴极和阳极反应均匀地发生在缝隙内部及外部的整个表面上阳极反应为金属的离子化阴极反应为氧的还原6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本8.8.3缝隙腐蚀发生机理氧浓差电池和闭塞电池自催化效应的共同作用

外氧浓度高，E正，阴级（大）内氧浓度低，E负，阳极（小）

随着腐蚀的进行，缝内的氧很快被消耗，缝内氧的还原反应被迫中止。而缝外氧被消耗可以随时得到补充，由此导致缝隙内外形成了氧浓差宏观电池.金属离子不断在缝内产生，并与OH-1结合形成的不溶性二次产物不断在封口堆积，直至使缝内的金属离子无法从缝口扩散，形成闭塞电池.缝内的金属离子无法从封口扩散,溶液中阴离子（如Cl-1）不断迁入缝内，造成Cl-1富集，缝隙内的金属离子不断和Cl-1结合形成可溶性金属氯化物6.2金属腐蚀的类型由闭塞电池引起缝内酸化从而加速腐蚀的作用，称为自催化酸化作用。FeCl2+2H2OFe(OH)2+2HCl缝内的金属离子无法从封口扩散,溶液中阴离子（如Cl-1）不断迁入缝内，造成Cl-1富集，缝隙内的金属离子不断和Cl-1结合形成可溶性金属氯化物金属氯化物水解成不溶于水的金属氢氧化物和游离酸缝内PH降低，即造成缝隙内溶液的酸化，进一步加速缝内金属的溶解，吸引更多Cl-1迁入，缝隙内进一步酸化，循环往复，形成自催化酸化效应。发生机理氧浓差电池和闭塞电池自催化效应的共同作用8.8.3缝隙腐蚀6.2金属腐蚀的类型8.8.3缝隙腐蚀

缝隙腐蚀的防止方法：最好方法是消除缝隙在设备部件结构设计上，应尽量避免形成缝隙和形成

积液的死角区；排污孔应处于能全部排清残液的部位，即最低端；尽量采用对接焊，减少铆接和螺栓连接；无法避免缝隙的地方尽量用缝隙填料填实，可采用电化学保护来防止缝隙腐蚀。6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本8.8.4丝状腐蚀一种特殊形式的缝隙腐蚀，金属表面由于涂层渗透水分和空气而形成腐蚀，腐蚀产物呈细丝纤维网的形状多数情况下，发生在保护膜下面，又称为膜下腐蚀或漆膜下腐蚀。

发生场合：紧固件的头部和蒙皮的边缘处。6.2金属腐蚀的类型8.8.4丝状腐蚀腐蚀外观：

浅沟状，鼓泡

丝状腐蚀的控制措施：1.降低环境中的相对湿度2.消除空气中或磷化工艺带来的腐蚀介质3.采用透水率低的涂料，降低涂层的孔隙率6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.5晶间腐蚀金属材料在特定介质中，沿着材料晶粒边界（晶界）发生的选择性腐蚀。晶间腐蚀常在不锈钢、镍基合金、铝基合金及铜合金上发生。晶间腐蚀也是应力腐蚀开裂的诱因之一。外观特征：初期在可见表面上毫无迹象，晚期表层上可能出现鳞状疏松剥落6.2金属腐蚀的类型6.2.5晶间腐蚀腐蚀特点：

金属或合金的晶界比晶粒活泼，沿晶粒边界容易产生晶间腐蚀；

腐蚀后，外观无明显变化，原有的物理机械性能几乎完全丧失；

晶间腐蚀不易检查，会造成结构件的突然性破坏；晶间腐蚀的危害特别大，一旦发生多数情况下只能更换零件。检查方法：超声波检查法或者涡流探测法6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.6剥蚀(层离腐蚀)是一种形成层状松散腐蚀物形态的晶间腐蚀。当金属发生层离腐蚀，会引起金属构件表面的隆起，用目视或用手触摸会发现层离腐蚀的迹象。外观特征：表面有“肿涨凸起”

