Материалы. В автомобильной промышленности основным материалом, применяемым для изготовления двигателей, являются черные металлы (стали различных марок и 'чугуны), сплавы цветных металлов на основе алюминия, меди, цинка, магния и других металлов, неметаллические материалы (пластмассы, резина, асбест и др.). Стали. Ввиду наличия самых разнообразных требований в части химического состава и механических свойств число используемых марок сталей весьма велико. Классификация сталей выходит за рамки книги, поэтому приводятся только некоторые их свойства.
Кроме углеродистых сталей в качестве материала для изготовления деталей двигателя, применяются также легированные стали. Легирующие присадки (хром, никель, молибден, вольфрам, кобальт, титан и др.) повышают коррозионную стойкость деталей из них, а также износостойкость. Благодаря таким присадкам, как хром, алюминий, кремний, сталь подвергается пассивации и приобретает коррозионную стойкость к отработавшим газам при повышенной температуре, примесям воды в маслах, органическим и неорганическим кислотам. К коррозионностойким относятся жаростойкие стали, не меняющие своих свойств при повышенной температуре, например, в камере сгорания двигателя. Чугуны. Количество углерода, содержащегося в чугуне, не является однозначным критерием оценки его коррозионно- и износостойкости, так как химически связанный углерод (цементит РезС) придает чугуну одни свойства, а находящийся в свободном состоянии графит другие.
Поэтому при оценке коррозионной стойкости следует учитывать прежде всего форму, в которой находится ' углерод в чугуне, а не количество углерода. Для производства деталей автомобилей применяют ся серый, модифицированный, высокопрочный, ковкий и белый чугуны. Закаленный белый чугун содержит цементит и облада большой твердостью и износостойкостью. По сравнению с Полыми серые чугуны обладают меньшей износостойкостью, но отличаются большей прочностью (менее хрупкие). Присадки хрома, никеля, молибдена и другие увеличивают его коррозионную стойкость. Сплавы цветных металлов. В двигателях медь применяется чище всего в виде сплава с другими металлами, например с пинком (латуни), оловом (бронзы). Латуни менее стойки к действию коррозионных факторов, чем бронзы, которые хо-н«ню работают в присутствии кислот, имеющихся в маслах. Под влиянием атмосферных факторов бронзы и латуни покрываются сульфатами и карбонатами меди, которые не разрушают металл и не вызывают образования коррозионных и т. Алюминий и его сплавы стойки к действию атмосферных факторов. Для улучшения механических свойств к алюминию добавляются в определенном количестве медь, цинк, кремний, марганец, кобальт, хром, реже — железо, олово, сурьма и висмут.
Твердые сплавы алюминия обычно многокомпонентные. Кроме магния и меди, в этих сплавах присутствуют кремний и марганец, а также никель и железо. Содержание отдельных компонентов сплава зависит от его назначения. Алюминиевые сплавы обладают хорошей коррозионной стойкостью при повышенных температурах благодаря наличию на их поверхности окисной пленки. Сплавы цинка имеют ограниченную стойкость к коррозии. В присутствии влаги, растворов солей и отработавших газов сплавы цинка легко подвергаются межкристаллитной коррозии, что увеличивает их хрупкость вследствие образования язв. Сплавы цинка с алюминием не должны содержать примесей железа, так как оно ускоряет коррозию.
Пластмассы. Детали из пластмасс широко применяются в автомобилестроении, так как имеют целый ряд необходимых качеств, в том числе коррозионную стойкость. Из пластмасс изготавливают поплавки карбюратора и бензобака, крыльчатку водяного насоса,
детали бензинового насоса и спидометра, гибкие валы и др. Неметаллические материалы не подвержены классическим видам износа, характерным для металлических деталей. В процессе эксплуатации они подвергаются изменениям, которые снижают их пригодность и характеризуются общим понятием старения. Коррозия двигателя и ее причины. Условия работы и назначение различных автомобильных деталей отличаются большой неоднородностью. Кроме того, автомобиль может находиться в разных климатических и эксплуатационных условиях. Среди всех агрегатов двигатель автомобиля, как правило, быстрее всего подвергается износу, что является результатом тяжелых условий работы. Некоторые из его трущихся частей, работают в особенно тяжелых условиях и подвержены, кроме процессов износа, сложным коррозионным процессам, про текающим при повышенной температуре в химически агрессив ной среде, создаваемой отработавшими газами.
Другие детали двигателя, работающие в менее жестких условиях, подверга ются только атмосферной коррозии. Коррозионные повреждения во время эксплуатации двигателя, как правило, сопутствуют изнашиванию в результате,, трения. При хорошей смазке поверхностей сопрягаемых деталей коррозионные процессы заметны мало. Следует отметить, что процессы эти во время эксплуатации автомобиля протекают значительно медленнее и их нельзя рассматри« вать самостоятельно. Например, эксплуатационный износ вкладышей коленчатого вала вызван трением, эрозией и коррозией. Особенно опасна коррозия чугуна и стали во время длительных перерывов в работе двигателя, при его плохом обслуживании, при эксплуатации в коррозионной среде. Несмотря на то что трение возникает только на поверхности совместно работающих деталей, происходят изменения и внутри материала. Верхний слой металла детали, благодаря специальным технологическим приемам, имеет лучшие свойства по сравпению с внутренними слоями. Кроме того, коррозия всегда начинается на поверхности металла, а затем распространяется вглубь, ухудшая механические свойства материала.
Среда, которой протекают коррозионные процессы, оказывает доминирующее влияние на их характер. В зависимости от механш ма протекания этих процессов в двигателях внутреннего его рания возникает химическая, электрохимическая и фреттинг коррозия. Химическая коррозия. Возникает в результате действия н металл при повышенной температуре сухих газов (газона.. коррозия) или вследствие коррозионного действия жидких Л ществ, не проводящих ток (масла). При такой коррозии пй поверхности металла обычно образуются пленки окислов n.i сульфидов. Толщина окисной пленки зависит от длительное! коррозионного процесса и температуры. Чем выше темпер тура и продолжительнее процесс коррозии, тем толще стан вится пленка окислов. Пленки окислов железа не являю устойчивыми к тепловым и механическим ударам. Локальн разрушение такой хрупкой пленки является причиной дальне шего развития коррозии в глубь металла. Окислен слоя металла при повышенной температуре с образовани на их поверхности слоя разных окислов является типичны проявлением газовой коррозии, которая наблюдается на элв тродах свечей, клапанах и деталях выпускного тракта двигателя.
