金属材料与热处理-5.ppt

1、,主讲：朱明 高级技师、经济师、工程师 高级技能专业技术教师 汽车维修高级考评员,-5,二、合金钢的分类,合金钢,合金结构钢,合金工具钢,特殊性能钢,不锈钢(1Cr13,1Cr17,2Cr13,3Cr13等）,耐热钢(15CrMo,1Cr13Mo等）,耐磨钢(GZMn13等）,低合金结构钢(16Mn,15MnMO,14MnNb等),合金渗碳钢(20CrMnTi,20Cr等）,合金调质钢(40Cr,35CrMo等）,合金弹簧钢(60Si62Mn.50CrVA等）,滚动轴承钢(GCr15,GCr9等）,合金刃具钢,合金模具钢,合金量具钢(CrMn,CrWMn,GCr15等）,低合金刃具钢(9SiC

2、r等）,高速钢(w18Cr4V等）,冷作模具钢,热作模具钢,任务一 选择制造齿轮的材料（课本P90),很多传动系统（如挖掘机械、轧钢设备等）的齿轮，它们受力较大，超载与受冲击频繁，因此对材料的要求很高。由于弯曲与接触应力都很大，用高频淬火强化表面不能保证要求，所以重要齿轮都用渗碳、淬火进行强化处理。因此这类齿轮一般都用合金渗碳钢20Cr或20CrMnTi等制造，特别是后者在我国汽车齿轮生产中应用最广。为了进一步提高齿轮的耐用性，除了渗碳、淬火外，还可以采用喷丸处理等表面强化处理工艺。喷丸处理后，齿面硬度可提高HRC13单位，耐用性可提高711倍。 下面先介绍齿轮的失效情况。,一、齿轮的失效发生

3、在轮齿，其他部位很少发生失效。轮齿主要失效形式有以下五种： 1.轮齿折断； 2.齿面点蚀（齿面接触疲劳磨损）； 3.齿面胶合； 4.齿面磨粒磨损； 5.齿面塑性变形。,齿面损伤,1轮齿折断 齿轮工作时,若轮齿危险剖面的应力超过材料所允许极限值，轮齿将发生折断。常发生于闭式硬齿面或开式传动中。位置：均始于齿根受拉应力一侧。,原因： 疲劳折断：A.轮齿受多次重复弯曲应力作用，齿根受拉一侧产生疲劳裂纹。 B. 齿根应力集中(形状突变、刀痕等)，加速裂纹的扩展最终折断。 过载折断：受冲击载荷或短时过载作用，突然折断，尤其见于脆性材料（淬火钢、铸钢、铸铁）齿轮。,2.齿面点蚀（齿面接触疲劳磨损） 常出现

4、在润滑良好的闭式软齿面传动中。现象：节线靠近齿根部位出现麻点状小坑。原因： 齿面受多次交变应力作用，产生接触疲劳裂纹；节线处常为单齿啮合（重叠系数正常的1.3），接触应力大；节线处为纯滚动，靠近节线附近滑动速度小，油膜不易形成，摩擦力大，易产生裂纹。润滑油进入裂缝，形成封闭高压油腔，楔挤作用使裂纹扩展。（油粘度越小，裂纹扩展越快）。,3.齿面胶合 在高速重载传动中，由于齿面啮合区的压力很大，润滑油膜因温度升高容易破裂，造成齿面金属直接接触，其接触区产生瞬时高温，致使两轮齿表面焊粘在一起，当两齿面相对运动时，使较软的齿面金属被撕下，在轮齿工作表面形成与滑动方向一致的沟痕，这种现象称为齿面胶合。现

5、象：齿面沿滑动方向粘焊、撕脱，形成沟痕。原因： 高速重载油膜破坏,表面金属直接接触，融焊相对运动撕裂、沟痕。低速重载不易形成油膜冷胶合。,4.齿面磨损 互相啮合的两齿廓表面间有相对滑动，在载荷作用下会引起齿面的磨损。尤其在开式传动中，由于灰尘，砂粒等硬颗粒容易进入齿面间而发生磨损。齿面严重磨损后，轮齿将失去正确的齿形，会导致严重噪音和振动，影响轮齿正常工作，最终使传动失效。现象：金属表面材料不断减小。原因：相对滑动+硬颗粒(灰尘、金属屑末等) 润滑不良+表面粗糙。采用闭式传动，减小齿面粗糙度值和保持良好的润滑可以减少齿面磨损。,5.齿面塑性变形 在重载的条件下，较软的齿面上表层金属可能沿滑动方

