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1.1 金属腐蚀的定义及其重要意义3

目 录3

1 概述 （713

1.2 金属腐蚀的分类3

5.3 离子氮化 （843

第1章金属腐蚀原理3

第一部分腐 蚀3

第1篇 金属腐蚀及其试验方法概述3

1 金属腐蚀的定义和分类3

1.2.1 非电化学腐蚀和电化学腐蚀4

1.2.2 均匀腐蚀（也称全面腐蚀）和局部腐蚀4

1.2.3 按金属发生腐蚀时所处环境介质分类5

2 金属氧化5

2.1 金属氧化的定义5

2.2 氧化热力学5

2.3 氧化的起始阶段6

2.5.2 恒温动力学曲线7

7 硫氮碳共渗 （847

2.5.1 氧化速度7

2.4 保护性的和非保护性的膜——庇林－贝德沃斯比7

2.5 氧化过程动力学7

2.6 瓦格纳（Wagner）的氧化理论10

2.7 金属氧化物的性质和氧化作用11

2.8 氧化膜的内应力及膜的破坏12

2.9 热腐蚀及热灰腐蚀12

2.10 内氧化13

2.11 与氢的作用13

2.13 抗氧化合金14

2.12 铁和铁基合金的氧化14

3 电化学腐蚀15

3.1 电极电位与腐蚀倾向15

3.1.1 自由能变化和腐蚀倾向的电化学判据15

3.1.2 腐蚀原电池15

3.1.3 双电层结构和电极电位16

3.1.4 平衡电极电位与能斯特（Nernst）方程17

3.1.5 可逆电极与不可逆电极19

3.1.6 电位－pH图22

3.1.7 标准电极电位表和电偶序24

3.1.8 腐蚀电池的类型26

3.2 极化与腐蚀速度28

3.2.1 腐蚀的阳极过程和阴极过程28

3.2.3 极化作用29

3.2.2 法拉第（Faraday）定律与腐蚀速度29

3.2.4 浓差极化与活化极化30

3.2.5 阳极极化与阴极极化32

3.2.6 腐蚀电位与腐蚀电流33

3.2.7 腐蚀极化图33

3.3.1 实验极化曲线35

3.3 腐蚀金属电极的极化35

3.3.2 实验极化曲线与真实极化曲线的关系36

3.3.3 腐蚀金属电极的极化方程式36

3.3.4 电偶腐蚀效应与差异效应37

3.3.5 阴极保护效应38

3.4 混合电位理论及其应用38

3.4.2 混合电位理论的应用38

3.4.1 混合电位理论38

3.5 放氢腐蚀与耗氧腐蚀40

3.5.1 放氢腐蚀40

3.5.2 耗氧腐蚀44

3.6 金属的钝化47

3.6.1 钝化现象与阳极钝化47

3.6.2 金属的自钝化50

7.3.4 热对流法回路试验 （152

3.6.3 钝化理论53

4.1.2 溶液pH值的影响54

4 影响腐蚀过程的因素54

4.1.1 氧化剂和溶解氧的影响54

4.1 环境因素54

4.1.3 溶解盐与阴、阳离子的影响55

4.1.4 温度的影响56

4.1.6 其他57

4.1.5 流速的影响57

4.2 材料因素58

4.2.1 金属种类的因素58

4.2.2 合金元素和微量杂质的影响58

4.2.3 晶体结构、结晶取向与晶体缺陷的影响59

4.2.4 表面状态的影响59

4.2.5 热处理的影响59

4.3 应力作用60

4.3.1 应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳60

1 腐蚀试验的目的和分类61

1.1 腐蚀试验的目的61

第2章 金属腐蚀试验方法概论61

4.3.2 氢脆61

1.2 腐蚀试验的分类62

1.2.1 实验室试验62

1.2.2 现场试验63

1.2.3 实物试验63

2 试验条件与影响因素63

2.1 材料和试样63

2.2 试样表面的制备63

2.3 试样的暴露技术63

2.4 通气65

2.5 温度65

2.6 流速65

2.7 试验持续时间66

2.9 腐蚀产物的清除方法66

2.8 分段试验法66

3 耐蚀性能的评定及表示方法67

4.1 腐蚀试验设计原则69

4 腐蚀试验设计与数据处理69

4.1.1 明确试验目的69

4.1.2 科学地安排试验70

4.2 腐蚀试验数据初步整理71

4.2.1 列表表示法71

4.1.4 对比性试验71

4.1.3 平行试验71

4.2.2 图示法72

4.3 腐蚀试验数据的统计分析73

4.3.1 腐蚀试验数据的误差分析及消除方法73

4.3.2 试验数据重现性和精确度评定74

5 腐蚀失效分析及验证试验74

5.1 腐蚀失效现场考察74

5.1.1 腐蚀失效现场记录74

5.1.2 腐蚀失效构件的处理及断口的保存74

5.2.3 腐蚀失效构件的性能测定75

5.2 腐蚀失效构件性能的测定和无损检测75

5.2.1 腐蚀失效构件性能测定及无损检测的必要性75

5.2.2 腐蚀失效构件的无损检测75

5.3.1 断口的宏观分析（断裂源的寻找与判断）76

5.3 腐蚀断裂构件主断面的断口分析76

5.3.2 断口的微观观察77

5.3.3 断裂途径与显微组织的关系79

5.3.4 断口产物的分析79

5.3.5 断口分析79

5.4 腐蚀失效原因的判定及重现性实验79

5.4.1 检验数据的处理79

5.4.2 图片处理80

5.4.3 重演性实验80

5.5 总结及分析报告81

参考文献81

1.2 参比电极85

第2篇金属腐蚀主要形态及其实验室测试技术第1章金属腐蚀电化学测试技术85

1 电极电位测定85

1.1 绝对电极电位与相对电极电位85

1.4 电极电位测量87

1.5 电极电位测量应用实例87

1.3 自然腐蚀电位（开路电位）87

2 极化曲线测量88

2.1 极化曲线原理88

2.2 极化曲线测量方法88

2.3 稳态和准稳态测量系统89

2.5.1 真实极化曲线（也称理想极化曲线）与实验极化曲线（也称表观极化曲线）90

2.4 动态扫描测量系统90

2.5 极化曲线分析90

2.6.1 极化曲线外延法测定金属腐蚀速度91

2.6 极化曲线应用举例91

2.5.2 活化极化控制、浓差极化控制和钝化极化控制的极化曲线91

2.6.2 阳极极化曲线评定耐蚀合金92

2.6.3 极化曲线在缓蚀剂保护中的应用93

3 极化电阻技术测量腐蚀速度93

3.1 极化电阻方程式93

