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无论是金属材料还是非金属材料零件，随着使用时间的延长，逐渐产生性能恶化、变质和损坏现象。材料在环境的作用下引起的破坏或变质称为腐蚀。腐蚀是自发进行的，是从不稳定的高能态变为较稳定的低能态的过程。

3.5.1　腐蚀的分类

腐蚀按材料性质可分为非金属腐蚀和金属腐蚀；按液相和露点条件，分为湿腐蚀和干腐蚀，环境中没有液相或在露点以上时称干腐蚀；反之则称为湿腐蚀。

腐蚀按破坏形式分为均匀腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀又可分为电偶腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀以及腐蚀疲劳等。

腐蚀按腐蚀环境可分为大气腐蚀、电解质溶液腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、熔盐腐蚀、有机气氛腐蚀、生物腐蚀和特殊环境的腐蚀。大气腐蚀是金属在大气以及任何潮湿气体中的腐蚀。电解质溶液腐蚀是天然水和部分水溶液对金属结构的腐蚀。海水腐蚀是大量海水水汽附着在机件上的腐蚀。土壤腐蚀是地面灰尘与空气中的水汽混合落在机件上的腐蚀。熔盐腐蚀是金属与熔融盐类接触时所发生的腐蚀。有机气氛腐蚀是金属在某些塑料、橡胶等非金属材料挥发的有机物气氛中的腐蚀。生物腐蚀是某些细菌海洋生物以及人体等对金属的腐蚀。特殊环境的腐蚀是在高温、高压、高速、高纯度水、燃气、宇宙空间等特殊环境条件下对金属的腐蚀。图1-3-19和图1-3-20所示为发动机上发生腐蚀的零件。

3.5.2　金属腐蚀

金属腐蚀按原理分为化学腐蚀和电化学腐蚀（如高温燃气腐蚀）；按破坏形式分为均匀腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀又可分为电偶腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀以及腐蚀疲劳等。航空发动机上常见的有磨损腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀和高温燃气腐蚀。航空发动机上，大部分是金属材料。

表面直接接触化学介质，如酸，产生金属化合物从而从表面脱离，使金属表面产生麻点、凹坑甚至均匀腐蚀，这种现象称为化学腐蚀，化学腐蚀是一种基本的腐蚀现象。在腐蚀环境中，金属与氧气、水产生反应，金属由元素变为化合物，同时放出热量，金属腐蚀的自发性增加，耐腐蚀性能降低。

金属腐蚀后生成化合物，是从不稳定的高能态变为稳定的低能态，就像水从高处往低处流一样是自发进行的。但这种自发过程会受到阻碍，获得额外的能量时这一自发过程继续，这一额外能量称为活化能。航空发动机中的活化能有流动的气体介质和高温高压燃气，高温燃气是一种高温、高速和高压的活泼气体。

两种电极、电位不同的金属，在同一介质中构成一个腐蚀电池，阳极失去电子发生氧化，阴极得到电子被还原，氧化和还原反应不断进行，使作为阳极的金属受到腐蚀，这种现象称为电化学腐蚀。

金属侵入电介质后有两种情况：一种是金属离子脱离金属表面进入溶液形成水化分子，此时，金属表面电子过剩，带负电，溶液带正电。另一种是金属表面从溶液中吸附金属正离子，此时，金属表面带正电，溶液负离子过剩，带负电。金属和溶液间产生了电位差，即金属的电极电位。各种金属在溶液中形成的电极电位不同，电极电位接近的两种金属在同一电解质中腐蚀速度较慢。电极电位相差大时，腐蚀速度快。电极电位的大小与材料的活泼性有关，表1-3-1中所列的金属组内各种材料之间没有强烈的电化学腐蚀倾向，作为互相接触的材料使用比较安全。两种不同组的金属互相接触时，它们在表中的距离决定了表中较高位置那种金属的腐蚀速度。两种金属在表中距离越远，电化学腐蚀的倾向越强烈，可通过测量两者之间的电动势大小来确定。

常用的金属与镁在强盐环境中接触会引起镁的腐蚀。镀在铁和钢等比较稳定的金属上的镉和锌能极大地减慢电化学腐蚀速率。镀锡金属和镁接触时引起的腐蚀小于镀镉、镀锌金属。因为在这种特殊的条件下，锡起了保护作用。

