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摘要：為保證現(xiàn)代機(jī)載產(chǎn)品能夠在復(fù)雜多變的海洋環(huán)境中高效的工作，產(chǎn)品零件一般選用強(qiáng)度高、工藝成熟、加工性能優(yōu)良的合金金屬材料。本文介紹了金屬在海洋環(huán)境下的腐蝕機(jī)理、特點(diǎn)及防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：鹽霧;腐蝕;防護(hù)措施

金屬材料機(jī)載產(chǎn)品中被廣泛使用，海洋環(huán)境復(fù)雜多變，尤其是防鹽霧腐蝕，是保證機(jī)載產(chǎn)品適應(yīng)海洋環(huán)境的關(guān)鍵，有效提高產(chǎn)品可靠性。金屬材料在海洋中容易發(fā)生腐蝕，影響產(chǎn)品的可靠性，為保證機(jī)載產(chǎn)品的高可靠性，必須采用有效的防護(hù)措施。從而提高產(chǎn)品的可靠性。

1.海水腐蝕的機(jī)理

海水是一種含有多種鹽類近中性的電解質(zhì)溶液，并溶有一定氧，這就決定了機(jī)載產(chǎn)品采用金屬材料較易發(fā)生吸氧腐蝕，因合金金屬浸入海水中，其表面層物理化學(xué)性質(zhì)的不均勻性，如成分的不均勻，以及界面處海水物理化學(xué)性質(zhì)的微觀不均勻性，導(dǎo)致金屬容易在表面形成許多微電池，金屬易發(fā)生局部腐蝕，電位低的陽(yáng)極區(qū)域發(fā)生氧化反應(yīng)，根據(jù)腐蝕原因得出合金發(fā)生的電化學(xué)腐蝕：陽(yáng)極：R→Rn++ne在電極電位相對(duì)較高陰極區(qū)域發(fā)生氧的還原反應(yīng)：陰極：O2+H2O+4e→4OH-除鎂合金以外，其他所有的合金金屬材料在海洋鹽霧環(huán)境中都易發(fā)生陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)，加速腐蝕，金屬材料在海水環(huán)境中容易發(fā)生腐蝕，有規(guī)律的整體腐蝕是可以通過設(shè)計(jì)保證在壽命期限內(nèi)的性能及強(qiáng)度要求，但對(duì)于可能發(fā)生的局部腐蝕就難以預(yù)防，為保證產(chǎn)品的可靠性，需要了解金屬材料在海水中可能發(fā)生的局部腐蝕，在設(shè)計(jì)過程中加以規(guī)范，具體如下：

電偶腐蝕：在海水鹽霧環(huán)境中，產(chǎn)品零件中如果存在不同的金屬相互接觸，局部存在電位差，形成原電池，就容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，電位相差越大，腐蝕速度就越大。

晶間腐蝕：金屬材料的成分不均勻，相的不均勻，晶間存在缺陷，易發(fā)生腐蝕。應(yīng)力腐蝕：在局部受力，特別拉應(yīng)力的情況下，金屬材料在特定的環(huán)境條件下有可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕。

縫隙腐蝕：零部件存在大小不同的縫隙，特別是在0.025～1mm之間的縫隙，流體易形成滯留狀態(tài)，非常容易腐蝕，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免有縫隙。小孔縫隙：因?yàn)橛行┙饘儆凶遭g化特性（如鋁合金），在海洋鹽霧環(huán)境中易形成“白斑”。

磨損腐蝕：腐蝕性流體和金屬表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，引起金屬的加速磨損和損壞，一般這種運(yùn)動(dòng)的速度很高，同時(shí)還有可能發(fā)生機(jī)械磨損。

2.防護(hù)措施

針對(duì)金屬在海洋環(huán)境條件下的腐蝕機(jī)理，不同的局部腐蝕采取不同的防護(hù)措施，達(dá)到防護(hù)目的。

2.1合理的選材

選材時(shí)既要考慮材料的機(jī)械性能和工藝性，又要考慮材料的耐蝕性和經(jīng)濟(jì)性，如在鋁合金系列應(yīng)優(yōu)先選擇耐蝕性較好的鋁鎂系、鋁硅鎂系，由于產(chǎn)品不是由單一金屬材料組成，應(yīng)考慮各零部件材料的電位序列，盡可能選擇電位差較小的金屬。在機(jī)載產(chǎn)品中一般允許的金屬電位差小于0.25V。如結(jié)構(gòu)件選用少量的材料，可以選擇在海洋鹽霧環(huán)境耐蝕的金屬，如：不銹鋼、鈦合金、鎳基合金。以下對(duì)常用材料的一些分析：