3.2 线性极化方程式94

3.4 确定常数的方法94

3.3 线性极化电阻的测量94

3.4.3 从电化学特性计算ba和bc值95

3.4.2 挂片失重校正法95

3.4.5 查文献数据或估计95

3.5 误差分析95

3.4.1 极化曲线法95

3.4.4 弱极化区测量法95

3.6 弱极化区测量方法97

3.6.1 Engell两点法97

3.6.2 Barnartt三点法97

3.6.3 Mansfeld曲线重合法97

3.6.4 杨璋四点法和截距法98

3.6.5 曹楚南近似法99

4.1.2 腐蚀金属电极的等效电路99

4 电化学阻抗谱99

4.1 电化学阻抗的基本概念99

4.1.1 电化学阻抗的定义和特点99

4.1.3 阻抗的图示100

4.1.4 Warburg扩散阻抗101

4.2.1 电解池的阻抗101

4.2 电化学阻抗谱的实验测量101

4.2.2 阻抗测量的基本原理102

4.2.3 阻抗测量线路102

4.2.4 阻抗测量的各种方法103

4.2.6 阻抗谐波分析103

4.2.5 阻抗的时域测量103

4.3.1 图解分析阻抗数据104

4.3 电化学阻抗的数据处理104

4.3.2 用等效电路处理阻抗数据105

4.3.3 用阻抗数学模型处理数据105

4.4 电化学阻抗在金属腐蚀研究中的应用106

4.4.1 均匀腐蚀速度的监测106

4.3.4 K-K转换与阻抗数据分析106

4.4.3 研究缓蚀剂107

4.4.2 评定有机涂层107

4.4.4 研究钝化和点腐蚀108

5 实验电位－pH图绘制技术108

5.1 电位－pH图简介108

5.2 实验电位－pH图的制作109

6 高温电化学测试技术111

6.1 高温高压容器112

6.2 参比电极112

6.3 IR降引起的测量误差113

第2章金属的全面腐蚀测试114

1.1.1 试验装置114

1.1 全浸法浸泡试验114

1 浸泡试验114

1.1.2 试验条件115

1.1.3 结果评定116

1.2 半浸法浸泡试验118

1.3 间浸法浸泡试验119

2 盐雾试验119

2.1 中性盐雾试验（NSS试验）120

2.1.1 试验设备120

2.1.2 试验溶液120

2.2.2 试验溶液122

2.2.4 结果评定122

2.2.3 试验条件122

2.1.4 结果评定122

2.2 醋酸盐雾试验（ASS试验）122

2.2.1 试验设备122

2.1.3 试验条件122

2.3 铜加速醋酸盐雾试验（CASS试验）123

2.3.2 试验溶液124

3 加速腐蚀试验124

3.1 电解加速腐蚀试验（EC试验）124

2.3.3 试验条件124

2.3.1 试验设备124

2.3.4 结果评定124

3.2 腐蚀膏试验（Corrodokote试验或125

CORR试验）125

3.2.1 腐蚀膏的配制126

3.2.2 试验条件126

3.2.3 结果评定126

3.3 湿热试验126

3.3.1 试验设备126

3.3.2 试验方法126

3.4 模拟工业大气的SO2试验127

3.3.3 结果评定127

3.4.4 结果评定128

3.5 硫酸露点腐蚀试验128

3.4.3 二氧化硫制备方法128

3.4.1 试验设备128

3.4.2 试验条件128

3.5.1 机理129

3.5.2 影响因素129

3.5.3 防止措施131

3.5.4 硫酸露点温度测定方法132

3.5.5 硫酸露点腐蚀试验方法133

4 磨耗腐蚀试验134

4.1 冲刷腐蚀试验135

4.2 空泡腐蚀试验135

4.3.1 试验方法137

4.3 微动腐蚀试验137

4.4 稳态和暂态型的腐蚀磨损试验138

4.3.2 性能评定138

4.3.3 电化学测试138

4.3.4 展望138

4.4.1 稳态型腐蚀磨损试验138

5.1.1 标准试验法139

5.1 几种常用高温氧化试验方法139

4.4.2 暂态型腐蚀磨损试验139

5 高温氧化试验139

5.1.2 连续称重法139

5.1.4 慢应变速率法140

5.2.1 试验设备140

5.1.5 热震法140

5.2 试验条件140

5.1.3 振动法140

5.2.2 试样141

5.2.3 安放试样的器皿141

5.2.4 试验温度及时同141

5.2.5 试样装炉和出炉141

5.3 结果评定141

5.3.1 失重法141

5.3.2 增重法142

5.3.3 测厚法142

6 热腐蚀试验142

6.1 试验方法143

6.1.2 涂盐法143

6.1.5 盐膜热振法143

6.1.4 连续供盐凝聚法（又称迪安装置试验法）143

6.1.3 淋盐法143

6.1.1 坩埚法143

6.1.6 电化学法144

6.1.7 喷烧法144

6.2 各种方法的比较144

7 液态金属和熔盐腐蚀试验144

7.1 液态金属腐蚀特征145

7.1.1 液态金属腐蚀类型145

7.1.2 液态金属腐蚀特征145

7.2.1 熔盐腐蚀类型和特征146

7.1.3 各种钢在常用液态金属中的耐蚀性146

7.2 熔盐腐蚀特征146

7.2.2 金属在熔盐中的腐蚀147

7.3 液态金属和熔盐腐蚀试验方法150

7.3.1 静态坩埚密封法试验151

7.3.2 静态炉密封法试验151

8 高温抗渗碳试验152

7.3.3 摇摆法试验152

7.3.5 强制循环法回路试验152

8.1 高温抗渗碳试验方法153

8.1.1 固体渗碳法153

8.1.2 气体渗碳法153

8.2 渗碳程度的评定方法153

8.2.1 增重法153

8.2.2 金相法154

8.2.3 剥层化学分析法155

8.2.4 力学性能法155

1.1 定义156

1.2 特征156

1 概述156

第3章晶间腐蚀测试评定156

1.3 影响因素158

1.3.1 成分的影响158

1.3.2 组织的影响161

1.3.3 热处理工艺的影响162

1.3.4 冷加工的影响163

1.3.5 环境的影响163

1.4 控制措施164

1.4.1 基于合金成分方面的控制措施164

