4 金属结构材料的耐蚀性

《4 金属结构材料的耐蚀性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第4章金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理过程装备腐蚀与防护4.2常用结构材料的耐蚀性4.3结构材料选择原则金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.1纯金属的耐蚀性1.金属的热力学稳定性标准电极电位：越正，稳定性越高；越负，越易腐蚀。金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.1纯金属的耐蚀性2.金属的钝化热力学不稳定的金属（如锆Zr、钛Ti、钽Ta、铌Nb、铝Al、铬Cr、铍Be、钼Mo、镁Mg、镍Ni、钴Co、铁Fe等）在适当的条件（氧化性介质）下能发生钝化而提高耐蚀能力。但在含Cl－、Br－、F－等的介质中,钝态易被破坏。3.腐蚀产物膜的保护性能有些热力学不稳

2、定的金属或合金，因在某些介质中生成致密的保护性产物膜而提高耐蚀能力。如：Pb-H2SO4，Fe-H3PO4，Mo-HCl，Mg-HF（或NaOH），Zn-大气。工业用耐蚀金属：Cu、Ni、Al、Mg、Ti、Zr…工业用耐蚀合金：Fe-、Cu-、Ni-、Ti-、Al-、Mg-…金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.2金属耐蚀合金化的途径1.提高金属的热力学稳定性向本来不耐蚀的纯金属或合金中加入热力学稳定性高的合金元素，即提高EA0，此法使合金价格大增。如：Cu＋Au，Ni＋Cu，Cr钢＋Ni2.减弱合金的阴极活性，增强阴极极化程度a.减少金属或合金中的活性阴极面积●减少金属或合金中

3、的阴极性夹杂物的含量；例如降低Al中Fe的含量。●用固溶处理，消除或减少活性阴极相的析出。杂质铁对纯铝在盐酸中腐蚀的影响金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.2金属耐蚀合金化的途径砷对碳钢在硫酸中腐蚀的影响b.加入析氢超电压高的合金元素即提高PK增大合金阴极析氢反应的阻力，可以显著降低合金在酸中的腐蚀速度。如：碳钢和铸铁中加入砷、锑、铋或锡；加入这些元素虽提高耐蚀性，但可能降低力学性能。金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.2金属耐蚀合金化的途径3.减弱合金的阳极活性（最有效，最常用）a.减少阳极相的面积（局限性大）条件：合金基体···阴极，第二相···阳极，如Al

4、-Mg中的Al2Mg3常规：合金基体···阳极，第二相···阴极，如钢中的Fe3Cb.加入易钝化的合金元素如基体元素Fe、Al、Mg、Ni等为可钝化元素但钝化能力不强，再加入易钝化元素(Cr等)可大大提高耐蚀性。c.加入阴极合金元素促进阳极钝化4.使合金表面生成电阻大的腐蚀产物膜即增大体系电阻耐大气腐蚀的低合金钢的耐蚀锈层中一般含有非晶态羟基氧化铁FeOx·(OH)3-2x，其结构致密，保护性非常好。在钢中加入Cu、P或P与Cr，可促成此非晶态保护膜的生成。因此在一般碳钢中加入少量的Cu与P或P与Cr就成了耐大气腐蚀的低合金钢。金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.3单相合金的n

5、/8定律在合金中加入耐蚀性组元含量为1/8、2/8、3/8、4/8···原子分数时，合金的耐蚀性出现突然地阶梯式升越。如：Cu-Ni合金，Fe-Cr合金，Fe-Cr-Ni合金等。合金的耐蚀性的突然阶梯式升越是合金的腐蚀电位阶梯式升高的必然结果。Cu-Ni合金在氨溶液中的稳定性边界条件：单相合金或固溶体合金金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.3单相合金的n/8定律同一合金在不同介质中，其电极电位的稳定性台阶值是不同的。n/8定律是大量实验总结出来的规律，尚无确切的理论解释。金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.4主要合金元素对耐蚀性的影响1.铬--CrCr是铁基、镍

6、基或钛基合金中的基本合金元素。Cr热力学不稳定，但易钝化，并有过钝化倾向。具备钝化条件时（介质氧化能力适当）：随着Cr↑,腐蚀速度Vcorr↓不具备钝化条件时（还原介质或介质氧化能力不足或过高）：随着Cr↑,腐蚀速度Vcorr↑金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.4主要合金元素的影响2.镍--Ni热力学稳定：Ni＞Cr＞Fe；钝化能力：Cr＞Ni＞Fe；Ni可增加合金的热力学稳定性，尤其是在还原性介质中；一般采用Cr-Ni复合合金化；Ni促进奥氏体形成，含量大时得到单相A型不锈钢；但是Ni↑，晶间腐蚀倾向↑。金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.4主要合金元素的影

7、响3.钼--Mo促进Cr不锈钢、Cr-Ni不锈钢、Ni合金、Ti合金的钝化，且Mo量增加,钝化膜厚度增加；提高耐还原性介质的腐蚀能力；提高在Cl－等中的抗孔蚀能力；Mo＞4%时，可提高抗SCC能力金属结构材料的耐蚀性4.1金属耐蚀合金化原理4.1.4主要合金元素的影响4.铜--Cu提高抗大气腐蚀能力；提高抗耐硫酸腐蚀能力(尤其Cu、Mo复合加入不锈钢中)；提高不锈钢抗海水缝隙腐蚀能力。铜含量对钢的