航空发动机上常见的电化学腐蚀往往发生于缝隙处，这种腐蚀称为缝隙腐蚀。在裂纹、焊接气孔、机体结合面间、螺母压紧面和法兰盘接合面等处均可形成缝隙。此外，还有灰尘、污垢杂质在金属表面沉积也形成缝隙。缝隙内介质处于滞流状态，容易吸收和积累水分，形成溶液。各处溶液的浓度有差别，使得缝隙内部的金属不断溶解，发生缝隙腐蚀。发动机翻修时，应仔细检查缝隙是否有腐蚀痕迹。

3.高温燃气腐蚀

高温燃气腐蚀是材料在高温、高速和高压燃气中的腐蚀现象，是一个电化学腐蚀过程。燃气温度越高，腐蚀性越强，腐蚀速度越快；燃气气流速度越高，腐蚀性越强。腐蚀介质更换越快，压力越大，腐蚀性越强，腐蚀介质的浓度越大。腐蚀介质活化能高，能够激活介质与金属进行腐蚀反应。介质燃气含有多种腐蚀性强的化合物、氢氧元素和碳化物等酸性腐蚀气氛。

高温燃气腐蚀产物以膜的形式覆盖在金属表面上，如腐蚀产物的体积比产生它的金属的体积小，则膜不能全部覆盖金属表面，腐蚀性就强。如果腐蚀产物体积过大，膜内产生应力，膜开裂和脱落，那么腐蚀性也强。只有当腐蚀产物和金属的体积接近时，腐蚀才最理想。但要看生成膜的坚实性，当膜耐氧化时，则具有高熔点、低蒸气压，膨胀系数接近金属的膨胀系数，有良好的抗破裂性、高温塑性和低电导率、对金属离子和氧的低扩散系数等，生成的膜才能有效地保护金属不被介质所继续腐蚀。

在基体金属中加入有效的合金成分，使膜中产生保护性强的二元或三元化合物，离子扩散更为困难，降低氧化速度，避免热部件受高温燃气腐蚀，是防止高温氧化的有效方法。

应力腐蚀是指材料同时受到拉应力和环境的共同作用而发生的变质现象。应力可能是内应力，也可能是外荷载引起的应力。

疲劳腐蚀是指材料同时受到周期性应力和环境的共同作用而发生的变质现象。它是应力腐蚀中的一个特殊例子，如振动、温度变化、飞行荷载大小和方向的改变等。疲劳腐蚀一般发生在低于疲劳极限的应力水平情况下，即发生在疲劳破坏的第一阶段，使金属产生麻点和开裂，后面的反应过程本质是疲劳过程。

非金属的腐蚀过程包括溶胀和溶解、化学裂解、银纹与开裂以及渗透破坏。

水和某些有机溶剂分子，通过渗透扩散作用而渗入材料内部，与高分子材料中的大分子发生溶剂化合作用从而破坏大分子间的次价键，使高分子材料发生溶胀、软化和溶解而丧失功能。

在具有化学活性的介质作用下，渗透进入材料内部的介质分子与大分子发生氧化、水解等化学反应，反应后大分子的主价发生破坏和裂解。

某些塑料，由于应力的作用，特别是在应力与一定的化学介质联合作用下，会产生银纹、裂缝与断裂。银纹是由于介质渗入塑料表面层，在应力作用下使表面层局部引起塑性变形和高度取向造成的。裂缝完全由空隙组成，而银纹中虽有空隙，但是由具有纤维组织和一定质量的物质组成。

对于用作衬里的高分子材料，一旦介质渗透穿过衬里层而接触到被保护的基体，会引起基体材料的腐蚀破坏。对于化工陶瓷、搪瓷和玻璃等耐蚀硅酸盐材料，其成分主要是耐碱而不耐酸的酸性氧化物——二氧化硅。耐蚀硅酸盐材料主要与酸、碱等介质反应，发生化学溶解。