1.4.2 基于析出部位方面的控制措施165

1.4.3 基于热力学方面的控制措施165

2 示例165

2.1 不锈钢165

2.1.1 奥氏体不锈钢165

2.1.2 铁素体不锈钢166

2.2 铁基高镍耐蚀合金167

2.1.3 奥氏体－铁素体双相不锈钢167

2.3 镍基耐蚀合金168

2.4 铝及其合金169

2.4.1 铝169

2.5 其他金属材料170

2.4.2 铝合金170

3 测试方法171

3.1 说明171

3.2.1 化学浸蚀法174

3.2 方法简介174

3.2.2 电化学法175

3.3 原理176

3.4 特点178

3.5 应用范围181

3.6 应用实例185

3.7 要点188

3.7.1 方法选择要点188

3.7.2 试验装置要点188

3.7.3 取样及试样制备要点188

3.7.4 操作要点189

3.8 评定方法192

3.8.1 试验标准中推荐的评定方法192

1.2 特征194

1.1 定义194

3.8.2 其他评定方法194

1 点腐蚀概述194

第4章点腐蚀测试评定194

1.3.1 环境因素196

1.4 点蚀危害性及某些实例196

1.3.2 材料因素196

1.3 主要影响因素196

1.5 防护与控制措施197

2 点蚀敏感性的试验评定和研究方法197

2.1 化学浸泡法198

2.1.1 三氯化铁试验198

2.1.2 临界点蚀温度试验200

2.2 电化学测试法201

2.2.1 动电位法测点蚀电位202

2.2.2 恒电位法测点蚀电位205

2.2.3 恒电流法测点蚀电位205

2.2.4 再钝化时间法（即划伤法）测点蚀电位205

2.2.5 点蚀发展速率（PPR）试验206

2.2.6 扫描微参比电极技术207

2.2.7 恒电位区段法207

2.2.8 电化学噪声法208

2.2.9 电位-pH图在点蚀研究中的应用208

2.2.11缓蚀电位（Ei）212

2.2.10点蚀前兆电位（Ez）212

2.3 点蚀数据的统计分析213

2.2.12小结213

1 缝隙腐蚀概述214

1.1 定义214

1.2 特征214

第5章缝隙腐蚀测试评定214

1.3 主要影响因素215

1.3.1 缝隙的几何因素216

1.3.2 环境因素216

1.4 控制措施216

2 缝隙腐蚀敏感性的试验评定和研究方216

法216

2.1 浸泡试验法216

1.3.3 材料因素216

2.1.1 三氯化铁试验217

2.1.2 多缝隙试样试验219

2.1.4 活性炭加速试验220

2.1.3 临界缝隙腐蚀温度试验220

2.2.1 临界（再钝化）电位测试法221

2.2 电化学测试法221

2.2.2 以（Eb-Ep）差值为判据的方法223

2.2.3 去钝化pH值比较法225

2.2.4 稳态pH与去钝化pH值比较法227

2.3 预测不锈钢缝隙腐蚀性能的数学模型及实验研究229

第6章应力腐蚀开裂测试评定232

1 定义和特征232

1.1 定义232

1.2 SCC的特征233

1.2.1 力学特性233

1.2.2 环境的特性233

1.2.3 冶金学特性237

1.2.4 形态特征238

2.3.2 恒变形法240

2.1 试验目的240

2.3 试验方法240

2.3.1 恒载荷法240

2 应力腐蚀开裂的试验方法240

2.2 加速试验的途径240

2.3.3 恒应变速率法（或称慢应变速率加载法）242

2.3.4 断裂力学试验方法244

2.4 应力腐蚀开裂试验方法标准246

2.3.5 环境体系——腐蚀介质的加入方法246

2.5 应力腐蚀开裂试验数据的处理和评定247

2.6 标准应力腐蚀开裂试验方法实例248

2.6.1 NACE TM01-77金属在常温下抗硫248

化物应力腐蚀开裂标准试验方法248

2.6.2 ASTM G35-1973不锈钢和有关镍－252

铬－铁合金在连多硫酸中应力腐蚀开252

裂敏感性的测定方法252

第7章腐蚀疲劳测试评定253

1 定义、特征及实例253

1.1 定义253

1.2 腐蚀疲劳断裂的特征254

1.2.1 力学特征254

1.2.3 形态特征256

1.2.2 介质特征256

1.3 实例261

2.1 腐蚀疲劳试验目的263

2 腐蚀疲劳试验方法263

2.2 腐蚀疲劳试验中的加载方法264

2.3 腐蚀介质的加入方法265

1 定义、特征及实例266

1.1 氢损伤的定义及其发展266

1.2 氢损伤的分类266

2 氢腐蚀和氢脆的特征及其影响因素266

第8章 氢损伤测试评定266

2.1 氢腐蚀的特征266

2.2 影响氢腐蚀的因素268

2.2.1 温度和压力268

2.2.2 含碳量的影响269

2.2.3 合金元素的影响269

2.2.4 热处理的影响269

3 氢脆的特征270

3.2 延迟破坏270

3.1 拉伸性能的表观规律270

2.2.5 冷加工影响270

3.3 氢脆断裂的形态特征271

4 实例——高强度螺栓的氢脆开裂273

5.5 慢应变速率法275

5.6 氢渗透法275

5.4 σ-tF法275

5.3 爆破压力法275

5.2 断面收缩率比较法275

5.1 弯曲次数法275

5 评定氢脆的试验方法275

5.7 氢的放射性同位素照像法276

第9章 电偶腐蚀测试评定277

1 定义、影响因素及实例277

1.1 电偶腐蚀定义与电偶序277

1.3.1 电偶腐蚀破坏举例278

1.2.3 面积影响278

1.3 电偶腐蚀实例278

1.2.2 距离影响278

1.2.1 环境影响278

1.2 电偶腐蚀影响因素278

1.3.2 电偶腐蚀原理的应用279

2 电偶腐蚀测试方法280

2.1 试样制备280

2.1.1 试样材料要求280

2.1.2 试样形状与尺寸280

2.1.3 试样制备方法280

2.1.4 试样数量280

2.2 实验室试验280

2.2.1 试验仪器280

2.2.2 试验条件280

2.2.3 试验步骤280

1 定义281

第10章选择性腐蚀测试评定281

2.3.1 试验环境281

2.2.4 试验结果的评定281

