收稿日期 :2007208214 ;修订日期 :2007212214定基础。
基金项目 “:十五”海装预研课题 (401090201)
通讯作者 :曹定国 E2mail : caodg605 @1631com重要术语简述如下 :
环境类型指大环境 ,如大气、海水、化学、热等 ,通常含有多种环境要素 ;环境要素指大环境包含的环境成分或特征量 ,如大气包含温度、湿度、盐雾等 ,它们由相应的环境要素强度表示 ;环境要素强度指环境要素的含量、烈度、浓度等 ,如大气湿度从 0变到 100 %;而综合环境指实际自然环境、使用环境或人造环境 ,一般由多种环境类型以不同加权百分数组成。如民用飞机舱底、厨房和盥洗室区域内的内部结构件 ,室温占 15 %,潮湿空气占 50 %, 31 5%盐水占 15 %和积存水占 20 %[5]。
腐蚀损伤量描述腐蚀损伤的宏观机械量 ,如腐蚀深度、直径、面积、质量 /重量损失等。而腐蚀损伤率描述在单位时间内发生的腐蚀损伤量。式中 :W为一个元素原子的原子量 ;n为在腐蚀过程中氧化一个元素原子所需要的电子数目 ,即元素的原子价。
(2)合金当量权
对合金 ,当量权比较复杂。通常假设氧化过程是均匀的 ,同时不会对合金的任一成分产生选择性。如果不是这样 ,计算方法就需要加以调整以反映观察到的实际过程。同时 ,在赋于合金元素的 n值时 ,必须采用某种原理 ,因为许多元素具有一个以上的原子价。
为计算合金当量权 ,认为一单位质量的合金被氧化 ,对于 1g合金氧化当量的电子数为
Q= ∑nifi (3)
Wi
1
EW =(4)
nif i∑Wi
通常 ,计算中仅包括各合金元素的质量百分比。当一种合金的实际数据不可用时 ,通常使用规定的对各元素成分平均值。
(3)多原子价元素的当量权
对于有多个原子价的元素 ,其当量权值有不确定性。可以通过分析腐蚀产物建立这种原子价。或者通过测量和估算腐蚀表面的电位 [ 627 ],查出每种元素在一定温度、电位和电介质 PH值下的稳定的原子价。
(4)金属和合金的典型 EW值部分金属和合金的典型 EW值列在表 1中[3 ]。
11 3 腐蚀率计算
腐蚀率利用法拉第定律计算 ,可以用穿透率 (δhcor )或质量损失率 (δwcor )[8 ]表示。
icor
δhcor =K1 EW (5)
ρ
δwcor =K2 icor EW (6)式中 :的单位为 mm/ a ;icor;
δhcor的单位为 μA/ cm2 K1 =31 27 ×10 -3 , mm ·g/ (μA ·cm ·a) ;ρ为密度 , g/ cm3 (对于腐蚀测试中使用的许多金属和合金的密度值见 ASTM G1[9 ])。δwcor单位为 g/ (m2
·d) ; K2 =81954 ×10 -3 , g ·cm 2 /μA ·m2 ·d)。
在这些计算中 EW是无量纲的。对于其他不同单位系统 ,K1和 K2值列于表 2中。
表 1 各种金属和合金的当量权( EW)值 ①(部分 )
Table 1 Equivalent weight values for a variety of metals and alloys ( Part)
最低第二第三普通名称 UNS元素 /常原子价 ②③可变原子价当量权可变原子价当量权元素 /原子价当量权
铝合金 A92024 A1/ 3 ,Mg/ 2 AA2024 AA2219 A92219 A1/ 3 AA7075 A97075 A1/ 3 ,Zn/ 2 AA7079 A97079 A1/ 3 ,Zn/ 2 铜合金 C11000 CDA110 CDA220 C22000 Zn/ 2 不锈钢 304 S30400 Ni/ 2 410 S41000 镍合金 200 N02200 600 N06600 Ni/ 2 碳钢 G N06007 Ni/ 2
(1) =Fe/2,Cr/3,Mo/3,Cu/1,Nb/4,Mn/2
其他金属
Mg M14142 Mg/ 2
Mo R03600
Ag P07016
Ta
Sn
Ti
Zn
Zn/ 2 Zr R60701 Zr/ 4 Pb L50045
Cu/1 91 38 Cu/2
Cu/1 91 51 Cu/2 Cu/1 91 58 Cu/2 91 37
Cu/1 631 55 Cu/2
Cu/1 581 07 Cu/2
Fe/2,Cr/3 251 12 Fe/3,Cr/3
Fe/2,Cr/3 251 94 Fe/3,Cr/3
Ni/2 291 36 Ni/3
Fe/2,Cr/3 261 41 Fe/3,Cr/3
(1) 251 46 (2)
(2) =Fe/2,Cr/3,Mo/4,Cu/2,Nb/5,Mn/2
Ti/2 23195 Ti/3
32168
22180
Pb/ 2 103159 Pb/4
59134 Sn/4 291 67
9132
9142
9155
311 77
311 86181 99 Fe/3,Cr/6 151 72 181 45 Fe/3,Cr/6 161 28191 57 251 44 Fe/3,Cr/6 201 7322
1 22 (3) 221 04
(3) =Fe/3,Cr/3,Mo/6,Cu/2,Nb/5,Mn/2
231 98 Mo/6 151 99
151 97 Ti/4 111 98
511 80
注 : ① EW值不依赖所选的单位系统 ,是无量纲量。
②合金元素含量假设取为中值。计算中不包括质量含量低于 1%的合金元素。
③仅常原子价组使用。
腐蚀率计算的误差讨论 :
(1)原子价不正确会导致误差 [ 10 ]。
(2)
计算中假设产生的腐蚀是均匀腐蚀 ,对产生的非均匀腐蚀 ,使用此方法会在一定程度上低估实际值。
(3)
大多数非金属或包括已氧化材料的合金可能不能用上述方法处理。
(4)
由上述方法计算出的腐蚀率 ,对于磨蚀或浸蚀为金属损失的主要原因时 ,会明显地低估金属损失率。
2 腐蚀量计算
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本文链接地址：航空学报08大飞机专刊(74)