或起层断裂多见于挤压锻造型材合金腐蚀具有自行扩展、自动加速的局部腐蚀特性，且往往发生在重要的高强度的结构件上。一旦从表面上可以看出剥蚀时，腐蚀所造成的的损伤已经超过了允许损伤的范围。

6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.6微生物腐蚀环境促使霉菌繁殖所产生的分泌物对构件的腐蚀,易发生于燃油箱内。

影响油箱微生物生长和腐蚀的主要因素：★霉菌孢子★燃油（燃油是霉菌的培养物）★水（水是霉菌存在必不可少的条件）★温度（温度是霉菌生长的必要条件）6.2金属腐蚀的类型6.2.6微生物腐蚀微生物分泌的沉积物危害：a.如果聚集在整体油箱的缝隙上，会使缝隙上的密封剂脱落，造成油箱渗漏；b.如果沉淀物聚集在油箱底部，会造成浓差电池腐蚀，损坏整体油箱的金属材料；c.沉积物还会损坏油滤、油泵、管道等，造成油滤、管道堵塞。燃油箱中的霉菌本身对油箱底部没有腐蚀作用？6.2金属腐蚀的类型6.2.6微生物腐蚀微生物腐蚀的特征：(1)微生物本身并不会对金属产生侵蚀作用，但它新陈代谢的分泌物却对金属的电化学腐蚀过程产生了影响。(2)产生微生物腐蚀时，金属表面总有粘泥式的沉积物。从粘泥式沉积物的数量往往可以判断金属遭受微生物腐蚀的严重程度。(3)发生微生物腐蚀部位的金属，总是带有点腐蚀的迹象。6.2金属腐蚀的类型6.2.6微生物腐蚀防止微生物腐蚀的措施：（1）在燃油中加人抑制微生物生长的添加剂，并定期提取油样进行分析，以决定是否对油箱内部进行目视检查和清洗。（2）每天对燃油箱的污物、水沉淀池进行排放，避免污物和水在燃油箱底部的沉积，滋生微生物腐蚀。6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.8应力腐蚀金属在应力和环境共同作用下产生的脆性破坏，由于承受应力的形式不同一般可分为应力腐蚀（开裂）、腐蚀疲劳和磨损腐蚀。这种腐蚀会使材料在没有明显预兆的情况下突然断裂，是危险性最大的局部腐蚀之一。

一、应力腐蚀开裂（SCC）

恒定拉应力和腐蚀介质联合作用下，裂纹形成和扩展的过程。6.2金属腐蚀的类型6.2.7应力腐蚀应力腐蚀三要素：合金、拉应力和腐蚀介质。一、应力腐蚀开裂（SCC）

只有在拉应力作用下，才会产生应力腐蚀。压应力能够抑制应力腐蚀。使合金构件产生应力腐蚀的拉应力可以是外加应力或残余应力，在飞机结构的使用过程中，应力腐蚀主要是由残余应力引起的，由外加应力引起应力腐蚀的情况较少。6.2金属腐蚀的类型6.2.7应力腐蚀应力腐蚀三要素：合金、拉应力和腐蚀介质。一、应力腐蚀开裂（SCC）合金材料不是在所有的环境介质下都发生应力腐蚀，而是在特定的活性介质中才发生应力腐蚀。6.2金属腐蚀的类型6.2.7应力腐蚀应力腐蚀开裂的过程一、应力腐蚀开裂（SCC）钝化金属应力腐蚀破裂机理示意图微观裂纹的形成裂纹的扩展破裂应力腐蚀开裂是电化学—力学共同作用的结果。电化学腐蚀和应力作用导致裂纹形成，而裂纹的发展主要由力学因素引起。6.2金属腐蚀的类型6.2.7应力腐蚀防止应力腐蚀开裂的措施一、应力腐蚀开裂（SCC）钝化金属应力腐蚀破裂机理示意图①正确选择材料②降低或消除拉应力：在结构设计中应尽力避免或减少应力集中，消除加工或装配过程中产生的残余拉应力。③控制环境④涂覆保护涂层6.2金属腐蚀的类型6.2.7应力腐蚀二、腐蚀疲劳在任何腐蚀环境和交变应力的联合作用下，都会出现腐蚀疲劳断裂。