2.3 现场试验281

2.3.2 试验方法281

2.2.2 溶解－沉积机理282

2 黄铜脱锌腐蚀282

2.2.1 选择性溶解机理282

2.1 特征282

2.2 机理282

2.4.1 控制合金成分283

2.2.3 综合机理283

2.3 影响因素283

2.4 防止措施283

2.3.2 介质的影响283

2.3.1 合金成分的影响283

3.1 青铜的脱铝、脱锡和脱硅284

3.1.1 现象284

3.1.2 影响因素284

3.1.3 防止措施284

3 种常用材料的成分选择性腐蚀284

2.4.3 其他方法284

2.4.2 控制介质侵蚀性284

3.2.1 特点285

3.2.2 影响因素285

3.2.3 防止措施285

3.3 贵金属合金的成分选择性腐蚀285

3.4 灰口铸铁石墨化腐蚀285

3.2 铜镍合金的脱铜和脱镍285

4 几种常用材料的组织选择性腐蚀286

4.2 铝及铝合金286

4.1 不锈钢286

4.4 钛及钛合金287

5 高温条件下的选择性腐蚀287

5.1 高温氧化性气氛下的选择性氧化和内氧化287

4.3 镍及镍合金287

5.2 高温还原性气氛下的脱碳腐蚀288

5.3 高温熔盐中的选择性腐蚀288

5.4 高温液态金属中的选择性腐蚀288

6 选择性腐蚀测试评定方法288

6.1 黄铜脱锌腐蚀性能的测定288

6.2 成分选择性腐蚀的电化学试验方法289

6.2.1 恒电位极化试验法289

6.1.4 结果评定289

6.1.1 试验设备289

6.1.2 试样制备289

6.1.3 试验条件289

6.3 组织选择性腐蚀试验方法290

6.2.2 恒电流极化试验法290

6.2.3 旋转圆盘电极试验法290

6.4.1 外观检验291

6.4.2 质量变化291

6.4 选择性腐蚀倾向的评定指标291

6.4.3 学性能292

6.4.4 显微组织292

6.4.5 脱合金系数292

参考文献292

第3篇现场腐蚀试验301

第1章大气腐蚀试验301

1 大气腐蚀及其腐蚀特点301

1.1 大气腐蚀的分类301

1.2 大气腐蚀的特点301

1.2.1 表面清洁金属的腐蚀301

2 大气腐蚀试验方法302

1.2.2 表面带锈层金属的腐蚀302

2.1 大气暴露腐蚀试验302

2.1.1 试验站场所的选择303

2.1.2 暴晒装置303

2.1.4 环境因素的测定303

2.1.3 试样303

2.2 实验室加速试验305

2.1.5 记录和评定305

2.2.1 盐水喷雾试验法306

2.2.2 人工气候试验法306

2.2.3 潮湿箱试验法306

3.1 降雨和结露的影响306

3.2 气温的影响306

3 大气腐蚀的影响因素306

3.3 SO2的影响307

3.4 海盐颗粒的影响307

3.5 固体尘粒的影响307

4.1 使用耐候钢310

4 防止大气腐蚀的方法310

4.2 覆盖层保护311

4.3 其他314

第2章海水及淡水中的腐蚀试验317

1.2 海洋环境的分类及腐蚀特点317

1.1 海水的特点317

1 海洋环境及其腐蚀特点317

1.3 海水中异种金属接触的电偶腐蚀318

2 淡水的分类及其腐蚀特点319

2.1 淡水的分类319

2.2.1 氧的阴极还原反应决定腐蚀的程度320

2.2 金属材料在淡水中的腐蚀特点320

2.2.2 金属阳极反应不均匀引起的局部腐蚀321

3 试验方法321

3.1 海水腐蚀试验321

3.1.1 海水腐蚀试验的目的和内容321

3.1.2 试验地点的选择322

3.1.3 试验装置与试样322

3.1.4 试验记录和评定323

3.2 淡水腐蚀试验323

3.3 实验室加速试验323

3.3.1 电连接模拟试验323

3.3.3 盐雾试验324

3.3.4 流动水腐蚀试验324

3.3.2 干湿交替试验324

4.1 盐度的影响325

4.2 pH值的影响325

4.3 溶解氧量的影响325

4 海水和淡水腐蚀的影响因素325

4.4 温度的影响326

4.5 流速的影响327

4.6 溶解物质的影响327

4.7 生物的影响327

5 防护措施328

5.1 合理选用金属材料328

5.1.1 淡水环境中通常使用的金属材料328

5.1.2 海水环境中使用的金属材料329

5.2 涂层保护331

5.3.2 外加电流法333

5.3 阴极保护333

5.3.1 牺牲阳极法333

5.3.3 阴极保护的保护电位值334

5.3.4 联合保护334

5.4 其他334

5.4.1 添加缓蚀剂334

5.4.2 防蚀绷带－保护套334

第3章土壤腐蚀试验335

1 金属的土壤腐蚀及其腐蚀特点335

2 影响土壤腐蚀的因素336

2.1 土壤透气性336

2.2 土壤电阻率336

2.3 土壤pH值336

2.4 土壤含水量337

2.5 土壤氧化还原电位和细菌腐蚀337

2.6 土壤含盐量337

3 壤中各种金属的耐蚀特性338

3.1 铸铁、低合金钢338

4.2 浓差电池腐蚀339

4.4 高温引起的异常腐蚀339

4.3 pH差腐蚀电池339

4 土壤中的异常腐蚀339

4.1 异种金属接触腐蚀（电偶腐蚀）339

3.2 不锈钢、非铁金属材料339

5.1 埋藏试验340

5 土壤腐蚀试验340

4.5 杂散电流腐蚀（电蚀）340

5.2 土壤腐蚀性评定341

5.2.1 简单土壤腐蚀性评价341

5.2.2 复杂土壤腐蚀性评价342

5.3 土壤腐蚀性的定量估算347

6 土壤物理、化学性质的测试方法347

6.1 壤理化性质分类347

6.2 现场测试点的选择347

5.4 土壤腐蚀试验方法的比较347

6.3 土壤样品的野外采集和实验室处理348

6.3.1 土壤样品的野外采集348

6.4 土壤物理、化学性质的测试方法349

6.3.2 土壤样品分析前的实验室处理349

6.4.2 土壤电阻率测定349

6.4.1 土壤类型349

6.4.4 土壤pH值测定352

6.4.3 土壤含水量测定352

6.4.5 土壤氧化还原电位测定353

6.4.6 土壤化学性质的分析方法354

