Фреттинг-коррозия

Фреттинг-коррозия — коррозия при минимальном повторяющемся (локальном) перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях воздействия коррозионной среды.
Фреттинг-коррозии подвержены болтовые соединения, посадочные поверхности подшипников качения, листовые рессоры, шестерни, муфты и т.д. Она возникает вследствие непрерывного разрушения защитной оксидной плёнки в точках подвижного контакта.
Пути предупреждения:
увеличение жёсткости соединений и площади контакта
использование материалов с высокой адгезией оксидных плёнок
упрочнение контактных поверхностей деталей азотированием (реже цементацией)
ионной имплантацией (ионным легированием) азота
применение смазок с высокой несущей способностью; например, в направляющие пальцы большинства конструкций тормозных суппортов по этой причине сейчас рекомендуются в основном полиалкиленгликолевые (PAG) смазки (нейтральны по отношению к EPDM пыльникам также силиконовые смазки, но несущая способность их недорогих видов, на метилсилоксановых жидкостях, недостаточна).
нанесением тонких (до 10..30 мкм) твёрдых плёнок на основе
нитридов титана
циркония
Коррозия –это термин, используемый для обозначения широкого класса видов нежелательного повреждения металла в результате его химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой.
Под повреждением понимается образование различных коррозионных дефектов (каверн, язв, питтингов, трещин), утонение толщины стенок, деградация свойств и строения (изменение структуры связано в основном с субструктурой матрицы металла) материала несущих элементов конструкции в процессе эксплуатации, что ведет к потере или снижению её работоспособности. Коррозия многообразна в своём проявлении и ведёт в конечном итоге к разрушению материалов (в первую очередь за счёт локальных видов коррозии) и выходу оборудования из строя.
Коррозия является самопроизвольным процессом, вызванным термодинамической неустойчивостью металлов, т. е. стремлением к уменьшению свободной энергии в различных средах при данных внешних условиях.
Определить возможность протекания коррозии, как химического или электрохимического процесса, можно по изменению энергии Гиббса (свободной энергии):
–ΔG = z · F · E,
где F – число Фарадея; Е – разность потенциалов φ_K и φ_A, характеризующих катодную и анодную реакции, которые определяются уравнениями Нернста:
,
где  и  – величины стандартных электродных потенциалов деполяризатора (катода) и металла (анода) соответственно;  и  – активность соответствующих ионов на катоде и аноде.
Величины стандартных электродных потенциалов различных металлов позволяют приближенно судить о термодинамической нестабильности металлов: чем более электроотрицателен потенциал металла, тем он активнее отдает свои электроны.
Если рассмотреть типичную реакцию окисления для металлов:
2Ме + z₂O₂ +zН₂O → Ме(OН)₂,
то ΔG (для стандартных условий) для реакций превращения в гидроксиды Мg, Cu, Аu составит соответственно 598 (φ⁰ = –2,363 В), 120 (φ⁰ = 0,520 В) и
+66 кДж/моль (φ⁰ = 1,692 В). Следовательно, Мg более склонен к окислению, чем Сu, окисление Аu невозможно.
По природе гетерогенных процессов взаимодействия окружающей среды с металлами эти процессы можно разделить на два основных типа:
· химическая коррозия – протекает в сухой атмосфере и чаще всего при повышенных температурах (газовая коррозия). Этот же тип коррозии металлических материалов наблюдается при взаимодействии с неэлектролитами;
· электрохимическая коррозия (ЭКХ) – самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие взаимодействия их с электролитически проводящей средой.
Газовая коррозия металла протекает при его взаимодействии с газами (О₂, N₂, СО₂, SO₂, H₂ и др.) при повышенных температурах (закалка, отжиг, ковка, прокатка – технологические процессы, а также выхлопные газы ДВС и дизелей, отвод газов в металлургической и нефтехимической промышленностях).
К электрохимической коррозии относятся:
· коррозия в электролитах – кислотная, щелочная, солевая, морская и т. п.;
· почвенная – ржавление металла в грунте (подземные трубопроводы);
· структурная коррозия – разрушение связано с повышенной коррозионной активностью одного из компонентов сплава из-за его структурной неоднородности;
· электрокоррозия – разрушение металлов под действием блуждающих токов;
· контактная коррозия – интенсивное разрушение металлов, имеющих разные электродные потенциалы (например, «Медь – алюминий»);
· щелевая коррозия – усиленное разрушение в зазорах, резьбовых соединениях, между фланцами;
· коррозия под напряжением – агрессивная среда в сочетании с внешними нагрузками;
· эрозионная коррозия – разрушение металла вследствие одновременного воздействия среды и механическо­го износа;
· кавитационная коррозия – разрушение металла при одновременном воздействии удара и агрессивной среды;
· фриттинг-коррозия – разрушение металла механическим истирающим воздействием при наличии коррози­онной среды.
Электрохимическая коррозия развивается в результате работы множества короткозамкнутых гальванических элементов, образующихся вследствие неоднородности металлического материала или внешней среды. Неоднородность поверхности материалов связана с концентрационной неоднородностью сталей и сплавов (ликвацией), границами зерен, присутствием различных включений, анизотропностью свойств отдельных кристаллитов, несплошностью и различным составом поверхностных пленок, неоднородностью деформаций и напряжений в металлах.
В зависимости от характера разрушения различают коррозию равномерную, протекающую примерно с одинаковой скоростью по всей поверхности метала, помещенного в коррозионную среду, и локальную, охватывающую только некоторые участки поверхности (точечная, щелевая, межкристаллитная, избирательная – в зависимости от характера разрушаемых участков).
По механизму действия все методы борьбы с коррозией можно разделить на 2 основные группы: электрохимические (термическая обработка, легирование, пассивация, ингибирование среды, химико-термическая обработка, диффузионная металлизация, протекторная защита и т. д.), оказывающие влияние на потенциал металла или его критическое значение, и механические (лакокрасочные и пластмассовые покрытия, консервация, эмалирование и т. д.), изолирующие металл от воздействия окружающей среды созданием защитной плёнки и покрытий.