M15甲醇汽油及其燃烧产物对铸铁的腐蚀性研究.pdf

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1、M15甲醇汽油及其燃烧产物对铸铁的腐蚀性研究术曾群锋，徐飞燕一，刘鹏，彭润玲，董光能(1．西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室，陕西西安710049；2．西安工业大学机电工程学院，陕西西安710021)摘要：考察了发动机缸套铸铁材料在甲醇和M15甲醇汽油中的腐蚀情况，将M15甲醇汽油燃烧产物甲醛和甲酸分别添加到润滑油中并研究其对缸套铸铁材料腐蚀的影响规律。采用腐蚀速率和表面形貌对铸铁腐蚀进行了表征。研究结果表明：甲醇不腐蚀缸套铸铁材料；M15甲醇汽油对缸套铸铁材料的腐蚀性较弱；当润滑油中甲醛体积分数为0．1％～2．0％时，铸铁出现明显的腐蚀，在甲醛体积分数为1．5％时腐蚀

2、速率达到最大值0．5386；当润滑油中甲酸体积分数为0．01％～0．3％时，其对铸铁的腐蚀速率随甲酸含量的增加而呈现出先增后降的趋势，在甲酸体积分数为0．02％时腐蚀速率达到最大值0．9122；由于甲醛和甲酸混入润滑油中，导致使用甲醇汽油后发动机缸套铸铁材料出现了异常的腐蚀磨损现象。关键词：M15甲醇汽油燃烧产物腐蚀速率表面形貌球墨铸铁M15甲醇汽油具有抗爆性好，燃烧排出物的纯)、M15甲醇汽油(延长石油提供)。所用仪器主毒性比普通含铅汽油小，燃烧清洁性高等优点，得要有：超声波清洗机、MM一3金相显微镜(上海万衡到不断推广和继续扩大生产。但甲醇汽油对发动精密仪器有限公司)、电子天平(梅

3、特勒．托利多联机零部件具有一定的腐蚀性，尤其是在发动机缸合公司精度0．1mg)。套／活塞环处腐蚀磨损情况加剧。发动机缸1．2实验方法套的工作环境恶劣，润滑油在润滑缸套／活塞环运铸铁试样先经120号砂纸打磨，然后分别用动的同时会混入未燃甲醇及甲醇汽油的燃烧产物240号和400号金相砂纸抛磨至最终表面粗糙度等。甲醇在燃烧氧化过程中，首先通过不同途径约为0．05m，磨抛后的试样用丙酮在超声波中的脱氢变成甲醛，甲醛再进一步氧化成甲酸。清洗、称重。用MM．3金相显微镜观察其表面形这些燃烧产物混入到润滑油中导致了发动机缸套貌后，将每组试样(3个球墨铸圆盘)浸入定量的的异常腐蚀磨损E71。然而这些燃

4、烧产物对发动试液中，在一定温度下保持一段时间后，取出金属机缸套材料铸铁的腐蚀性不尽相同。国内外针对片，经清净处理后观察表面形貌，再次称其质量。甲醇汽油对发动机腐蚀磨损的研究颇多，但针对通过质量损失法计算金属片腐蚀速率，观察腐蚀甲醇汽油燃烧产物对缸套铸铁材料的腐蚀磨损研前后表面形貌变化，最终对各种腐蚀试剂的腐蚀究甚少。下面主要研究甲醇、甲醇汽油及甲醇汽性进行分析。腐蚀溶液配置(每种组合溶液总量油燃烧产物对发动机缸套材料铸铁的腐蚀性并分均为25mL)。甲醇燃烧实验证明J，甲醇火焰熄析其腐蚀机理。灭后留下的液态残余物含有约质量分数1．5％甲1实验部分收稿日期：2014—12—05；修改稿收到

5、日期：2015—01—05。1．1实验主要试剂和仪器作者简介：曾群锋，博士，副教授，博士生导师，中国机械工程试验方法参照国标GB5096—1985(石油产品学会高级会员，中国仪器仪表学会设备结构健康监测与预警铜片腐蚀试验法》设计。将发动机缸套材料铸铁分会高级会员，陕西省中小企业首席工程师。在该校机械工(QT500：C质量分数小于3．9％，Si质量分数2．3～程学院润滑理论及轴承研究所任教。E—mail：qzeng@3．2％，Mn质量分数0．3～0．5％，P质量分数小于mail．xjtu．edu．en0．1％，S质量分数小于0．03％)加工成4,30mm×5基金项目：国家自然科学基金(5

6、1305331)和中央高校基本mm盘形作为试样。所用试剂主要有：甲醇(分析科研业务费资助课题】由图5可知，即使添加少量的甲酸会造成球烧产物甲醛及甲酸对铸铁的腐蚀较强，其中甲酸墨铸铁腐蚀速率的严重变化。甲酸体积分数为对铸铁的腐蚀性最强。0．02％时腐蚀速率最高，随甲酸含量进一步增加(2)含甲醛和甲酸的润滑油对铸铁的腐蚀速时，铸铁的腐蚀速率反而有所下降。结合试样的率随含量的增加先升后降；甲酸的体积分数为腐蚀表面形貌可以看出，当润滑油中添加不同比0．02％的腐蚀速率约为甲醛的体积分数为1．5％的例的甲酸后，表面形貌发生了明显变化，当甲酸体腐蚀速率的两倍。积分数在0．02％时表面腐蚀凹坑最为密

7、集；甲酸(3)使用甲醇汽油后发动机缸套材料铸铁出含量进一步增加时凹坑数量减少，但是尺寸增大；现的特殊腐蚀现象，主要是其燃烧产物甲醛、甲酸当甲酸体积分数在0．3％时，可以看到在凹坑附混入润滑油而导致的，因此控制燃烧产物的生成近附着了一层反应产物膜。十分重要。由于甲酸具有强的还原性，可与铸铁材料发参考文献生化学反应¨引，生成甲酸铁，而甲酸铁可溶于水溶液，导致铸铁材料腐蚀后的质量减轻，腐蚀速率[1]王芸志．车用甲醇汽油的理化性能研究[D]．西安：长安