金属腐蚀原理实验指导书

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1、金属腐蚀原理课程实验实验一失重法测定金属腐蚀速度一实验目的1、通过实验进一步了解金属腐蚀现象和原理，了解某些因素（如不同介质，介质的浓度，是否加有缓蚀剂等）对金属腐蚀速度的影响。2、掌握一种测定金属腐蚀速度的方法——重量法。二实验原理目前测定腐蚀速度的方法很多，如重量法，电阻法，极化曲线法，线形极化法等。所谓重量法，就是使金属材料在一定的条件下（一定的温度、压力、介质浓度等）经腐蚀介质一定时间的作用后，比较腐蚀前后该材料的重量变化从而确定腐蚀速度的一种方法。对于均匀腐蚀，根据腐蚀产物容易除去或完全牢固地附着在试样表面的情况，可分别采用单位时间、单位面积上金属腐蚀后的重量损失或重量增加来表示腐

2、蚀速度：(1-1)式中K——腐蚀速度克/米2·小时（K为负值时为增重腐蚀产物未清除）；s——试样面积米2；t——试验时间小时；W0——试验前试片的重量克；W——试验后试片的重量克（清除腐蚀产物后）对于均匀腐蚀的情况，以上腐蚀速度很容易按下式换算成以深度表示的腐蚀速度：（1-2）式中Ke——一年腐蚀深度毫米/年；d——试验金属的密度克/厘米3。重量法是一种经典的试验方法，然而至今仍然被广泛应用，这主要是因为试验结果比较真是可靠，所以一些快速测定腐蚀速度的实验结果还常常需要与其对照。重量法又是一种应用范围广泛的实验方法，它适用于室内外多种腐蚀实验，可用于评定材料的耐蚀性能。评选缓蚀剂，改变工艺条

3、件时检查防蚀效果等。重量法是测定学金属腐蚀速度的基础方法，学习掌握这一方法是十分必要的。但是，应当指出，重量法也有其局限性和不足。首先，它只考虑均匀腐蚀的情况，而不考虑腐蚀的不均匀性；其次，对于失重法很难将腐蚀产物完全除去而不损坏基体金属，往往由此造成误差，对于晶间腐蚀的情况，由于腐蚀产物残留在样品种不能除去，如果用重量法测定其腐蚀速度，肯定不能说明实际情况，另外对于重量法要想作出K-t曲线往往需要大量的样品和很长的实验周期。本实验是碳钢在敞开的酸溶液中的全浸实验，用重量法测定其腐蚀速度。金属在酸中的腐蚀一般是电化学腐蚀，由于条件的不同而呈现出复杂的规律。酸类对于金属的腐蚀规律很大程度上取决

4、于酸的氧化性。非氧化性的酸，如盐酸，其阴极过程纯粹是氢去极化过程；氧化性的酸，其阴极过程则主要是氧化剂的还原过程。然而，我们不可能把酸类截然分为氧化性酸和非氧化性酸。例如当硝酸比较稀时，碳钢的腐蚀速度随浓度的增加而增加，是氢去极化腐蚀，当硝酸浓度超过30％时，腐蚀速度迅速下降，浓度达到50％时，腐蚀速度降到最小成为氧化性的酸，此时碳钢在硝酸中的腐蚀的阴极过程是：金属腐蚀原理课程实验NO3－＋2H+＋2e→NO2－＋H2O酸中加入适量缓蚀剂能阻止金属腐蚀速度或降低金属腐蚀速度。三实验内容与步骤（一）试样的准备工作1、为了消除金属表面原始状态的差异，以获得均一的表面状态，试样需要打磨。2、试样编

5、号，以示区别。3、准确测量试样尺寸，用游标卡尺准确测量试样尺寸，计算出试样面积，并将数据记录在记录本上。4、试样表面除油，首先用毛刷、软布在流水中清除试样表面黏附的残屑、油污，然后用丙酮清洗，用滤纸吸干，经除油后的试样避免再用手摸，用干净纸包好，放入干燥器中干燥24小时。5、将干燥后的试样放在分析天平上称重，准确度应达0.1mg，称量结果记录在附表中。（二）腐蚀实验1、分别量取500ml下列溶液“20％H2SO4；20％H2SO4＋硫脲（10克/升）；20％HNO3；60％HNO3将其分别放在四个预先冲洗干净的烧杯中。2、将试样按编号分成四组（每组两片），用尼龙丝悬挂，分别浸入以上四个烧杯中

6、。试样要全部浸入溶液，每个试样浸泡深度要求大体一致，上端应在液面以下20mm。3、自试样浸入溶液时开始记录腐蚀时间，半小时后，将试样取出，用水清洗。（三）腐蚀产物的去除腐蚀产物的清洗原则是应除去试样上所有的腐蚀产物，而只能去掉最小量的基本金属，通常去除腐蚀产物的方法有机械法、化学法和电化学方法。本实验试采用机械法和化学法。1、机械法去除腐蚀产物若腐蚀产物较厚可先用竹签、毛刷、橡皮擦净表面，以加速除锈过程。2、化学法除锈目前化学法除锈常用的试剂很多，对于铁和钢来说主要有：（1）20％NaOH＋200g/l锌粉，沸腾5分钟。（2）浓HCl＋50g/lSnCl2＋20g/lSbCl3，冷，直至干净

7、。（3）12％HCl＋0.2％As2O3＋0.5％SnCl2＋0.4％甲醛，50℃，15～40分钟。（4）10％H2SO4＋0.4％甲醛，40～50℃10分钟。（5）12％HCl＋1～2％乌洛托品，50℃或常温。（6）饱和氯化铵＋氨水，常温，直到干净。3、除净腐蚀产物后，用水清洗试样（先用自来水后用去离子水）。再用丙酮擦洗、滤纸吸干表面，用纸包好，放在干燥器内干燥24小时。4、干燥后的试样称重。结果记录在表中