1.什么是裂纹？其主要有哪些分类？分别有什么特点？

2.什么是断裂？其主要有哪些分类？分别有什么特点？

3.什么是过热？其有什么特点？写出三种或三种以上易产生过热故障的航空发动机零件。

4.什么是弹性变形？其有什么特点？写出三种或三种以上易产生弹性变形的航空发动机零件。

5.什么是塑性变形？其有什么特点？写出三种或三种以上易产生塑性变形的航空发动机零件。

6.磨损是怎么产生的？其可以分为哪几类？写出三种或三种以上易产生磨损的航空发动机零件。

7.航空发动机的高温燃气有何特点？其高温燃气腐蚀是如何产生的？有何危害？

8.航空发动机零部件防止高温氧化的措施有哪些？

9.航空发动机上的电化学腐蚀主要发生在什么地方？发生机理是什么？

10.简要说明裂纹扩展形成断裂的发生机理。

二、拓展训练题

2020年，某涡扇发动机在进行地面试车时，检查发现该发动机滑油泵组的滑油出口处（到主燃滑油散热器的导管）漏滑油，如图1-3-21所示。分解检查发现导管安装部位胶圈损坏，滑油泵组安装座有磨损痕迹，对此故障可能产生的原因与机理进行分析，并提出解决办法与预防措施。

仔细阅读以下教学案例，结合本任务所学习的专业知识和技能。从质量意识、质量文化、质量宣传和质量保证等方面，提取案例中所蕴含的积极元素，分析说明对你的学习、生活有何启示。结合课程学习实际，你认为如何才能使理论和实践学习的过程和结果更有质量，且自始至终有质量？

质量是企业的根本，航空产品的质量更是直接关乎生命。某厂虽位置偏僻，但“山不在高，有仙则名；水不在深，有龙则灵”。在宽敞的厂房中，修理线上的操作者以“妙手回春”般的技艺，让一台台航空发动机“起死回生”，焕发出新的活力，托举起一架架战机重返蓝天……他们以稳定可靠的产品质量作为企业科学发展的强大引擎，以一流的质量为强军梦提供着不竭的动力支撑，助力我军“能打仗、打胜仗”。

厂区的主干道旁，一面89 m长的“质量警示墙”，如威严的哨兵，时刻震慑着胆敢踩踏质量红线的员工，在这面质量警示墙上，一个个鲜活的质量案例、一句句充满哲理的质量警句，无时不刻地对员工进行潜移默化的质量意识教育。“产品如人品，质量不好就是人品不好”印在这面质量警示墙的显眼位置。工厂以人性化和形象化的方式定位和设计质量文化，确立了“零缺陷、出精品”的质量目标以及“敬畏、精细、章法、优效”的质量准则，从“固化于制、显化于视、内化于心、外化于行、培育特质、提升效益”六个方面，制定产品质量战略规划，不断完善质量管理体系，形成了一个点面结合、横向到边、纵向到底的质量管理网络。

工厂以艺术照片形式将产品和各种植物有机融合，悬挂于办公楼、生产线等地方，在视觉上赋予产品生命力，警醒员工注重产品质量。让员工真正从外观上感受到产品的生命，也更容易让人们联想到手上的工作质量直接关乎飞行员、乘客的生命安全和国家财产安全。

工厂每年开展质量文化周活动，通过表彰先进、法规宣贯、知识竞赛、质量考试、签订质量责任书等多种形式，帮助员工从思想上认同企业质量观，牢固树立起“航空产品、质量第一”的原则。设立“质量警示日”和“质量教育日”，定期开展质量警示教育，编印《反思的力量》《履行航修人的“最高职责”》等质量文化书籍，举办以“产品如人品”“质量、效益、精品”等为主题的质量演讲赛，广泛宣传质量典型，传播优秀质量行为习惯。

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将质量管理手段融入班组管理。他们在行业内首创柔性单元生产模式，将发动机维修划分为若干模块化竞争性的作业单元，单元组设置为微型利润中心，建立基于“模拟市场、内部结算”的经济责任制，构建“内部市场链”。将质量压力传递到基层，形成利益共享、风险共担的运营模式，让员工主动提升产品质量、节约成本，形成不断完善自我的良性循环。每年设立20万元质量基金，按照“四不放过”原则，严格质量考核，近5年，针对单位及个人的750多项优秀质量工作发放200余万元奖金。

这一系列无形文化理念和有形载体，形成一道极具气场的立体文化场，有效促进质量文化内化于心、外化于行，使每位员工都成为质量文化的忠实践行者，航空产品质量的坚定维护者。有效助力工厂做到国内外顾客修理的航空发动机连续17年未发生责任飞行事故，连续11年未发生责任地面质量事故和成批性质量问题。获得“全国五一劳动奖状”“全国文明单位”“全国质量奖”等奖项。