第六章-全面腐蚀与局部腐蚀.ppt

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1、第六章全面腐蚀与局部腐蚀6.1全面腐蚀6.2点腐蚀6.3缝隙腐蚀6.4电偶腐蚀6.5晶间腐蚀6.6选择性腐蚀6.7应力腐蚀开裂6.8氢损伤16.1全面腐蚀2局部腐蚀全面腐蚀均匀腐蚀不均匀腐蚀按材料腐蚀形态点蚀（孔蚀）缝隙腐蚀及丝状腐蚀电偶腐蚀（接触腐蚀）晶间腐蚀选择性腐蚀6.1.1腐蚀的类型3各部位腐蚀速率接近金属的表面比较均匀地减薄，无明显的腐蚀形态差别同时允许具有一定程度的不均匀性腐蚀的发生在金属的某一特定部位阳极区和阴极区可以截然分开，其位置可以用肉眼或微观观察加以区分同时次生腐蚀产物又可在阴、阳极交界的第三地点形成(1)全面腐蚀(2)局部腐蚀46.1.2全面腐蚀(1)全

2、面腐蚀腐蚀分布于金属的整个表面，使金属整体减薄(2)全面腐蚀发生的条件腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位，而且金属的成分和组织比较均匀(3)腐蚀速率的表示方法均匀腐蚀速率－失重或失厚如通常用mm/a来表达全面腐蚀速率5腐蚀原电池的阴、阳极面积非常小，甚至用微观方法也无法辨认，而且微阳极和微阴极的位置随机变化整个金属表面在溶液中处于活化状态，只是各点随时间（或地点）有能量起伏，能量高时（处）呈阳极，能量低时（处）呈阴极，从而使整个金属表面遭受腐蚀(4)全面腐蚀的电化学特点66.2点蚀7点蚀又称孔蚀，是一种腐蚀集中在金属表面的很小范围内，并深入到金属内部的小孔状腐蚀形态，蚀孔直

3、径小、深度深，其余地方不腐蚀或腐蚀很轻微。通常发生在易钝化金属或合金中，同时往往在有侵蚀性阴离子与氧化剂共存条件下点蚀表面形貌和示意图6.2.1点蚀的概念8点蚀导致金属的失重非常小，由于阳极面积很小，局部腐蚀速度很快，常使设备和管壁穿孔，从而导致突发事故对点蚀的检查比较困难，因为蚀孔尺寸很小，而且经常被腐蚀产物遮盖，因而定量测量和比较点蚀的程度也很困难是破坏性和隐患性最大的腐蚀形态6.2.2点蚀的危害96.2.3点蚀的形貌点蚀的截面金相照片点蚀的断面形状（a）窄深形（b）椭圆形（c）宽浅形（d）皮下形（e）底切形（f）水平形与垂直形10点蚀的形貌11满足材料、介质和电化学三个方

4、面的条件6.2.4点蚀发生的条件当钝化膜或阴极性镀层局部发生破坏时，破坏区的金属和未破坏区形成了大阴极、小阳极的“钝化-活化腐蚀电池”，使腐蚀向基体纵深发展而形成蚀孔(1)点蚀多发生在表面容易钝化的金属材料上（如不锈钢、Al及Al合金）或表面有阴极性镀层的金属上（如镀Sn、Cu或Ni的碳钢表面）12不锈钢对卤素离子特别敏感，作用的顺序是：Cl－>Br－>I－。这些阴离子在金属表面不均匀吸附易导致钝化膜的不均匀破坏，诱发点蚀(2)点蚀发生于有特殊离子的腐蚀介质中13(3)点蚀发生在特定临界电位（点蚀电位或破裂电位Eb)以上（a）E>Eb（b）Eb>E>Ep（c）E≤Ep具有活化-

5、钝化转变行为的金属典型阳极极化曲线和点蚀特征电位将形成新的蚀孔，已有蚀孔继续长大不会形成新蚀孔，但原有蚀孔将继续发展长大原有蚀孔再钝化而不再发展，也不会形成新蚀孔具有活化-钝化转变行为的阳极极化曲线三个区域：点蚀电位Eb——在析氧电位以下由于点蚀而使电流密度急剧上升的电位保护电位Ep——逆向极化曲线与正向极化曲线相交点(或电流降至零)所对应的电位14第一阶段——蚀孔成核（发生）钝化膜破坏理论和吸附理论第二阶段——蚀孔生长（发展）“闭塞电池”的形成为基础，并进而形成“活化－钝化腐蚀电池”的自催化理论6.2.5点蚀机理15当电极阳极极化时，钝化膜中的电场强度增加，吸附在钝化膜表面上

6、的腐蚀性阴离子（如Cl－离子）因其离子半径较小而在电场的作用下进入钝化膜，使钝化膜局部变成了强烈的感应离子导体，钝化膜在该点上出现了高的电流密度。当钝化膜－溶液界面的电场强度达到某一临界值时，就发生了点蚀（1）钝化膜破坏理论16吸附理论认为蚀孔的形成是阴离子(如Cl－离子)与氧的竞争吸附的结果在除气溶液中金属表面吸附是由水形成的稳定氧化物离子一旦氯的络合离子取代稳定氧化物离子，该处吸附膜被破坏，而发生点蚀点蚀的破裂电位Eb是腐蚀性阴离子可以可逆地置换金属表面上吸附层的电位。当E>Eb时，氯离子在某些点竞争吸附强烈，该处发生点蚀（2）吸附理论(吸附膜理论)17金属材料表面组织和结

7、构的不均匀性使表面钝化膜的某些部位较为薄弱，从而成为点蚀容易形核的部位晶界、夹杂、位错和异相组织（3）蚀孔成核位置18表面结构不均匀性，特别是在晶界处有析出相时，如在奥氏体不锈钢晶界析出的碳化物相及铁素体或复相不锈钢晶界析出的高铬相，使不均匀性更为突出此外，由于晶界结构的不均匀性及吸附导致晶界处产生化学不均匀性耐蚀合金元素在不同相中的分布不同，使不同的相具有不同的点蚀敏感性，即具有不同的Eb值例如：在铁素体－奥氏体双相不锈钢中，铁素体相中的Cr、Mo含量较高，易钝化；而奥氏体相容易破裂。点