金属常见的金属腐蚀形式课件.ppt

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1、第三章金属常见的腐蚀形式全面腐蚀和局部腐蚀全面腐蚀：腐蚀在整个金属表面上进行的腐蚀。特点：腐蚀分布较均匀，寿命可预测；腐蚀量大（A↑m↑）因全面腐蚀造成的设备事故占总事故的13.4%。局部腐蚀：腐蚀只集中在金属表面局部区域上进行，其余大部分区域几乎不腐蚀，这种破坏现象称为局部腐蚀。特点：面积可大可小；种类：电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀破裂等全面腐蚀31.5%应力腐蚀破裂21.6%腐蚀疲劳1.8%小孔腐蚀15.7%晶间腐蚀10.2%磨损腐蚀9.0%缝隙腐蚀1.8%选择性腐蚀1.1%

2、全面腐蚀8.5%应力腐蚀破裂45.6%腐蚀疲劳8.5%小孔腐蚀21.6%晶间腐蚀4.9%高温氧化4.9%氢脆3.0%Table1:1968~1969年美国Dupont公司金属材料破损调查Table2:1976年日本Mitsubishi化工机械公司化工装置损坏调查全面腐蚀与局部腐蚀的比较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腐蚀破坏主要集中在一定区域腐蚀电池阴阳极在表面上变化，阴阳极无法辨别阴阳极在微观上可以分析电极面积阴极=阳极阳极<<阴极电位阴极=阳极=腐蚀(混合)阴极<阳极腐

3、蚀产物可能对金属具有保护作用Ec=Ea=Ecorr无法保护作用Ec≠Ea电偶腐蚀又称接触腐蚀或双金属腐蚀。合金中呈现不同电极电位的金属相、化合物、组分元素的贫化或富集区及氧化膜、钝化与浓差效应→腐蚀微电池→电偶型腐蚀。这些微区中的电偶现象通常称为腐蚀微电池，不称作电偶腐蚀。阴极保护效应本质：电偶对腐蚀电位不同→腐蚀电池。电偶腐蚀电偶序金属在一定条件下测得的稳定电位的排序。应用电偶序应注意关注电偶对在排序中的位置而不是电极电位。位置接近的电偶对电极电位数值相差不大，通常无明显电偶效应。避免两种相距

4、较远的金属的联合使用影响因素环境因素：腐蚀介质的不同可使金属的极性发生变化。如：Fe-Zn+水溶液→Zn被腐蚀，Fe被保护加热至＞82℃，Zn表面的腐蚀产物成为阴极，而Fe被腐蚀。影响因素面积效应面积效应防止电偶腐蚀设计材料的选择，避免大阴极小阳极；不同金属相连时应加以绝缘；涂层保护；缓蚀剂；控制维持阳极过程的去极剂；易腐蚀的阳极部件应易于更换和修理。点蚀金属的大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微，但局部地方出现腐蚀小孔并向深处发展的现象，称为小孔腐蚀或点蚀。点蚀是一种破坏性和隐患大的腐蚀形态之一，

5、它使失重很小的情况下，设备就会发生穿孔破坏，造成介质流失，设备报废。点蚀特点腐蚀沿重力方向，孔深＞＞孔径；破坏性强，一旦发生，V腐↑；多发生在有自钝化性能的金属上；小孔腐蚀发生于有特殊离子的介质中，溶液中存在活性阴离子，是发生小孔腐蚀的必要条件。腐蚀机理小孔腐蚀的过程包括：1、在钝态金属表面上小孔的成核；2、小孔的成长。在某些条件下，小孔内的金属表面会重新钝化。使小孔腐蚀停止成长。形核在钝态金属表面上，点蚀核优先在一些敏感位置上形成，这些敏感位置(即腐蚀活性点)包括：晶界(特别是有碳化物析出的晶

6、界)，晶格缺陷。非金属夹杂，特别是硫化物，如FeS、MnS是最为敏感的活性点。钝化膜的薄弱点(如位错露头、划伤等)。成长影响点蚀的因素材料因素环境因素金属的性质铝及其合金在含卤素离子的介质中遭受点蚀，是与氧化膜的状态，第二相的存在、合金的退火温度及时间有关。铁如果处于钝态，并且溶液中同时存在Cl-、Br-、I-或ClO4-，它在酸性、中性及碱性溶液中均遭受小孔腐蚀。钛的小孔腐蚀仅发生在高浓度氯化物的沸腾溶液中(42%MgCl2;61%CaCl2;86%ZnCl2均指质量分数)以及加有少量水的溴的

7、甲醇溶液中。镍在含有Cl-、Br-、I-的溶液中阳极极化时，发生小孔腐蚀。不锈钢中Cr、Mo、N及Ni含量增加，会提高对其对小孔腐蚀的耐蚀性。Cr提高钝化膜的稳定性，Mo抑制金属溶解。合金元素提高抗点蚀性能的元素Cr、Mo、Ni、V、Si、N、Ag促进点蚀的元素Mn、S、Ti、Nb冷加工和热处理冷加工使点蚀密度↑尺寸↓；热处理影响大：A不锈钢经固溶处理，具有最佳的耐点蚀性能。表面状态粗糙度↑点蚀↑影响点蚀的因素:腐蚀性介质通常含卤素离子的溶液会使金属发生小孔腐蚀。孔蚀受卤素离子的种类、浓度和与其

8、共存的其他阴离子的种类和浓度的影响。卤素化合物中Cl-的侵蚀性高于Br-和I-。在阳极极化时，介质中只要含有氯离子，即可导致金属发生孔蚀，且随介质中氯离子浓度的增加，孔蚀电位下降，使孔蚀易于发生。影响点蚀的因素:电位与pH值Pourbaix（腐蚀科学和电化学领域国际知名的科学家）实测了铁在10-2mol/L氯化物系统的E—pH图，并叙述了临界电位即钝态区和孔蚀区的界限。实验现象：随着电极电位升高，点蚀敏感性加剧；而随着pH值的增高，点蚀倾向反而减小。实验结论：点蚀与电极电位和pH值有着密切的关系