2.1.1鋁和鋁合金

鋁及鋁合金由于具有密度小、塑性好，機(jī)械性能優(yōu)良，在機(jī)載產(chǎn)品中大量使用，對(duì)強(qiáng)度要求不高的殼體、支架等采用，但由于鋁元素比較活波，鋁及鋁合金在海水中容易腐蝕，為了保證產(chǎn)品的可靠性，鋁及鋁合金一般要先在表面防護(hù)處理，才能使產(chǎn)品零件具有防腐蝕能力。

2.1.2鈦合金

鈦合金具有強(qiáng)度高、密度較小、耐蝕性好，近年來受到廣大設(shè)計(jì)師的青睞，但鈦合金價(jià)格成本較高，一般在關(guān)鍵部件選用。

2.1.3不銹鋼

不銹鋼強(qiáng)度高、耐磨、耐腐蝕、易加工，但由于密度較大，限制了這類材料在機(jī)載產(chǎn)品上的應(yīng)用，尤其最近復(fù)合材料的快速發(fā)展，在一些地方被大量替代。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)零件時(shí)在滿足技術(shù)條件的前提下，盡可能減少死角、棱角、焊接缺陷和縫隙，有利于零件防腐，特別是縫隙尤其難以預(yù)防。在無法避免異種金屬接觸是應(yīng)考慮隔開材料，可以考慮添加非金屬墊片等。

2.3表面防護(hù)

機(jī)載產(chǎn)品要考慮整機(jī)的電磁兼容及散熱，僅僅靠材料本身很難達(dá)到海洋環(huán)境下的三防要求，通常對(duì)零件表面采用一些防護(hù)措施來提高產(chǎn)品的防護(hù)能力。

2.3.1表面金屬鍍層

通過電鍍、噴涂等方法使稀有金屬附著在一般金屬零件上，金屬鍍層要求均勻致密、表面光潔、耐摩擦、耐鹽霧腐蝕性很好?？梢杂行У乇Ｗo(hù)底金屬。由于稀有金屬量很少，價(jià)格昂貴，所以金屬鍍層防護(hù)的方法僅用于要承受較大摩擦力的零件，如彈簧、螺釘、螺栓。機(jī)載產(chǎn)品中常見的鍍層有銅、鋅。在多次鹽霧試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，鍍鋅的鋼制螺栓、彈簧都生銹，無法通過試驗(yàn)，而鍍隔的鋼制螺釘、墊圈等卻可以順利通過試驗(yàn)，這說明鍍鋅層的鹽霧防護(hù)能力不夠，機(jī)載設(shè)備零件應(yīng)選取鍍隔層表面。

2.3.2無機(jī)涂層

采用陽(yáng)極氧化、化學(xué)氧化等工藝在金屬零件表面生成一層致密保護(hù)氧化膜，氧化膜化學(xué)穩(wěn)定性比較好，可以起到阻隔鹽霧腐蝕的作用。經(jīng)酸陽(yáng)極化后的鋁合金表面可形成厚達(dá)幾十到微米的氧化膜，它與底金屬結(jié)合非常牢固，鹽霧防護(hù)能力好，在實(shí)驗(yàn)室鹽霧試驗(yàn)后沒有明顯變化，而且采用氧化等工藝措施相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較少，在產(chǎn)品中應(yīng)優(yōu)先考慮此防護(hù)工藝措施。

2.3.3有機(jī)涂層

有機(jī)涂層就是通常所說的漆，是一種高分子混合物，用以保護(hù)和裝飾產(chǎn)品表面，使其免受侵蝕。許多涂料對(duì)鹽腐蝕介質(zhì)顯示化學(xué)惰性，且介電常數(shù)高，阻止原電池的形成，因此金屬表面涂漆后，金屬就與環(huán)境被隔開，起屏蔽作用。由于機(jī)載設(shè)備壽命周期長(zhǎng)、環(huán)境復(fù)雜、溫度范圍寬，所以在選擇涂層時(shí)除考慮鹽霧防護(hù)性還必須考慮材料的耐氧化性、耐候性、耐磨性、耐熱性?，F(xiàn)在市場(chǎng)涂料能滿足防腐要求有很多，海洋環(huán)境常用環(huán)氧類做底漆，聚氨酯磁漆等。

3.總結(jié)

在設(shè)計(jì)機(jī)載設(shè)備時(shí)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)零部件時(shí)應(yīng)了解海洋環(huán)境下的鹽霧濃度、PH值等具體環(huán)境。然后根據(jù)具體條件選擇適當(dāng)?shù)牟牧?、零部件的正確設(shè)計(jì)以及表面處理，防止產(chǎn)品局部腐蝕的發(fā)生，提高產(chǎn)品可靠性。

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