6、向滑移，出现局部金属流动现象，使齿面产生塑性变形，齿廓失去正确的齿形。在起动和过载频繁的传动中较易产生这种失效形式。该失效主要出现在低速重载、频繁启动和过载场合。齿面较软时，重载下，齿面的材料塑性流动相对滑动速度方向指向节线，所以塑变后在主动轮的齿面节线处产生凹槽。,主动轮,二、关于软齿面和硬齿面 1.软齿面热处理后齿面硬度HB350的齿轮称为软齿面齿轮，多用于中、低速机械。当大小齿轮都是软齿面时，考虑到小齿轮齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，因此应使小齿轮齿面硬度比大齿轮高2050HBS。目前我国研究软齿面的工作落后于国外。 2.硬齿面齿面硬度HB350的齿轮，最终热处理在轮齿精切后进

7、行；因轮齿会产生变形，故对于精度要求高的齿轮，需进行磨齿。当大小齿轮都是硬齿面时，小齿轮的硬度应略高，也可和大齿轮相等。,三、设计准则 齿轮工作必须具有足够的能力，以保证在整个工作寿命期间内不发生失效。对于齿面磨损、塑性变形等，尚未形成相应的设计准则，所以目前齿轮传动设计，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行计算。而对于高速重载齿轮传动，还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算（参阅GB641386）。 由工程实际得知，在闭式齿轮传动中，对于软齿面（HBS350）齿轮，按接触疲劳强度进行设计，弯曲疲劳强度校核；而对于硬齿面（HBS350）齿轮，按弯曲疲劳强度进行设计，接触疲劳强度校

8、核。开式（半开式）齿轮传动，按弯曲疲劳强度进行设计，不必校核齿面接触疲劳强度。,四、齿轮材料 1.对齿轮材料的要求：齿面有足够的硬度和耐磨性，轮齿芯部有较强韧性，以承受冲击载荷和交变载荷。 2.常用的齿轮材料是各种牌号的优质碳素钢、合金结构钢、铸钢和铸铁等，一般多采用锻件或轧制钢材。当齿轮直径在400600mm范围内时，可采用铸钢；低速齿轮可采用灰铸铁。 五、齿轮常用的热处理方法有以下几种： 1.表面淬火一般用于中碳钢和中碳合金钢。齿面硬度可达5256HRC，耐磨性好，齿面接触强度高。表面淬火的方法有高频淬火和火焰淬火等。,2.渗碳淬火用于处理低碳钢和低碳合金钢，齿面硬度可达5662HRC，齿

9、面接触强度高，耐磨性好，而轮齿芯部仍保持有较高的韧性，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。 3.调质用于处理中碳钢和中碳合金钢，调质处理后齿面硬度可达220260HBS。 4.正火能消除内应力、细化晶粒，改善力学性能和切削性能。中碳钢正火处理可用于机械强度要求不高的齿轮传动中。,七、典型合金渗碳钢种介绍 1.低淬透性合金渗碳钢： 钢含合金元素总量3 %，15Cr、20Cr、20Mn2。用于受力小的耐磨件，如柴油机的活塞销、凸轮轴等。 2.中淬透性合金渗碳钢： 钢含合金元素总量在4 %左右。20 CrMn、20CrMnTi、20Mn2TiB。用于中等载荷的耐磨件，如变速箱齿轮。,柴油机凸轮轴,活塞销

10、( 20Cr ),3.高淬透性合金渗碳钢： 钢含合金元素总量在 4 618Cr2NiWA、20Cr2Ni4A等。用于大载荷的耐磨件，如柴油机曲轴。,柴油机曲轴,20CrMnTi 钢制造齿轮的热处理工艺曲线,临界冷却速度降低，提高了钢的淬透性，这样就可采用较小的冷却速度得到马氏体，从而避免了由于冷却速度过大而引起的变形和开裂。,二、共析钢等温冷却转变曲线,六、任务的结论（课本P95） 用来制造齿轮的钢有合金渗碳钢和合金调质钢两种，采用不同的热处理后，均能获得齿轮“内韧外硬”的性能要求。对于转速高、受力大的齿轮最好选用合金渗碳钢，如18CrMnTi。,任务二 选择制造麻花钻头的材料,麻花钻头是切削

