现代材料表面改性（Surface Modification of Advanced Materials）汤宝寅（哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院 现代焊接生产技术国家重点实验室）第 1 章现代材料表面改性引言1.1 机械零件表面失效机械零件失效一般都发生在工作面（表面），因为机械零件相互接触的表面受力最大，最易摩擦磨损、疲劳而失效；零件表面易受外界环境中的水、气、某些化学介质的作用而腐蚀失效。机械零件表面失效形式有下列几种:1.1.1 磨损失效机械零件由于工作表面之间的相对运动发生摩擦磨损引起表面金属不断损失，这称为零件的磨损，磨损引起零件几何尺寸与形状的改变，使零件之间间隙增大，使机械设备丧失精度，导致整个机械设备无法正常工作，这称为零件的磨损失效。磨损失效有多种形式：粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、微动磨损和疲劳磨损。粘着磨损：零件在相对运动时，由于固相焊合(冷焊)，接触表面的材料从一个表面转移到另一表面的现象，称为粘着磨损。粘着磨损是轴承磨损失效中最严重的一种。磨粒磨损：零件的摩擦表面有外来硬颗粒物质，或有接触表面磨损和疲劳剥落的金属细屑，而引起摩擦表面的金属脱落现象称为磨粒磨损。腐蚀磨损：摩擦表面的金属与周围介质发生化学或电化学反应，而导致的磨损现象，称为腐蚀磨损。1.1.2 腐蚀失效：零件表面与周围环境介质发生化学或电化学反应，而导致的损伤或损坏，称为腐蚀失效，特别在强腐蚀性介质中这情况非常严重。金属腐蚀按破坏的特性可分为全面腐蚀和局部腐蚀二大类。全面腐蚀：全面腐蚀又称为均匀腐蚀，它是指腐蚀作用以基本相同的速度在整个金属表面同时进行的。局部腐蚀：它是指腐蚀作用仅发生在金属的某一局部区域，其它部位基本没有发生腐蚀，或金属某一部位的腐蚀速度比其它部位的腐蚀速度快得多，呈局部破坏状态，如小孔腐蚀（点蚀）、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀破坏、腐蚀疲劳等等。1.1.3 疲劳失效：机械零件工作表面在循环载荷作用下，受到周期性的应力和应变，在一处或几处逐渐产生损伤，这些损伤累积，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。1.1.4 其它失效：其它失效形式有多种，如断裂失效、塑性变形失效等等。零件失效形式可能是上述失效形式的某一种；也可能是几种失效形式同时发生，但以某种失效形式为主。1.2 材料表面失效防护与现代材料表面改性1.2.1 材料表面失效防护1.2.1.1 选用优质材料：选用具有更高抗磨损、耐腐蚀、...
