金属腐蚀的产生与腐蚀速度

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1、金属腐蚀的产生与腐蚀速度当金属和周围介质接触时，由发生化学作用或电化学作用二引起的破坏叫做金属的腐蚀。除少数的贵重金属（如Au、Pt）需要像王水那样的特殊介质外，各种金属都有与周围介质发生作用而转变成离子的倾向，也就是说金属腐蚀是自然趋势（自发的），因此腐蚀现象是普遍存在的。金属腐蚀直接或间接地造成巨大的经济损失，甚至会引起严重的事故；但金属腐蚀有时也会给人类带来好处（如刻字）。因此，我们每一名操作人员都应了解金属腐蚀的产生机理。根据金属腐蚀过程的不同特点，可将其分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。一、化学腐蚀a)单纯由化学作用而引起的腐蚀成为化学腐蚀。化学腐蚀是

2、金属与周围介质的分子或原子直接发生氧化还原反应而引起的破坏。例如电气绝缘油、润滑油、液压油以及干燥空气中的O2、H2S、SO2、CI2等物质与电气、机械设备中的金属接触时，在金属表面生成相应的氧化物、硫化物、氯化物等，都属于化学腐蚀。温度对化学腐蚀的速度影响很大。例如高温水蒸气对锅炉的腐蚀特别严重，将会发生下述反应：1.Fe＋H2O→FeO＋H22.Fe＋H2O→Fe2O3＋H23.Fe＋H2O→Fe3O4＋H2在反应生成一层氧化皮（FeO、Fe2O3、Fe3O4组成）的同时，还会发生脱碳现象。这是由于钢铁中的渗碳体（Fe3C）与高温水蒸气反应的结果：Fe3

3、C＋H2O→+Fe＋CO＋H2b)这些反应都是可逆反应。在渗碳体与水蒸气的反应中，碳从邻近的、尚未反应的金属内部逐渐扩散到反应区，于是金属中的碳逐渐减少，形成脱碳层。由脱碳反应及其它氧化还原反应生成的氢因扩散渗入钢铁内部，使钢铁产生脆性（称氢脆）。钢的脱碳和氢脆会造成刚的表面硬度和内部强度的降低。这是非常有害的现象。二、电化学腐蚀及电极极化作用如果我们将一块化学纯的锌投入稀盐酸中，几乎看不见氢气放出来。但是当用一铜丝接触锌的表面，铜丝上即剧烈地放出氢气，锌粒逐渐溶解。如果用含有较多杂质的工业粗锌投入稀盐酸中，也能明显地观察到有氢气放出。这和一块铜片、一块锌片

4、同时插入稀盐酸中组成铜锌原电池的反应相类似。锌是负极，发生失电子的氧化反应，铜是正极，发生H+得电子的还原反应。这种由于形成了原电池，发生电化学作用而引起的腐蚀称为电化学腐蚀。三、析氢腐蚀析氢腐蚀属于电化学腐蚀，它常发生在酸洗或用酸侵蚀某种较活泼金属的加工过程。当钢铁制件暴露于潮湿空气时，由于表面的吸附作用，就使钢铁表面覆盖一层极薄的水膜。若工厂附近的空气含有较多的二氧化碳、二氧化硫等酸性气体，水膜中将存在下列平衡：CO2＋H2O=H2CO3=H+＋HCO3-SO2＋H2O=H2SO3=H+＋HSO3-由于氢离子的存在，就可能发生析氢腐蚀，并且H+不断得到补

5、充，铁被腐蚀生成的Fe2+，在PH值较高时能以Fe（OH）2沉淀析出，并进一步被氧化成Fe（OH）3。随者温度的升高，腐蚀加剧进行。四、吸氧腐蚀在中性介质，甚至在PH值等于4的溶液中，已不可能发生析氢腐蚀。但腐蚀还是严重存在的。这是什么原因呢？因为阴极发生吸氧腐蚀。当金属发生吸氧腐蚀时，阳极仍是Fe失去电子被氧化成Fe2+离子，但阴极杂质就成为氧电极了。在阴极主要是溶解于水膜中的氧得电子，反应式如下：阳极（Fe）Fe－4e＝Fe2+阴极（杂质）O2＋H2O＋4e＝OH-锅炉、铁制水管等都与大气相通，而且不是经常有水，无水时管道被空气充满，因此锅炉管道系统常含

6、有大量的氧气，所以常有严重吸氧腐蚀。金属的腐蚀速度对不同的金属来说，在相同条件下，金属越活泼，电极电势越负，越易被腐蚀，腐蚀速度也越快；反之，金属越不活泼，电极电势越大，越不易被腐蚀，腐蚀速度也越慢。就同一种金属而言，主要是环境介质的影响，影响因素大致有湿度、温度、空气中的污染物质、溶液状况及生产过程中的人为因素等几种。1.大气相对湿度对腐蚀速度的影响水蒸气的含量多少，即通常所说的大气干湿程度。常温下，金属在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。吸氧腐蚀主要取决于构成电解质溶液的水分出现的机会。在某一相对湿度（临界相对湿度）以下，金属即使是长期暴露于空气中，仍几乎完全

7、不生锈，但是如果超过这一相对湿度时，金属就很快腐蚀。如果金属表面有吸湿性物质（如灰尘、水溶性盐类等）污染，或其表面形状粗糙而多孔时，则临界相对湿度就会大幅度下降。2.环境温度的影响温度的影响一般要和湿度条件综合起来考虑。当湿度低于金属的临界相对湿度时，温度对腐蚀的影响很小，此时无论气温多高，金属也几乎不腐蚀。而当湿度在临界相对湿度以上时，湿度的影响就会相应地增大。此时温度每升高10℃，锈蚀速度提高约2倍。所以在雨季或湿热带，温度越高，生锈越严重。在潮湿的环境中用汽油洗涤零件时，洗后由于汽油迅速挥发，而使零件变冷，表面马上就会凝结一层水膜，所有这些都会引起金属

8、生锈。3.空气中的污染物质的影响SO2、CO2、CI