11、刀具，它必须具有以下的性能： 1.高的硬度：刀具要从工件上切除材料层，因此，切削部分的硬度必须大于工件材料的硬度。一般刀具材料的常温硬度应高于60HRC以上。 2.高的耐磨性：刀具材料应具有较高的耐磨性，以抵抗工件与切屑对刀具的磨损。刀具材料硬度越高，耐磨性就越好；刀具材料中含有耐磨的合金碳化物越多，晶粒越细，分布越均匀，耐磨性也越好。 3.足够的强度与韧性：切削过程中，刀具承受着各种应力、冲击和振动，故要求切削部分的材料必须具备足够的强度和韧性，以抵抗崩刃和打刀。通常用材料的抗弯强度b和冲击韧性表示。,4.高的耐热性 ：耐热性是在高温条件下，刀具切削部分材料保持常温硬度、强度和韧性的能力，也

12、可用红硬性或高温硬度表示。 5.良好的工艺性与经济性： 刀具切削部分的材料应具有良好的工艺性能，如切削加工性、磨削加工性、锻造、焊接、热处理等性能。同时，还应尽可能采用资源丰富和价格低廉的刀具材料。 下面介绍刀具的材料。,一、低合金刃（工）具钢 低合金刃具钢是在碳素工具钢的基础上加入合金元素的钢。钢中主要加入铬、锰、硅等元素，其目的是提高钢的淬透性，同时还能提高钢的强度。加入钨、钒等强碳化物形成元素，是为了提高钢的硬度和耐磨性，并防止加热时过热，保持晶粒细小。由于加入合金元素量不多，故一般工作温度不得超过300。 常用的低合金刃具钢有: 1.9SiCr较高的淬透性和回火稳定性，红硬性可达300

13、; 2.CrWMn很高的硬度和耐磨性，但红硬性不如9SiCr。,二、高速钢 高速钢是在合金刃具钢中加入了较多的W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其合金元素与碳化合形成高硬度的碳化物，使高速钢具有很好的耐磨性。钨和碳的原子结合力很强，增加了钢的高温硬度。钼的作用与钨基本相同，并能细化碳化物的晶粒，减少钢中碳化物的不均匀性，提高钢的韧性。 高速钢是综合性能较好、应用范围最广泛的一种刀具材料。其抗弯强度较高，韧性较好，热处理后硬度为6366HRC，易磨出较锋利的切削刃，故生产中常称为“锋钢”。其耐热性约为600660左右，切削中碳钢材料时切削速度可达30m/min左右。它具有较好的工艺性能

14、，可以制造刃形复杂的刀具，如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀和齿轮刀具等。高速钢可以加工碳钢、合金钢、有色金属和铸铁等多种材料。,普通高速钢可分为钨系高速钢和钨钼系高速钢两类。 1.钨系高速钢早期常见的牌号是W18Cr4V，它具有较好的综合性能和可磨削性，可制造各种复杂刀具和精加工刀具。 2.钨钼系高速钢较常见的牌号是W6Mo5Cr4V2，它具有较好的综合性能。由于钼的作用，其碳化物呈细小颗粒且分布均匀，故其抗弯强度和冲击韧性都高于钨系高速钢，并且有较好的热塑性，适于制作热轧工具。但这种材料有脱碳敏感性大，淬火温度窄，较难掌握热处理工艺等缺点。,三、硬质合金 硬质合金是用粉末冶金的方法制成的一种刀具

15、材料。它是由硬度和熔点很高的金属碳化物（WC、TiC等）微粉和金属粘结剂（Co、Ni、Mo等）经高压成形，并在1500左右的高温下烧结而成。 硬质合金的硬度高达8994HRA（压头为金刚石的洛氏硬度），相当于7176HRC，耐磨性很好，耐热性为8001000，切削速度可达100m/min以上，能切削淬火钢等硬材料。但其抗弯强度低，韧性差，怕冲击和振动，制造工艺性差。 硬质合金的发展很快，现已成为主要的刀具材料之一。目前车削刀具大都采用硬质合金，其它刀具采用硬质合金的也日益增多，如硬质合金端铣刀、立铣刀、镗刀、拉刀、铰刀等。,1钨钴类硬质合金（YG） 它由碳化钨和钴构成，其硬度为8991.5HR