7 防止土壤腐蚀的方法354

7.1 防腐蚀方法及其比较354

7.2 选择防腐蚀方法的依据354

7.4 阴极保护356

7.3 防腐蚀绝缘层的性能要求356

参考文献361

第4篇非金属材料耐腐蚀性能测试365

第1章概述365

1 化学腐蚀与物理腐蚀365

2 偶联剂的作用机理366

3 试验方法与评定367

3.1 以K值来评定367

2.1 低分子化合物的溶解过程368

2.2 非晶态聚合物的溶胀和溶解368

2 溶剂对聚合物的作用368

1 塑料在化工防腐蚀上的应用368

3.2 以腐蚀后试样质量和强度变化来评定368

第2章塑料、纤维增强塑料耐腐蚀性能测试368

3.3 以腐蚀后试样质量、体积、硬度以及试样介质等的变化来评定368

2.4 聚合物在溶剂中的稳定性369

2.3 结晶聚合物的溶解369

3.1 聚烯烃的耐化学性能370

3 聚合物的分子结构与耐化学性370

3.2 聚芳烃的耐化学性能371

3.3 聚二烯烃的耐化学性能371

3.4 含氯、氟聚合物的耐化学性能372

3.5 含羟基聚合物的耐化学性能372

3.7 聚酰胺、聚氨酯的耐化学性能372

3.6 聚酯的耐化学性能372

3.8 聚缩醛的耐化学性能373

4 塑料吸水性能测试373

4.1 塑料吸水性试验标准方法373

4.2 方法要点373

4.2.1 试样及预处理373

4.2.2 试验条件373

4.2.3 试验步骤373

5.1 标准方法374

5 硬质微孔塑料吸水率的测定374

4.2.4 试验结果计算374

4.3 各种塑料吸水性试验方法比较374

5.2 方法要点375

5.2.4 步骤375

5.2.2 仪器及材料375

5.2.3 试样375

5.2.1 原理375

5.2.5 计算376

6 玻璃钢吸水性试验方法376

6.1 标准方法376

6.2 方法要点376

6.2.1 试样尺寸及数量376

6.2.2 试验条件376

6.2.3 试验步骤377

6.2.4 计算377

7.2 方法要点377

7.1 标准方法377

7 玻璃纤维增强塑料耐水性能测试377

8 玻璃纤维增强塑料耐水性加速试验378

方法378

8.1 标准方法378

8.2 方法要点378

9 塑料耐液体化学介质性能测试379

9.1 标准方法379

9.2 方法要点379

10 塑料耐油性能的测试382

10.2 方法要点382

11 玻璃纤维增强塑料用不饱和聚酯树382

脂耐碱性能测试382

11.1 标准方法382

11.2 方法要点382

10.1 标准方法382

12.1 标准方法383

12.2 方法要点383

测定383

12 玻璃纤维增强塑料耐化学药品性能383

13 玻璃纤维增强塑料耐湿热性能测试384

13.1 标准方法384

13.2 方法要点384

1.3.1 紫外光的影响385

第3章耐老化性能的测试评定385

1.3 原因和影响因素385

1.2 特征385

1 高分子材料老化原理385

1.1 定义385

1.3.2 氧的作用386

1.3.3 热和温度的影响386

1.3.4 水分的影响387

2 高分子材料自然老化试验方法387

2.1 自然气候暴露试验方法387

2.1.1 标准方法387

2.1.2 方法要点387

3.1.1 试验设备392

2.2.1 标准试验方法392

3.1 人工气候试验方法392

3 高分子材料人工加速老化试验方法392

2.2.2 方法要点392

2.2 耐光性试验方法392

3.1.2 标准方法393

3.1.3 方法要点393

3.2.2 方法要点394

3.2 热老化试验方法394

3.2.1 标准试验方法394

3.1.5 试验结果394

3.1.4 试验步骤394

3.3 湿热老化试验方法396

3.3.2 方法简介396

第4章橡胶、涂料、防锈油脂耐腐蚀性能试验方法397

1 橡胶397

1.1 扯断法397

1.2 体积法和称重法397

1.3 橡胶薄膜的浸油增厚试验398

1.4 橡胶薄膜浸油减重试验398

2 涂料398

2.1 常温耐盐水性的测定398

2.2 耐加温盐水性能的测定398

2.3 耐酸碱性的测定398

3.3 结果判断399

3.2 试验方法399

3.1 准备工作399

3 防锈油脂399

参考文献400

一、 中国国家标准项目401

附 录401

附录 有关金属腐蚀试验标准方法401

二、 国际标准项目402

三、 其他国家标准项目403

第二部分摩擦学411

第1篇 总 论411

第1章概论411

第2章磨损问题的系统分析412

1 磨损特性不是材料固有特性412

2 磨损系统概念412

3 磨损的系统表征413

4 配副性414

第3章摩擦过程系统结构元素的相互作用416

1 摩擦副两元素的相互作用416

2 润滑剂与摩擦副材料相互作用417

3 环境气氛与其他结构元素相互作用421

3.1 环境气氛与摩擦副材料相互作用421

3.2 环境气氛与润滑剂相互作用425

第4章摩擦过程结构元素性能变化427

1 表面形貌变化427

2 表面层成分变化428

3 表面层结构429

第5章磨损试验430

1 磨损试验的特殊性和复杂性430

2 实验室磨损试验430

3 应应用性试样试验方法431

3.1 应用性试样试验的模拟原则431

3.2 应用性试样试验方法设计432

3.3 应用性试样试验的注意事项433

2 分析434

4.1 往复磨损试验机试验方法434

4 实验室模拟试验方法的制定434

3 改善措施434

1 问题的提出434

第6章应用实例434

3.4 应用性试样试验机的选择434

4.2 环块磨损试验机试验方法435

5 实验室快速试样试验结果435

6 柴油发动机全速全载荷1000h台架强436

参考文献436

化试验和结果436

第2篇摩擦测试441

第1章概论441

2 摩擦443

1 固体表面及其接触443

第2章名词术语443

第3章 固体表面及其接触444

1 表面形貌444

1.1 表面形貌图形表示法445

1.2 表面形貌参数表示法445

2 表面形貌的测量445

