金属腐蚀与防护课件——局部腐蚀

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1、第八章局部腐蚀概述定义局部腐蚀是指金属表面局部区域的腐蚀破坏比其余表面大得多，从而形成坑洼、沟槽、分层、穿孔、破裂等破坏形态。主要类型电偶腐蚀晶间腐蚀选择性腐蚀缝隙腐蚀小孔腐蚀应力腐蚀磨损腐蚀氢损伤危害性举例：局部腐蚀破坏有如下特征:复杂性集中性突发性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，因而形成了可以明确区分的阳极区和阴极区，它们遵循不同的电化学反应规律。(（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，不会减弱，甚至还会不断强化，使某些局部区域的阳极溶解速度一直保持高于其余表面。这是局部腐蚀能够持续进行(发展)的条件。2.电

2、偶腐蚀发生电偶腐蚀的几种情况异金属(包括导电的非金属材料，如石墨)部件的组合。金属镀层。金属表面的导电性非金属膜。气流或液流带来的异金属沉积，也会导致电偶腐蚀问题。电偶腐蚀的影响因素（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)。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)1

3、8-8Mo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(66Ni,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

4、确定电偶对中哪个金属是阳极时绝不能离开环境条件。同一种电偶组合在不同环境条件中不仅腐蚀电位差的数值不一样，甚至可能发生极性反转。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。（2）极化性能一般说来，在阴极性金属M1上去极化剂还原反应愈容易进行，即阴极反应极化性能愈弱，阳极性金属M2的电偶腐蚀效应愈大，造成的破坏愈严重。●●析氢腐蚀在发生析氢腐蚀的环境，与低氢过电位的阴极性金属接触，将造成阳极性金属发生严重的电偶腐蚀。Lg

5、i

6、EE(ioc)`ioclgiglgig`lgiglgig`Lg

7、i

8、(a)活

9、化极化控制腐蚀体系(b)受阴极反应浓度极化控制的腐蚀体系lg(i`g/ig)=bc/(ba+bc)lg(ioc)`/ioc(b)ig=idi`g=i`d阴极反应极化性能对电偶腐蚀电流密度的影响(阴,阳极面积相等)●●吸氧腐蚀如果阴极反应受氧扩散控制，阴极反应速度等于氧分子极限扩散电流密度，ic=id。那么各种金属上阴极反应的极化性能是一样的，此时ig(M2)与阴极性金属的种类无关，仅取决于id的大小，id增大，则ig(M2)增大，阳极性金属M2的电偶腐蚀破坏加剧。（3）阴、阳极表面面积比S1/S2随着阴极性金属M1面积增大，阳极性金属M2的电偶电流密度ig都增大，电偶

10、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。（4）溶液导电性溶液导电性对电偶电流的分布有很大的影响。E`gEgE`gEgLg

11、i

12、Lg

13、i

14、Lgi`gLgig阴极面积Sl`阴极面积SlEE阴极面积由Sl改变到Sl`阳极的电偶电流密度的变化lg=lg=阴极面积Sl对电偶腐蚀电流密度的影响(活化极化控制腐蚀体系)bcba+bci`gigS`lSl3210-2-1012101001000lgiAg(UA/cm2)Al2024/3.5%Nacl阴极属性Cu4130钢304不锈钢Ti-6Al-4V√aiAgV-ａ(mdd)lg(Sc/Sa)或lg(1+Sc/Sa

15、)Al2024的电偶电流密度iAg和溶解速度V-a与面积比Sc/Sa的关系根据Mansfeld等,引自