16、A，耐热性为800900，主要用于加工铸铁、有色金属及非金属材料。常用牌号有YG3、YG6、YG8等，G后面的数字为Co的百分含量。硬质合金中含钴量越多，韧性越好，适合于粗加工，含钴量少者用于精加工。YG类硬质合金不适合加工钢料，因其切削温度达640时，刀具与钢会产生粘结，使刀具发生粘结磨损。,2钨钛钴类硬质合金（YT） 它是由碳化钨、碳化钛和钴构成，其硬度为 89.592.5 HRA ，耐热性为9001000，主要用于加工塑性材料。常用牌号有YT5、YT14、YT15、YT30，T后面的数字代表TiC的百分含量，其余为WC和Co。当TiC的含量较多、Co的含量较少时，硬度和耐磨性提高，但抗弯

17、强度有所下降。它不适合加工含Ti元素的不锈钢，因为两者的Ti元素亲和作用较强，会发生严重的粘结，使刀具磨损加剧。TiC的含量多适于精加工，少则适于粗加工。,3.钨钽（铌）钴类硬质合金（YA） 它是由碳化钨、碳化钽（碳化铌）和钴构成，有较高的常温硬度、耐磨性、高温强度和抗氧化能力。常用牌号为YA6，适合于对冷硬铸铁、有色金属及其合金进行半精加工，也可对高锰钢、淬火钢等材料进行半精加工和精加工。 4.钨钛钽（铌）钴类硬质合金（YW） 它是由碳化钨、碳化钛、碳化钽（碳化铌）和钴构成。其抗弯强度、疲劳强度、耐热性、高温硬度和抗氧化能力都有很大的提高。常用牌号有YW1、YW2，是既能加工钢材，又能加工铸

18、铁、有色金属及其合金，通用性较好的刀具材料。,5.碳化钛基类硬质合金（YN） 它是由碳化钛、钼和镍构成。其抗氧化能力、耐磨性、耐热性较高。常用牌号有YN05、YN10，主要用于对碳钢、合金钢、工具钢、淬火钢、铸铁等进行精加工、半精加工及粗加工。,四、其它刀具材料 1.陶瓷 ：陶瓷刀具材料是以人造的化合物为原料，在高压下成形和高温下烧结而形成的，硬度为 9195 HRA ，耐热性高达1200，化学稳定性好，与金属的亲和能力小，与硬质合金相比可提高切削速度35倍。其最大的缺点是抗弯强度低，冲击韧性差。主要用于对钢、铸铁、高硬度材料（如淬火钢）进行连续切削时的半精加工和精加工。,2.金钢石 ：金刚石

19、分天然和人造两种，天然金刚石由于价格昂贵而用得很少。人造金刚石是在高温、高压条件下由石墨转化而成的，硬度为HV10000。金刚石刀具能精密切削有色金属及合金、陶瓷等高硬度、高耐磨材料。它对铁的化学稳定性较差，不适合加工铁族材料，热稳定性也较差，当温度达到800时，在空气中金刚石刀具即发生碳化，会产生急剧磨损。 3.立方氮化硼：立方氮化硼硬度为HV80009000，耐热性为1400。主要用于对高温合金、淬硬钢、冷硬铸铁进行半精加工和精加工。,五、刀具材料的表面涂层 刀具材料的韧性和硬度一般不能兼顾，故一般刀具材料的寿命主要是受磨损的影响，可采用表面涂层处理的方法解决这一问题。 刀具材料的表面涂层

20、是在高速钢和韧性较好的硬质合金等材料制成的刀具上，通过一定方法，在刀具表面上沉积极薄一层高硬度、高耐磨性和难熔的金属化合物碳化钛（TiC）或氮化钛（TiN），形成金黄色的表面涂层。 由于涂层的硬度高，摩擦系数小，使刀具的耐磨性提高。涂层还具有抗氧化和抗粘结的特点，延迟了刀具的磨损。因此，切削速度可提高3050，刀具寿命可提高数倍。,六、W18Cr4V钢的淬火、回火工艺曲线,七、高速钢的金相组织,马氏体+碳化物+残余奥氏体,回火马氏体 + 碳化物 + 少量残余奥氏体,W18Cr4V钢淬火组织,W18Cr4V钢淬火和三次回火组织,八、高速钢的成分、钢号、热处理、机械性能及用途,九、任务的结论（课本

