金属结构材料的耐蚀性.ppt

常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属铝与铝合金铝的特性易钝化：铝的标准电位很低，为-1.67V，化学性很活泼，属于热力学不稳定金属。但铝的钝化倾向很大，不仅空气中的氧，而且溶解在水中的氧，及水本身都是铝的良好的钝化剂Al2O3膜的特性：Al2O3膜（在85℃的高温水中，膜由Al2O3·H2O组成），可使铝的电位升高到-0.5V左右。此外，Al2O3膜具有两性特征，即既能溶于强酸（非氧化性酸），又能溶于碱中第31页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属铝与铝合金铝的耐蚀性由Al2O3钝化膜提供破坏铝的钝化膜的环境在非氧化性酸及碱中溶解在存在Cl-、F-、Br-、I-的溶液中发生孔蚀1.5m/s以上腐蚀性介质中高速流体冲击；清水中6m/s以上破坏钝化膜第32页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属铝与铝合金强化钝化膜的环境中性、近中性的水中、大气中；氧化性酸或盐溶液中（浓硝酸、发烟硫酸、铬酸盐、重铬酸盐、硝酸盐等）

大多数有机介质中。硫及硫化物中常用的铝合金种类Al-Cu硬铝，但Cu是强阴极，使耐蚀性变坏Al-Si生成Al2O3和SiO2钝化膜，耐蚀性良好Al-Mn、Al-Mg（Al-Mg-Si、Al-Mn-Mg）。Mn、Mg对铝合金的耐蚀性无害；Al-Mn、Al-Mg合金的耐孔蚀较好第33页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属钛与钛合金钛的特性钛是热力学不稳定金属，其标准电极电位为-1.21V，但它的钝化能力比铝、硅都强，即使在含微量氧或氧化剂的介质中，仅仅依靠H+还原的阴极反应就能促使钛阳极极化致钝，并且在很多介质中的钝态区电位范围很宽钛及钛合金依靠钝化耐蚀第34页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属钛与钛合金强化钝化膜的环境含微量氧或氧化剂介质中生成钝化膜仅靠H+还原就能使钛阳极致钝，在很多介质中钝态区范围很宽各种氧化性介质，包括大气、土壤、沸水、过热蒸汽、铬酸（可至沸腾）、浓硝酸（高温高浓度），除发烟硝酸外在中性、弱酸性氯化物溶液中（由于钛的钝化强度高于Cl-的还原作用），不高于100℃的30%FeCl3溶液中，100℃的任何浓度的NaCl溶液中。25℃的海水中。在王水、次氯酸钠（约100℃）、氯水、湿氯气（约75℃）第35页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属钛与钛合金强化钝化膜的环境若在还原性介质（如盐酸或硫酸）中含有少量氧化剂或添加高价重离子（如铬酸、硝酸、氯、Fe3+、Ti4+、Cu2+、Au3+），或与具有低的析氢超电压的金属铂、钯等相接触，都能使阳极极化。钛钯合金或钛表面渗钯都有相同效果20%NaOH中耐蚀第36页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属钛与钛合金破坏钝化膜的环境纯的非氧化性酸中；室温下小于5%的稀盐酸或稀硫酸，沸点下约为0.3%。氢氟酸、高温稀磷酸、室温浓磷酸

20%以上NaOH发火反应无水氧化性介质中，或含水量低于2%，存在氯气或含NO2的硝酸等强氧化剂时，发生激烈的发火反应第37页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属钛与钛合金钛合金耐蚀钛合金主要是为提高纯钛在还原性介质中的耐蚀性或耐缝隙腐蚀合金元素主要有Pd、Ni、Mo可使耐硫酸和盐酸的能力有很大提高钛及钛合金的氢脆钛非常容易吸收氢、氧、氮。特别是氢，原子半径小，扩散速度大，即使温度不高也容易被吸收而使钛脆化第38页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属钛与钛合金钛及合金的应力腐蚀破裂在高应力下，苛刻的腐蚀条件发生应力腐蚀破裂环境有发烟硝酸、N2O4、醇及有机溶剂、高温氯化物、盐酸等第39页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属高硅铸铁定义：含14.5~18%Si的铁碳合金高硅铸铁的耐蚀性依靠硅合金化获得钝化能力，钝化膜为SiO2保护膜，属于酸性氧化物遵循n/8定律，稳定性台阶n=2（含14.5%Si）耐蚀环境氧化性酸和盐溶液中稳定在非氧化性酸，如任何浓度的硫酸、磷酸、室温下的盐酸、有机酸等溶液中也有良好的耐蚀性第40页，共60页，星期日，2025年，2月5日常用结构材料的耐蚀性依靠钝化获得耐蚀能力的金属高硅铸铁不耐