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腐蝕和生鏽

話題:

  • 腐蝕和生鏽
  • 防鏽
  • 防止生鏽
  • 點蝕
  • 接觸腐蝕

腐蝕和生鏽:
腐蝕和生鏽的概念密切相關。 生鏽是腐蝕的結果。 然而,這兩個概念經常互換使用。

  • 腐蝕是材料因與其環境發生(化學)反應而劣化的總稱;
  • 由於與水​​和氧氣接觸,鐵或鋼的表面會發生生鏽。 生鏽是指鐵的氧化,也是腐蝕的一種形式。

一旦金屬暴露在正常大氣(外部空氣)中,該金屬就會與氧形成化學鍵。 在這種情況下,金屬會生鏽。 鐵鏽可以透過金屬上出現的紅棕色層來識別,該層是鐵在外部空氣或水的存在下與氧氣反應時形成的。 它是氧化鐵和氫氧化鐵的混合物。 生鏽會繼續發展,並能完全腐蝕金屬。 隨著時間的推移,所有的鐵都變成了鐵鏽,從而失去了其有益的特性。

如果鐵暴露於氧氣和水,隨著時間的推移,氧氣和鐵會在原子層面上結合。 這產生了一種新化合物:氧化鐵。 水可以加速整個過程,因為水充當催化劑。 小水分子滲透到金屬中並形成更多的酸,這進一步使金屬暴露於氧化物形成中。 由於氯化鈉離子濃度較高,在海水中生鏽速度較快。

汽車油漆下方可能會出現鏽斑。 這是因為清漆也或多或少有孔隙,因此可以讓水分和氧氣通過。 為了保持漆層密封,最好定期為汽車打蠟。 特別是在冬季,潮濕的環境和鹽水較多,後者是盡可能防止生鏽的好方法。
如果有很深的刮痕或石屑,則該區域的油漆保護層消失,周圍區域也可能開始生鏽。 因此,明智的做法是盡快用油漆筆修補這些斑點或重新噴塗。

在下圖中,我們看到一輛車身部件生鏽的大眾甲殼蟲。 該車輛屬於“老鼠棒”標題。 改裝為 Rad Rot 的車輛由故意磨損和未塗漆的零件(在本例中為生鏽)和廢棄零件組成。

所謂的老鼠棒的例子

在極少數情況下可以欣賞到生鏽的情況。 然而,每輛車遲早都會遇到這個問題。 除了荷蘭氣候潮濕之外,冬季路面的鹽水生鏽的風險也會增加。 除了裝飾部件外,底盤或車身的部件也會受到影響。 從長遠來看,這可能會導致車輛不安全並在 MOT 期間被拒絕。

汽車製造商試圖使汽車內部和周圍的材料盡可能防銹。 以下是一些防鏽處理:

  • 車身鍍鋅;
  • 進行蠟處理;
  • 塗底漆層和底漆層;
  • 塗上高品質的漆層。
生鏽的側螢幕
銹窗台
起落架/懸吊生鏽

防鏽:
生鏽是由鐵與氧結合引起的。 認為透過確保不再有氧氣到達鐵就可以防止生鏽的想法是錯誤的。 鋼鐵不是均質物質,而是在回收過程中聚集在一起的材料的混合物,例如舊汽車殘骸。 該鋼還含有其他金屬。 兩種不同材料的晶體之間存在很小的電壓差,其中導電液體可以保證晶體之間的接觸。 由此產生的電流確保最不貴重的金屬進入溶液。 例如,如果電流在鐵和銅之間流動,鐵就會溶解。 溶解的鐵顆粒與氧氣結合。 身體層的水量最少,即使只有一個水分子,這個過程也能維持。

如果油漆下方生鏽,則在鏽跡上噴塗是沒有意義的。 鏽跡繼續侵蝕油漆層,有增無減。 由於岩石的體積大於鋼材,油漆層最終會破裂。 這會形成一個開口,多餘的水可以滲入其中並加速生鏽過程。 為了防止生鏽,透過對鋼材表面進行噴砂除鏽。 然後儘快塗上防銹底漆層。 您不應該等待太久才能執行此操作,否則外部空氣中的水分會與鐵顆粒結合。

車輛正在進行爆破作業

油漆層下會形成鏽跡。 因此,初期生鏽並不總是容易識別。 下面的四張圖片顯示了大眾高爾夫 IV 的箱形橫梁,其中生鏽的金屬已被磨掉。 工作開始前,窗台下緣只有鬆散的瀝青。 箱樑沒有出現不規則現象。 當瀝青被去除時,棕色邊緣變得可見。 周圍的金屬已經被腐蝕到了輕易折斷的程度。 這些照片顯示了瀝青下生鏽的情況。

防止生鏽:
第一段防鏽措施摘要中提到了「鍍鋅」。 製造商在汽車生產過程中塗上一層薄薄的鋅。 這提供了所謂的陰極保護。 由於電子更容易從鋅中逸出,因此鋅比鐵溶解得更快。 鋅更容易與空氣中的氧氣結合。 鋅相當堅硬並形成密封層。 由於油漆和鋅層對鋼材有很深的刮痕,鋼材幾乎不會發生反應。 如果附近有足夠的鋅,電流就會朝正確的方向流動。 因此,鋅可以提供長期的防腐蝕和防銹保護。

鍍鋅鋼不僅有優點。 隨著這個增加,純鋼的量減少。 生產商需要無鋅鋼來製造引擎零件等。 鋅具有在鋼中形成氣泡的特性,從而產生薄弱點。

點蝕:
點蝕是材料表面的局部侵蝕。 點蝕發生在透過氧化層保護自身免受腐蝕的材料中,並且主要發生在氧化層受損的地方。 點蝕會快速而深入地侵蝕材料。 這是最危險的,因為材料看起來仍然完好,並且無法充分看出腐蝕的深度。

下圖顯示了發生點蝕的鋼物體的橫截面。 頂部僅可見少量鏽跡。 鏽跡中的「坑」揭示了鋼材中出現的開口。

除此之外,我們可能會在煞車管路中遇到點蝕。 當開口變深時,煞車油可能會洩漏。

點蝕

接觸腐蝕:
當兩種不同的金屬彼此緊密接觸時就會發生這種情況。 這兩種金屬之間會產生電壓差,從而引起反應。 例如,當不銹鋼螺絲擰到鍍鋅鋼板上時,我們就會看到這一點。 貴金屬會促進腐蝕,從而生鏽。 這稱為接觸腐蝕。

下圖顯示了鎂部件的兩個範例,例如變速箱,它用鐵合金製成的螺栓固定。 當接觸表面暴露在水中時,兩種金屬之間會產生電流並導致接觸腐蝕。 同時,鎂被分解。 透過在螺栓上塗上一層不導電的絕緣層來抑制兩種金屬之間的電流,可以防止接觸腐蝕。

與鎂零件接觸的無塗層和有塗層的鐵螺栓

下表顯示了不同的材料組合(例如,引擎零件或變速箱殼體)以及螺栓或螺絲的材料選擇如何影響接觸腐蝕。