2.1 表面形貌测量方法简介445

2.2 触针测量法445

3 表面性质450

5.1.1 赫兹理论——弹性接触解法451

5.1.2 塑性接触451

5.1 接触力学451

5 表面接触过程451

4 表面能451

5.2 接触物理和接触化学454

6 真实接触面积的测量454

第4章摩擦及其测试455

1 滑动摩擦455

1.1 滑动摩擦及其测试的一般概念455

7 摩擦测试用表面的制备455

1.2 Stribeck曲线——有润滑表面滑动摩擦的特征456

1.3 滑动摩擦副边界摩擦测试方法准则457

1.4 试样模拟试验测试滑动摩擦458

1.4.1 用于滑动摩擦测试的两分458

力传感器458

1.4.2 MMN-005型双功能粘滑摩擦系数458

试验机458

1.4.3 带计算机的往复摩擦试验仪460

1.4.4 橡胶材料摩擦双轴测试仪460

1.5.2 惯性测试法462

1.5.1 热平衡法462

1.5 零件模拟试验中的间接法测试滑动摩擦462

1.6 零件模拟试验中的直接法测试滑动摩擦465

1.6.1 径向滑动轴承的摩擦测试465

1.6.2 推力滑动轴承的摩擦测试467

2 滚动摩擦468

2.1 滚动摩擦及其测试的一般概念468

2.1.1 对滚动摩擦起主要作用的效应468

2.1.2 滚动摩擦测试的控制条件469

2.1.3 滚动摩擦系数469

2.2 试样模拟试验测试滚动摩擦469

2.2.1 双轮式滚动摩擦试验机471

2.2.2 四轮式滚动摩擦试验机472

3 滑动和滚动复合的摩擦472

3.1 滑动和滚动复合的摩擦及其测试的一般概念472

3.2 试样模拟试验测试滑动和滚动复合的摩擦472

3.3 零件模拟试验测试滑动和滚动复合的摩擦473

3.3.1 齿轮副的摩擦测试473

3.3.2 凸轮－挺杆副的摩擦测试473

1 真空中的摩擦474

1.1 表面污染与真空474

第5章特殊环境中的摩擦及其测试474

1.2 温度对金属摩擦的影响475

1.3 真空下的放气475

2.1 石墨476

2 几种润滑材料的真空摩擦特性476

2.2 二硫化钼477

2.3 氟化石墨478

2.4 氮化硼478

第6章摩擦温度及其测量479

2 摩擦表面温度的测量479

2.1 热电偶479

2.1.1 由摩擦副双方构成的自然热电偶479

1 摩擦表面的温升479

2.1.2 由摩擦副中一方参与构成的自然热480

电偶480

2.1.3 拖曳式热电偶480

2.1.4 插入式热电偶481

2.2.1 红外线辐射温度计481

2.2 红外线测量技术481

2.2.2 红外线热像仪482

2.3 微型薄膜温度传感器482

参考文献484

第3篇 磨损测试及磨损减缓489

第1章概论489

1 概述489

2 磨损试验问题490

3 研究摩擦学的分析工具490

4 磨损类型与影响因素的关系491

第2章名词术语492

第3章磨损类型及减缓磨损的措施495

1 粘着磨损495

1.1 影响粘着磨损的因素495

1.2 提高抗粘着磨损能力的措施500

2 磨料磨损503

2.1 影响磨料磨损的因素503

2.2 提高抗磨料磨损能力的措施510

3 表面疲劳磨损514

3.1 影响表面疲劳磨损的因素514

4.1 影响腐蚀磨损的因素515

4 腐蚀磨损515

3.2 提高抗表面疲劳磨损性能的措施515

4.2 减缓腐蚀磨损的措施517

5 气蚀518

7 微动损伤519

6 液滴冲蚀519

7.1 微动磨损520

7.2 微动腐蚀525

7.3 微动疲劳527

7.4 减缓微动损伤的措施529

1 磨损的表征方法531

第4章磨损的测量531

2 磨损表征方法的选择532

3 一般磨损量测量533

4 称重法533

5 测表法（测长法）534

6 人工基准法537

1 磨损试验方法分类538

1.1 使用试验538

第5章磨损试验方法及试验机538

1.2 实验室试验539

2 试样模拟试验原则539

3 试样试验方法设计539

4 M-2000型磨损试验机540

5 ML-100磨料磨损试验机543

6 MLS-225湿砂橡胶轮磨损试验机544

7 MPX-2000盘销式磨损试验机546

8 MK-200快速磨损试验机547

9 JPM-1型接触疲劳磨损试验机549

10 MH-1型漆膜磨损试验机552

11 定速式摩擦试验机553

12 MM-1000摩擦试验机555

13 微动损伤试验装置556

13.1 微动磨损试验装置557

13.2 微动腐蚀试验装置559

13.3 微动疲劳试验装置560

14 气蚀试验561

14.1 Venturi型气蚀试验装置561

14.2 转盘型气蚀试验装置562

14.3 振荡型气蚀试验装置563

15 液滴冲蚀试验装置565

15.1 旋转轮装置565

15.2 旋转臂装置565

14.4 喷射型气蚀试验装置565

16 橡胶磨损试验机566

16.1 NBS橡胶磨损试验机566

16.2 PICO橡胶磨损试验机567

16.3 格拉西里磨损试验机567

17 零件模拟试验568

17.1 轴承pv值试验568

17.2 密封圈磨损试验装置571

17.3 MCL-1000齿轮磨损试验机572

17.4 超高真空摩擦试验机574

17.5 超高真空原位表面分析摩擦实验装置575

参考文献576

第1章概论583

1.1 润滑剂对摩擦的影响583

第4篇润滑测试583

1 概述583

1.2 润滑剂对磨损的影响584

1.3 润滑剂的冷却降温作用585

1.4 润滑剂的防蚀和减震降噪作用585

2 润滑剂的分类及其性能特点585

2.1 液体润滑剂585

2.2 半固体润滑剂586

2.3 固体润滑剂587

2.4 气体润滑剂587

第2章名词术语587

3.3.1 标准试验方法596

1 概述597

2 液体润滑剂与添加剂597

第3章润滑剂与添加剂597

2.1 润滑油的物理化学性能检验600

2.1.1 粘度的测定600

2.1.2 密度的测定605

2.1.3 颜色607

2.1.4 闪点和燃点的测定608

2.1.5 凝点和倾点的测定609

