资源描述：
《金属腐蚀4 金属结构材料的耐蚀性课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第四章金属结构材料的耐蚀性金属耐蚀合金化原理常用结构材料的耐蚀性结构材料选择原则内容：一、金属耐蚀合金化原理1.纯金属的耐蚀特性工况：工业上广泛应用的金属结构材料多是合金，需要提高耐蚀性提高方法？耐蚀能力的宏观表现？I.金属的热力学稳定性－－由标准电位值判断P18,表1-7耐蚀能力的宏观表现－三性热力学稳定性E=0V正负高低溶剂pH7的中性溶液0的酸性溶液氢电极平衡电位E(V)-0.4140.000氧电极平衡电位E(V)0.8151.229AK<-0.414V[-0.414,0][0,0.805][0.805,1
2、.229]>1.229E/VII金属的钝性在适当条件下由于发生钝化而获得耐蚀性的热力学不稳定金属（可钝化金属）：Fe,Al,Zr,Ti,Ta,Nb,Cr,Be,Mo,Mg,Ni,Co特征：多数在氧化性介质中易钝化，而在Cl-,Br-,F-等离子作用下，钝态易受到破坏应用：多作为合金元素加入钢中，使合金钝化而提高耐蚀性III腐蚀产物的保护性提高热力学不稳定金属的耐蚀性钝化在腐蚀过程初期或一定阶段生成致密的保护性能良好的腐蚀产物膜，化学转化膜－－机械钝态膜主要工业用耐蚀金属材料：Cu,Ni,Al,Mg,Ti,Zr,等
3、应用比较广泛的合金：铁合金、铜合金、镍合金、钛合金、铝合金、镁合金等2.金属耐蚀合金化的途径腐蚀电流大小表征腐蚀速度腐蚀反应的推动力－系统的热力学稳定性腐蚀过程的阻力提高耐蚀性降低腐蚀速度降低腐蚀电流增大系统阻力减小系统推动力I.减小系统推动力－提高金属的热力学稳定性原理：将热力学稳定性高的合金元素加入到原来耐蚀性不好的纯金属或合金中形成特殊合金，利用合金元素固有的高热力学稳定性提高合金的电极电位，进而提高合金整体的耐蚀性实例：铜中加金，镍中加铜，铬钢中加镍局限性：往往需添加大量的贵金属才有效，成本较高，应用受限
4、II.增大系统阻力－阴极、阳极、电阻2.减弱合金的阴极活性－适用于阴极控制的腐蚀过程措施：1）减少金属或合金中的活性阴极相原理：金属或合金在酸溶液中腐蚀时，阴极析氢反应优先在析氢超电压低的阴极性合金组成物或夹杂物上进行，减少合金中的阴极相，就减少了活性阴极数目或面积，增大阴极极化电流密度，增强阴极极化程度，提高合金的耐蚀性；采用热处理方法：固溶处理等，消除作为活性阴极的第二相2）加入析氢超电压高的合金元素原理：加入析氢超电压高的合金元素合金阴极析氢反应的阻力增大极大降低合金在酸中的腐蚀速度局限性：只适用于基体金属
5、不会钝化、由析氢超电压控制的析氢腐蚀实例：碳钢或铸铁中加入析氢超电压高的砷、锑、铋、锡P83,图4-23.减弱合金的阳极活性－适用范围最广、最有效的提高金属耐蚀合金化途径原理：减弱合金的阳极活性，阻滞阳极过程的进行，提高合金的耐蚀性措施：1）减小阳极相的面积使用条件：腐蚀过程中，合金基体为K，而第二相（如强化相）或合金中其它微小区域（如晶界）为A，减小阳极面积，增大阳极极化电流密度，增加阳极极化程度，降低腐蚀速度实例：Al-Mg合金中强化相Al2Mg3对基体是阳极局限性：实际合金中第二相是阳极的情况很少，绝大多数
6、合金中的第二相都是阴极相，起阴极作用2）加入易钝化的合金元素－－应用最广泛的一种耐蚀合金化途径原理：在钝化能力不强的基体金属中加入更容易钝化的合金元素，提高合金的整体钝性，显著提高耐蚀性实例：铁中加入Cr制备或耐酸钢等工业上大量使用的可钝化基体元素：Fe,Al,Mg,Ni等3）加入阴极合金元素促进阳极钝化－很有发展前途的一种耐蚀合金化措施原理：有可能钝化的腐蚀体系（合金与腐蚀环境），往金属或合金中加入强阴极性元素，会加剧电化学腐蚀的阴极过程，增加阴、阳极电流，当腐蚀电流密度超过钝化电流密度时，阳极出现钝态，腐蚀电
7、流急剧下降III.使合金表面生成电阻大的腐蚀产物膜原理：加入某些元素促使合金表面生成致密腐蚀产物膜，增大体系电阻，有效阻滞腐蚀过程进行实例：耐大气腐蚀钢的耐蚀锈层结构中多含致密结构的非晶态羟基氧化铁，钢中加入Cu,P或P,Cr能促进该保护膜的生成实际耐蚀合金通盘考虑，相互配合各类合金元素的效果，提高综合性能P109表4-23.单相合金的n/8定律－－稳定性阶升定律合金含量耐蚀性1/82/83/8当耐蚀组元的含量相当于n/8(n=1,2,…,7)时，合金的耐蚀性出现突然的阶梯式升高，合金的电位相应随之升高n－稳定性
8、台阶或稳定性边界适用领域：适用于二元及其以上多元系统的固溶体合金注意：1）n/8定律适用于二元及其以上多元系统的固溶体合金；2）并非任何固溶体合金在各种介质中对应n=1,2,…,7时均会出现耐蚀稳定性的依次突升；3）同一合金在不同介质中的稳定性台阶值不同；3）n/8定律是经验规律，确切原因需要你们将来完成；实例：4.主要合金元素对耐蚀性的影响元素特点与作用应用Cr热力学不
