金属腐蚀机理及分类

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1、1.1金属的腐蚀机理1.1.1金属腐蚀的定义金属及其制品在生产和使用过程中，在周围环境因素的作用下，发生破坏变质，改变了原有的化学、物理、机械等特性，称为金属腐蚀。根据金属腐蚀过程，可以把腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。1.1.2化学腐蚀化学腐蚀是金属与环境介质直接发生化学反应而产生的损伤。特点：○1在腐蚀过程中没有电流产生，○2腐蚀产物直接产生并覆盖在发生腐蚀的地方。○3化学腐蚀往往在高湿的气体介质中发生。钢铁在高温气体环境中很容易被腐蚀，如果同时有盐类或含硫物质存在，则会加速高温氧化，这称为热腐蚀。1.1.3电化学腐蚀航空器上所发生的腐蚀大多数属

2、于电化学腐蚀。一、原电池凡能将化学能转变为电能的装置称作原电池。电化学腐蚀的最显著的特征是电化学腐蚀过程中有自由电子流动，产生电流。二、电化学腐蚀与腐蚀电池电化学腐蚀就是在金属上产生若干原电池（实际上是短路原电池，即称腐蚀电池），金属成为阳极，遭到溶解而发生腐蚀。形成原电池的条件：1、两种金属（或两个区域）之间存在电位差；2、两种金属之间有导电通路；3、有腐蚀环境或腐蚀溶液。铝合金的电化学腐蚀：含有铜的铝合金构件处在潮湿的大气中，在其表面形成一层电解质溶液薄膜。这就构成了腐蚀电池。该腐蚀电池的阳极为电位较低的基体铝（-1.66V），阴极为电位较高的添加元

3、素铜（+0.337V）。电子由铝流向铜，铝遭到溶解。根据组成腐蚀电池的大小，可以把腐蚀电池分为宏电池及微电池两类。造成金属表面电位不同，形成微电池的原因很多，常见的有：（1）金属表面化学组成不均，夹杂有杂质。（2）金属表面组织不均。（3）金属表面生成氧化膜不均匀。（4）金属表面物理状态不均匀。金属在机械加工过程中，受到拉、压、剪切作用，或由于热处理不均匀，造成不同部位表面的内应力和变形不同。通常，变形大，内应力高的地方为阳极，易受到腐蚀。常见金属及其合金的电位：一、Mg及其合金，铝合金5052、5056、5036、6061、6063、5356二、Zn、C

4、d、除以上6种以外的铝合金三、除不锈钢之外的碳钢、合金钢、Fe、Pb、Sn四、Cu、Cr、Ni、Ag、Au、Pt、Ti、钴、铑、不锈钢同一组中，电位基本一致，基本不发生电化学腐蚀；不同组中，第一组电位最低，为阳极，被腐蚀。1.2腐蚀类型1.2.1电偶腐蚀（宏电池腐蚀）两种或两种以上的具有不同电位的金属相接触时产生的腐蚀称为电偶腐蚀。1.2.2牺牲性腐蚀为了保护基体金属，避免基体金属腐蚀，经常采用的较为有效的防护措施是通过滚压、电镀或喷涂等方法，在基体金属上形成一层金属保护薄膜层。这层金属保护薄膜能起到隔离腐蚀介质的作用。同时，这层金属保护薄膜的电位较低，

5、如果保护薄膜受到损伤，遭到腐蚀的首先是金属保护薄膜。例如，在铝合金（2024铝合金）上包覆纯铝（1230）层，则这层包铝层相对于2024铝合金就是阳极。又如，在合金钢上镀锌或镀镉，镀层就是阳极。合金钢上○1镀锌或镀镉，与○2镀铬或镀镍防腐原理相同吗？镀层破损后有何不同？腐蚀速度？○1镀层为阳极○2镀层为阴极1.2.3缝隙腐蚀金属与金属或金属与非金属之间，由于存在特定的狭小缝隙，限制了与腐蚀有关物质（如溶解氧等）的扩散。从而形成以缝隙为阳极的（氧）浓差电池，使缝隙内金属发生强烈的局部腐蚀。这种腐蚀称为缝隙腐蚀。经验表明，缝隙腐蚀通常与在搭接处、垫片底面、螺

6、帽底面、铆钉头周围的缝隙处存在有少量不易流动的积液有关。它通常发生在缝隙内，不易发现。持续地腐蚀可使金属表面产生蚀坑、蚀孔或使表面变粗糙。缝隙腐蚀是铝合金构件中最常见的一种腐蚀形式。对于胶接铝合金结构，如果产生脱胶损伤，形成缝隙，就必然产生缝隙腐蚀。由于缝隙腐蚀发生在缝内，在腐蚀初期很难检测出来。缝隙腐蚀的前期以微电池的电化腐蚀为主导，呈均匀腐蚀型；而到后期形成宏电池腐蚀。缝内介质流动不畅和腐蚀产物的水解催化作用成了加快腐蚀速度的主要因素。大气中，特别是海洋大气中含有氯化钠，它们会沉降在航空器结构上，对航空器结构形成缝隙腐蚀环境。另外，厨房和厕所中渗漏的

7、溶液中也含有氯化物，对航空器结构形成缝隙腐蚀环境。控制或减缓缝隙腐蚀的有效方法是使用防腐剂，排除水分，并阻止水分再进入缝隙中。1.2.4丝状腐蚀丝状腐蚀是一种特殊形式的缝隙腐蚀，多数情况发生在保护膜下面，又称膜下腐蚀或漆膜下腐蚀。它在某些金属保护层下以难以预知的方向扩展。腐蚀产物将漆膜拱起，呈现线丝状。这种腐蚀经常发生在紧固件的头部或蒙皮的边缘处。影响丝状腐蚀的最主要因素是大气的相对湿度。当相对湿度高于65%时，才产生丝状腐蚀；相对湿度高于90%，腐蚀主要表现为漆膜鼓泡。随着湿度的增加，丝状腐蚀线条变宽。丝状腐蚀是一种轻微的表面腐蚀，但如果不及时维修，腐

8、蚀会加重，甚至会在紧固件孔周围发展成晶间腐蚀。1.2.5点腐蚀金属表面上产生的点