一、沖刷腐蝕概述

沖刷腐蝕(Erosion-Corrosion)是金屬表面與腐蝕流體之間由于高速相對運動而引起的金屬損壞現象，是材料受沖刷和腐蝕協同作用的結果。按介質的不同沖刷腐蝕可分為三類即單相流、雙相流和多相流。其中固、氣、液多相流沖刷腐蝕和液-固雙相流沖刷腐蝕的工業背景較為普遍。沖刷腐蝕磨損造成的經濟損失是驚人的，在石油化工、能源交通、農機、建材、礦山、煤的燃燒和選況以及冶金、水利電力等行業的機械設備中，沖刷腐蝕磨損造成的損失占總腐蝕量的9%，磨損量的5%。據統計，全世界因腐蝕而損耗的金屬每年達1億噸以上，占年總產量的20%~40%，其中2/3可再生，其余的不可再生而散落在地球表面，美國、英國、日本和西德等國家因腐蝕造成的直接經濟損失支出約占其國家生產總值的4%左右。

根據介質可將沖蝕磨損分為兩大類:氣液噴砂型沖蝕及液流或水滴型沖蝕。流動介質中攜帶的第二相可以是固體粒子、液滴或氣泡，它們有的直接沖擊材料表面，有的則在表而_上潰滅(氣泡)，從而對材料表面施加機械力。如果按流動介質及第二:相排列組合，則可把沖蝕磨損分為四種類型。表1-1是沖蝕麼損分類及實例。

二、沖刷和腐蝕的交互作用及影響因素

沖刷與腐蝕之問交互作用的研究成為沖刷腐蝕研究的核心內容，引起人們的關注，采用不同方式、從不同側面進行了研究。

交互作用機制包括兩個方面:沖刷對腐蝕的影響和腐蝕對沖刷的影響。沖刷對腐蝕的影響主要表現為:(1)沖刷能加速傳質過程，促進去極化劑如。到達材料表面和腐蝕產物脫離材料表面，從而加速腐蝕;(2)沖刷的力學作用使材料鈍化膜減薄、破裂或使材料發生塑性變形，局部能量升高，形成“應變差電池”，從而加速腐蝕;(3)沖刷造成材料表面出現凸凹不平的沖蝕坑，增加了材料的比表面積，加劇腐蝕。而腐蝕對沖刷的影響主要表現為: (1)腐蝕粗化材料表面，尤其在材料缺陷等處所出現的局部腐，造成微湍流的形成，從而促進沖刷過程; (2)腐蝕弱化材料的晶界、相界，使材料中耐磨的硬化相暴露，突出基體表面，使之易折斷甚至脫落，促進沖刷;(3)腐蝕有時使材料表面產生較軟的產物，它們容易在沖刷力作用下剝離; (4)腐蝕可溶解掉材料表面的加工硬化層，降低其疲勞強度，從而促進沖刷。研究表明:與機械侵蝕為主，侵蝕的耐腐蝕性能主要取決于其硬度;而在腐蝕更為嚴重，它對材料耐腐蝕性能起著決定性的作用。有影響作用的因素很多，越來越多的研究:介質速度，介質的性質(主要是介質的類型，濃度和pH值，固體顆粒含量，溫度等)，洗的材料性能和表面粗糙度等。

（1）流速的影響

在不同pH值的介質的沖刷和腐蝕交互流量對高碳低合金鋼和高鉻鑄鐵兩種材料的影響。結果表明:不同pH條件下的相互作用，失重率隨流量的增加顯著增加，但相互作用占總重量損失率隨速度不強。AISI321四種典型的X60材料流量，影響沖刷和腐蝕交互316L剛玉砂介質。結果表明，隨著流速的增大，四種材料的相互作用的重量損失率均顯著增加，而相互作用占總重量損失率和減小第---與速度的增加，進-步增加的速度。

（2）酸的種類、濃度或pH值的影響

不同種類和材料的侵蝕和腐蝕交五作用的酸濃度的影響，在相同濃度下，HIF 相互作用的最大引起的，其次是鹽酸，硫酸和硝酸再次，但通過最小的相互作用引起的。一些學若認為，酸的濃度和plI值對和互作用的影響，結果表明，濃度越高;酸或pll值較小，更多的互動，和plI 值對材料的腐蝕速率的影響是一樣的法律。同時建立了化學腐蝕交互圖機械效應，說明速度與酸作用濃度的影響，酸濃度越人，更大的相互作用。

（3）材質特性的影響

24Cr高鉻鑄鐵在pH值為3、水砂比為3/4的硫酸水溶液中腐蝕與磨損的交互作用，結果表明:在交互作用過程中奧氏體是以磨損促進腐蝕為主，而馬氏體是以腐蝕促進磨損為主。兩種力學性能差異較大的不銹鋼(馬氏體不銹鋼2Cr13 和鐵素體不銹鋼1Cr17Mo2)在純水+_5%石英砂中的沖刷腐蝕情況，認為純沖刷失重可作為沖刷機械損傷作用大小的度量，材料抵抗機械損傷的能力與材料的強度和硬度有關。硬度高的材料，抵抗機械損傷的能力較好，在高速沖刷時其沖刷失重小，且在高沖刷流速條件下，機械損傷成為沖刷腐蝕中的主要因素。