腐蚀与防护-第七章_腐蚀的形态及其防护

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1、腐蚀的形态及其防护金属腐蚀破坏的形态应力腐蚀开裂ïïïïîïïïïíìïïïîïïïíì选择性腐蚀晶间腐蚀缝隙腐蚀点腐蚀电偶腐蚀局部腐蚀全面腐蚀按形态分类ïïïîïïïíì磨损腐蚀腐蚀疲劳氢脆应力作用下的腐蚀腐蚀事故所占比例全面腐蚀22％腐蚀疲劳23％应力腐蚀开裂19％磨损腐蚀6％氢脆1％点蚀11％晶间腐蚀8％高温腐蚀2％其它8％（1）定义：腐蚀分布在整个金属表面，结果使金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏（2）电化学特点：腐蚀电池的阴、阳极面积非常小，微电极的位置变化不定，整个金属处于活化状态，只是各点随时间有能量起伏，能量高时为阳极，能

2、量低时为阴极（3）例子：暴露在大气中的桥梁、设备、管道以及其它钢结构的腐蚀一、全面腐蚀（4）全面腐蚀的危害：全面腐蚀往往造成金属的大量损失，但从技术观点看，这类腐蚀并不可怕，不会造成突然的事故，其腐蚀速率较易测定（5）全面腐蚀的防护措施：工程设计时考虑合理的腐蚀裕度合理选材涂附保护层。这是使用最广泛＆普遍的方法加入缓蚀剂电化学保护二、局部腐蚀（1）定义：腐蚀集中在金属表面局部地区，而其它大部分表面几乎不腐蚀，称为局部腐蚀。（2）特点：腐蚀电池的阴、阳极一般是截然分开的。可以用肉眼或微观检查方法加以区分和辨别。（3）危害：材料的总质量损失虽

3、然不大，但危害性大，为突发性破坏，导致的事故较多，控制也较困难（3）发生局部腐蚀的条件①金属方面或溶液方面存在较大的电化学不均一性。②阳极区和阴极区的电化学条件差异在腐蚀过程中一直保持下去。异种金属接触引起的宏观腐蚀同一金属上的自发微观电池，如：点蚀、晶间腐蚀等由差异充气电池引起的局部腐蚀金属离子浓度差异电池引起的局部腐蚀由膜-孔电池或活性-钝性电池引起的局部腐蚀由杂散电流引起的局部腐蚀三、全面腐蚀与局部腐蚀比较项目全面腐蚀局部腐蚀腐蚀形貌腐蚀分布在整个金属表面上腐蚀集中在一定的区域腐蚀电池阴阳极在表面上随机变化，且不可分辨阴阳极在宏观上

4、可分辨电极面积阳极面积等于阴极面积阳极面积远小于阴极面积腐蚀产物可能对金属具有保护作用无保护作用极化图项目全面腐蚀局部腐蚀电位EC=EA=EcorrEC>EA质量损失大小预测性容易预测难以预测评价方法重量法、深度法、电流密度表征法局部最大腐蚀深度法、强度损失法失效事故率低高（1）定义异种金属在同一介质中接触，电位较低的金属溶解加快，造成接触处的局部腐蚀，电位较高的金属溶解速度减小，这就是电偶腐蚀，又称接触腐蚀或双金属腐蚀1.电偶腐蚀（2）条件具有不同腐蚀电位的材料。即同时存在两种不同电位的金属或非金属导体存在离子导电支路。有电解质溶液存在

5、存在电子导电支路。两种金属（或非金属导体）通过导线连接或直接接触（3）发生电偶腐蚀的几种情况①异金属部件的组合。②金属镀层。③金属表面的导电性非金属膜。④气流或液流带来的异金属沉积。案例：英国皇家海军“鹞”式飞机的镁合金轮与不锈钢轴承因发生电偶腐蚀导致失效1962年，英国潜艇一蒸发器上的钢制螺栓固定铜合金板出现严重的电偶腐蚀（4）电偶腐蚀的原理电偶腐蚀效应越大，则电偶腐蚀越严重（5）影响电偶腐蚀的因素①腐蚀电位差表示电偶腐蚀的倾向。两种金属在使用环境中的腐蚀电位相差愈大，组成电偶对时阳极金属受到加速腐蚀破坏的可能性愈大。将各种金属材料在某

6、种环境中的腐蚀电位测量出来，并把它们从低到高排列，便得到所谓电偶序(galvanicseries)。电偶序与标准电极电位的区别一些工业金属和合金在海水中的电偶序铂金石墨钛银Chlorimet3(62Ni,18Cr,18Mo)HastelloyC(62Ni,17Cr,15Mo)18-8Mo不锈钢(钝态)18-8不锈钢(钝态)11~30%Cr不锈钢(钝态)Inconel(80Ni,13Cr,7Fe)(钝态)镍(钝态)银焊药Monel(70Ni,32Cu)铜镍合金(60~90Cu,40~11Ni)青铜铜黄铜阴极性阳极性Chlorimet2(66

7、Ni,32Mo,1Fe)HastelloyB(60Ni,30Mo,6Fe,1Mn)Inconel(活态)镍(活态)锡铅铅-锡焊药18-8钼不锈钢(活态)18-8不锈钢(活态)高镍铸铁13%Cr不锈钢铸铁钢或铁2024铝(4.5Cu,1.5Mg,0.6Mu)镉工业纯铝(1100)锌镁和镁合金注意：比较腐蚀电位从而确定电偶对中哪个金属是阳极时绝不能离开环境条件。不仅环境条件不同，异金属组合的电位关系不同，即使在同一环境中，随着腐蚀过程的进行，两种金属的腐蚀电位相对关系也会改变。③阴、阳极表面面积比S1/S2随着阴极性金属M1面积增大，阳极性金

8、属M2的电偶电流密度ig都增大，电偶腐蚀破坏加重。所以，大阴极小阳极的电偶组合是很有害的，应当避免。②金属特性的影响偶合金属材料的电化学特性（如：极化、钝化等）会影响其电位E`gEgE`gEg