当金属在腐蚀环境中遭受循环应力时，在给定的应力下引起损坏所需要的循环次数减少，这种通过腐蚀而使得材料的疲劳加速称为腐蚀疲劳。材料在交变应力和腐蚀介质联合作用下发生的疲劳断裂。对于铝合金来说，潮湿的空气就是一种严重的腐蚀环境。

飞机长期服役后，某些铝合金构件就可能发生腐蚀疲劳破坏，尤其是铝锌合金7075较铝铜合金2024对潮湿的空气更加敏感，更容易发生腐蚀疲劳破坏。所以在飞机的结构中，应该尽量采用铝铜合金。和机械疲劳相比，腐蚀疲劳的危险性更大。6.2金属腐蚀的类型6.2.7应力腐蚀三、磨损疲劳相互接触的表面如果同时存在电化学腐蚀和机械磨损，两者相互加速，这种腐蚀称为磨损腐蚀。腐蚀介质：流动的液体、气体或含有固体颗粒和气泡的液体等。腐蚀特征：常伴有方向性的沟、槽、波纹或呈山谷状。磨损腐蚀的速度比单纯腐蚀快，有固体悬浮的液体尤甚。湍流腐蚀冲刷腐蚀摩振腐蚀磨损腐蚀液压管道内，调节阀机体的迎风面起落架轮轴6.2金属腐蚀的类型点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本6.2.9工业介质腐蚀

酸碱溶液腐蚀水银腐蚀飞机上最易发生工业介质腐蚀的部位是电瓶舱和排放口。铅酸电瓶区域必须用耐酸蒸汽腐蚀的材料进行防护镍镉电瓶区域必须用耐碱侵蚀的涂层进行防护水银在飞机上泄露，必须马上彻底清除。用带有水银收集袋的真空吸尘器吸收汞齐化

水银对黄铜材料的钢索松紧螺套筒体的腐蚀严重。如果发现退色痕迹，必须把受损零件更换下来。6.2金属腐蚀的类型氢原子渗入金属内部,使金属的韧性和抗拉强度下降而脆化的现象。定义

氢脆是一种延迟性破坏,即使在低于材料屈服强度的应力作用下,经过一段时间仍然会发生零件的突然破坏。6.2.10氢脆6.2金属腐蚀的类型1）合金的强度越高，对氢脆的敏感性也越大。

中等强度钢，常温3-5ppm发生氢脆

高强度钢，1ppm发生氢脆2）氢脆在-100～150℃温度范围出现，在室温附近最敏感。3）表面处理和焊接等过程渗入钢中的氢是十分有害的。氢脆特点6.2.9氢脆6.2金属腐蚀的类型1）选材：易于产生氢脆的高强度钢，可加入镍或钼减小氢脆敏感性。2)选择正确的表面预处理和热处理工艺，严格控制酸洗和电镀工序飞机零件发生氢脆的实例表明，氢大都是在酸洗和电镀的过程中渗入的，酸洗过程中，基体金属腐蚀后，会产生大量的氢，由此引起氢脆。在酸洗过程中，应该加入适当的缓释剂，可以大大减轻酸洗过程中对基体金属的腐蚀，减少氢的产生。电镀中，通过选择合适的镀液，小心控制电流来减轻电镀过程中材料对氢吸收。电镀完毕的构件，烘烤处理，以脱去钢材中的氢。预防氢脆的措施6.2.9氢脆6.2金属腐蚀的类型3)选择合适的焊接工艺焊接时应该选择低氢型的焊条，在干燥的条件下进行焊接，因为水和水气是氢元素的主要来源。4)装配使用时，使构件产生压应力可以预防氢脆。5)严格选用清洗剂和控制介质的化学性质。预防氢脆的措施6.2.9氢脆6.2金属腐蚀的类型镀镉的特点比较柔软，对钢材具有较好保护能力。电镀过程中对基体金属产生的氢脆性比镀锌小。广泛应用于紧固件、弹性零件、重要承力构件的防护6.2.11镉脆6.2金属腐蚀的类型

镉的熔点温度为312摄氏度，所