2.1.6 水分的测定609

2.1.7 机械杂质的测定609

2.1.8 残炭的测定609

2.1.9 灰分的测定610

2.1.10酸值、碱值及中和值的测定610

2.1.11水溶性酸及碱的测定611

2.1.12防锈性试验611

2.1.1 3腐蚀试验612

2.1.14 抗泡性和空气释放性测定612

2.1.15 抗乳化性测定613

2.1.17 氧化安定性测定614

2.1.16 密封适应性指数测定614

2.1.18 水解安定性615

2.1.19 长霉试验615

2.2 润滑油及添加剂的仪器分析616

2.2.1 系统分析的基本程序616

2.2.2 润滑油及添加剂的仪器分析类型617

2.2.3 常用仪器分析方法简介617

2.3.1 内燃机油的模拟台架测试方法623

2.3 润滑油及添加剂的模拟台架测试623

2.3.2 齿轮油的模拟台架测试方法634

3 润滑脂及其添加剂636

2.3.3 液压油的模拟台架试验方法636

3.1 润滑脂的分类637

3.1.1 矿物油润滑脂的分组、命名和代号638

3.1.3 稠化剂的分类和代号639

3.1.2 合成润滑脂的命名和代号639

3.2.1 抗氧化剂641

3.2 润滑脂的添加剂641

3.2.2 抗腐蚀剂642

3.2.3 防锈添加剂642

3.2.4 极压抗磨添加剂642

3.2.5 结构改善剂643

3.3 润滑脂的流变性能及低温性能644

3.3.1 润滑脂锥入度测定方法644

3.3.2 润滑脂的强度极限及其测定方法646

3.3.3 润滑脂的相似粘度及其测定法647

3.3.4 润滑脂的触变性650

3.3.5 润滑脂的机械安定性及其测定方法651

3.3.6 润滑脂的低温转矩测定方法651

3.3.7 润滑脂的低温泵送性测定方法653

3.3.8 润滑脂的滴点测定法653

3.3.9 高温流动性及其测定方法655

3.3.10润滑脂的蒸发性测定方法656

3.3.11 润滑脂的氧化安定性及其测定方法657

3.3.12润滑脂胶体安定性测定方法659

3.3.13润滑脂轴承寿命测定方法660

3.3.14 润滑脂在轴承中的抗漏失性及其测定方法662

3.3.15 润滑脂的降低噪音特性及其测试方法667

3.4 润滑脂的润滑性能667

3.4.1 润滑脂的润滑作用机理667

3.4.2 润滑脂的极压抗磨性测试方法668

3.4.3 润滑脂的抗微动磨损性测试方法670

3.4.4 提高润滑脂润滑性能的途径673

3.5 润滑脂的防护性等性能及其测试方法674

3.5.1 润滑脂的防护性测试方法674

3.5.2 润滑脂的抗水性测定方法675

3.6 润滑脂的有害组分测定方法676

3.6.1 润滑脂机械杂质测定法676

3.6.2 润滑脂水分测定法677

3.6.3 润滑脂皂分测定法677

3.6.4 润滑脂灰分测定法（SH/T 0327）677

3.7 润滑脂与合成橡胶的相容性测试方法677

4 固体润滑剂678

4.1 固体润滑剂的定义与分类678

4.2 一些固体润滑剂的性质679

4.2.1 固体润滑剂的优缺点和主要用途679

4.2.3 固体润滑膜的一般性质680

4.2.2 粉末固体润滑剂的一般性质680

4.3 粉末固体润滑剂的性能测试685

4.3.1 纯度685

4.3.2 水分686

4.3.3 挥发分688

4.3.4 灰分688

4.3.5 水溶物含量689

4.3.6 pH值和酸碱度690

4.3.7 含油量690

4.3.8 粒度及筛余物690

4.3.9 密度694

4.3.10润滑性696

4.4.1 膜厚度698

4.3.11 固体润滑剂粉末的其他评定方法698

4.4 固体润滑膜的性能测试698

4.4.2 附着力699

4.4.3 抗液性704

4.4.4 耐腐蚀性705

4.4.5 耐热性706

4.4.7 硬度707

4.4.8 弯曲和耐冲击性709

4.4.9 耐磨寿命和承载能力710

第4章 润滑剂摩擦学性能的测试方法与713

试验机713

2 试验机713

2.1 四球试验机713

2.2 环－块试验机714

2.3 法兰克斯（Falex）系列试验机716

2.4 LFW系列试验机717

2 拉伸性能719

2.1 塑料拉伸试验方法719

（GB/T 1040—1992）719

第5章 固体润滑材料测试技术719

1 概述719

2.2 玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法（GB 1447—1983）720

2.3 玻璃纤维增强塑料层合板层间拉伸强度试验方法（GB 4944—1996）722

2.4 金属基自润滑复合材料拉伸强度的测定723

3 压缩性能和压溃强度723

3.1 塑料压缩试验方法723

（GB/T1041—1992）723

3.2 玻璃纤维增强塑料压缩性能试验方法（GB 1448—1983）724

3.3 玻璃纤维增强塑料薄层板压缩性能725

试验方法（GB 5258—1985）725

3.4 金属基和无机非金属基自润滑复合材料压缩强度或压溃强度的测定726

（GB 1043—1993）727

4.2 玻璃纤维增强塑料简支梁式冲击试验方法（GB 1451—1983）727

4 冲击韧度727

4.1 塑料简支梁冲击试验方法727

4.3 金属基和无机非金属基自润滑复合材料冲击韧度的测定728

5 弯曲强度729

5.2 玻璃纤维增强塑料弯曲性能试验方法（GB 1449—1983）730

6.1 塑料球压痕硬度试验方法732

（GB 3398—1982）732

6.2 纤维增强塑料巴氏（巴柯尔）硬度试验方法（GB 3854—1983）732

6 硬度732

6.3 金属基和无机非金属基自润滑复合材料硬度的测定733

6.3.1 布氏硬度（GB 231—1984）734

6.3.2 洛氏硬度（GB/T 230—1991）734

6.3.3 维氏硬度（GB/T 4340.1—1999）735

6.3.4 显微硬度（GB/T 4340.1—1999）736

6.3.5 肖氏硬度（GB 4341—1984）736

7 密度736

7.1 塑料密度和相对密度试验方法736