21、P99） 合金刃具钢有低合金刃具钢和高速钢两种。低合金刃具钢的红硬性较低，不能满足麻花钻头的性能要求，因此，应采用高速钢制造。例如：W18Cr4V（商品叫1841）,W6Mo5Cr4V2（商品叫6542）等（见上图）。,十、（知识链接）模具钢和量具钢,任务三 选择制造贮酸槽,贮酸槽除具有一定的塑性和较好的强度外，还必须具有很好的耐腐蚀性能。必须选用不锈钢。 不锈钢是在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥出固有的表面性能。最常用的有13铬钢，18-铬镍钢（188不锈钢）。 从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄

22、的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12以上的铬。,在众多的工业用途中，不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。但不锈钢也会发生腐蚀。根据使用的经验来看，除机械失效外，不锈钢的腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上，很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。,不锈钢型号,一、金属的腐蚀理论 1.应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的扩展而互生失效的一种通用术语。 发生应力腐蚀开

23、裂的必要条件是要有拉应力和特定的腐蚀介质存在。裂纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。 在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时则材料就按正常的裂纹而断开。因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。,2.晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而，它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和相）沉淀析出的有利区城。因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀

24、乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。,3.缝隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发生于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。 4.全面腐蚀：是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至使因材料腐蚀而失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的

25、文献资料而预测它（比如：08钢板在露天的条件下每年被腐蚀去的厚度大约为1毫米）。,二、各种商品不锈钢的耐腐蚀性能 1.304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 2.301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 3.302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 4.302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 5.303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表面光洁度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因

26、为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的热加工性。,6.304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 7.304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 8.305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 9.308 不锈钢用于制作焊条。 10.309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。,11.30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，

27、所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。 12.330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性。 13.316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 14.321、347及348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的含量有着一定的限制。,3.金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,1.金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接

28、触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。 2.金属腐蚀的本质： 金属原子,三、金属的腐蚀和防护,氧化反应,失去e,金属阳离子,四、化学腐蚀 金属与其周围介质（非电解质）接触时由化学作用而引起的腐蚀。其特点是：只有单纯的化学反应，反应过程没有电流产生，腐蚀产物生成于发生反应的金属表面，而且其腐蚀速度随温度的升高而加快。,五、电化学腐蚀 金属与电解质溶液接触时，由于电化学作用而引起的腐蚀。其特点是：腐蚀过程有电流产生，它与化学腐蚀相比，更普遍，也具有更大的危害性。,钢铁表面形成的微小原电池示意图,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,例：铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？,六、化学腐蚀和电

29、化学腐蚀的对比,七、钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,水膜呈酸性。,水膜呈中性或酸性很弱。,电极反应,负极Fe(- ),Fe-2e=Fe2+,2Fe-4e=2Fe2+,正极C(+),2H2O + 2e = H2+2OH,O2+2H2O+4e=4OH-,总反应:,Fe + 2 H2O = Fe(OH)2+ H2,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,联系,八、金属的防腐 金属防腐蚀的方法很多，主要有改善金属的本质，把被保护金属与腐蚀介质隔开，或

30、对金属进行表面处理，改善腐蚀环境以及电化学保护等。1.改善金属的本质根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。2.形成保护层在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法，物理方法和电化学方法实现的。,金属的磷化处理钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡，即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜，这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色，厚度一般为5 m20

31、m, 在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构，对油漆等的吸附能力强，如用作油漆底层，耐腐蚀性可进一步提高。 金属的氧化处理将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加热处理，其表面即可形成一层厚度约为0.5 m1.5 m的蓝色氧化膜（主要成分为Fe3O4），以达到钢铁防腐蚀的目的，此过程称为发蓝处理，简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性，不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件，弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。,非金属涂层用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层，称为非金属涂层，也可达到防腐蚀的目的。例如，船身、车厢、水桶等常涂油漆，汽车外壳常

32、喷漆，枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）喷涂金属表面，比喷漆效果更佳。塑料这种覆盖层致密光洁。色泽艳丽，兼具防蚀与装饰的双重功能。搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉，有极好的耐腐蚀性能，因此作为耐腐蚀非金属涂层，广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。,金属保护层 它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。前一金属常称为镀层金属。金属镀层的形成，除电镀、化学镀外，还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法，作为浸涂层的金属是低熔点金属，如Zn、Sn、Pb和Al等，热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