（GB 1033—1986）736

（GB 6343—1 995）738

7.2 泡沫塑料和橡胶表观密度的测定738

7.3 渗透性烧结金属材料的密度和开孔率的测定法（ISO 2738）739

7.4 贵金属及其合金密度测量法739

（GB/T 1423—1996）739

8 膨胀系数740

8.1 塑料线膨胀系数试验方法740

（GB/T 1036—1989）740

8.2 膨胀合金平均线膨胀系数测定法741

（YB 940—1978）741

9 摩擦磨损性能741

9.1 塑料滑动摩擦磨损试验方法741

（GB 3960—1983）741

9.2 塑料－磨轮滚动磨损试验方法742

（GB 5478—1985）742

试验（GB 12444.1—1990）743

9.3 金属磨损试验方法——MM型磨损743

9.4 环－块试验机测定固体润滑材料摩擦磨损性能的试验方法744

10.1 塑料轴承极限Pv值试验方法745

10 极限pv值745

（GB 7948—1987）745

9.5 销－盘式试验机测定固体润滑材料摩擦磨损性能的试验方法745

10.2 各种自润滑复合材料极限pv值试验方法747

1 润滑油的粘温特性748

1.1 粘度指数748

第6章润滑油的粘温特性和粘压特性748

1.2 粘度比749

1.1.2 粘度指数算表749

1.3 常用粘温关系式749

2.2 Cameron幂函数关系式750

2.1 Barus指数关系式750

2.3 Roeland粘压关系式750

2 润滑油的粘压特性750

3 润滑油粘压特性的测定751

2.4 粘度同时随温度和压力变化的关系式751

3.1 落体测定法751

3.3 旋转粘度计测定法752

3.2 毛细管粘度测定法752

3.4 石英振子测定法753

参考文献754

1 概述759

第1章概论759

2 摩擦系数资料759

2.1 材料静摩擦系数759

第5篇摩擦学应用资料759

2.2 常用材料的摩擦系数760

2.3 离合器中摩擦材料的摩擦系数761

2.4 轴承的摩擦系数761

1.1 塑料摩擦磨损的基础763

1 塑料及其填充改性物763

1.1.1 摩擦机理763

1.1.2 磨损机理763

第2章非金属材料763

1.1.3 各种因素对塑料摩擦磨损的影响764

1.2 塑料及其填充改性复合材料的磨擦766

磨损特性766

1.2.1 聚四氟乙烯766

1.2.2 聚甲醛772

1.2.4 聚乙烯774

1.2.3 聚酰胺（尼龙）774

1.2.5 聚氯乙烯（PVC）775

1.2.7 酚醛树脂776

1.2. 6 聚酰亚胺776

1.2.8 聚邻苯二甲酸二丙烯酯778

1.2.9 环氧树脂与不饱和聚酯782

2 碳素材料及其他非金属材料783

2.1 碳素材料783

2.4 金刚石787

2.3 玻璃787

3 结构陶瓷787

2.2 铁梨木787

3.1.2 氧化锆（ZrO2）陶瓷788

3.1.1 氧化铝（A12O3）陶瓷788

3.1.3 氮化硅（Si3N4）陶瓷788

3.1 结构陶瓷的结构和性能788

3.1.5 碳化硅（SiC）陶瓷789

3.1.4 赛隆（Sialon）陶瓷789

3.1.6 陶瓷复合材料789

3.2.1 微断裂790

3.2 结构陶瓷的磨损机理790

3 2.2 摩擦化学磨损790

3.2.4 塑性流动791

3.2.3 热机械磨损及熔化791

3.3 结构陶瓷的摩擦学应用791

3.3.1 陶瓷的用途791

3.3.2 某些陶瓷制品性能792

概述795

第3章金属材料795

2 耐磨钢795

3 耐磨铸铁813

4 轴承的磨损性能820

4.1 轴承合金820

4.2 粉末冶金材料825

第4章减摩耐磨处理827

1 概述827

2 渗碳827

3 渗硼830

4 碳化物被覆处理832

4.1 渗铬833

4.2 渗钒833

4.4 化学气相沉积（CVD）835

4.3 盐浴热浸碳化物覆层的比较835

4 5 物理气相沉积（PVD）837

5.1 体氮化（渗氮）841

5 氮化841

5.2 液体渗氮842

6 渗硫844

5.4 几种氮化层的比较844

8 磷化851

9 离子注入852

10 激光处理853

11 电镀858

第5章润滑材料的选用858

1 概述858

2 润滑油的选用858

2.1 粘度858

2.2 润滑状态859

2.3 抗摩擦耐磨损与极压性能861

2.4 润滑油的安定性862

2.5 润滑油添加剂862

2.6 合成油862

2.7 其他选择因素862

3 润滑脂的选用862

3.1 润滑脂的组成865

3.2 润滑脂的选择865

4 固体润滑剂867

4.2 固体润滑剂的分类868

4.3 石墨868

4.3.1 石墨的一般性质868

4 1 固体润滑剂的基本性能868

4.3.2 石墨的润滑性能与润滑机理869

4.4 二硫化钼870

4.4.1 二硫化钼的一般性能870

4.3.3 石墨的应用实例870

4.4.2 二硫化钼的润滑性能871

4.4.3 二硫化钼的应用实例872

4.5.1 氟化石墨的结构及一般性质873

4.5.2 氟化石墨的润滑性能873

4.5 氟化石墨873

4.6 氮化硼874

4.6.1 氮化硼的结构及一般性质874

4.6.2 氮化硼的润滑性能及应用874

4.7 稀土化合物875

4.7.1 稀土化合物的一般性质875

4.7.2 稀土化合物的润滑性能875

5 自润滑材料876

5.1 自润滑材料的组成877

5.2 高分子自润滑复合材料877

5.2.1 高分子自润滑材料的成型工艺877

5.2.2 高分子自润滑材料的摩擦磨损特性及其应用878

5.3 金属基自润滑复合材料880

5.3.1 金属基自润滑材料的成型工艺882

5.3.2 金属基自润滑材料的摩擦磨损特性882

及其应用882

参考文献883

4.4.6 涂料固体含量测定法（GB/T1725

5.1 塑料弯曲试验方法（GB 9341—1988

1.1.1 粘度指数计算法（GB/T 1995—1998

5.3 金属弯曲试验方法（GB 232—1999