材料腐蚀与防护见腐蚀形态.ppt

(3)介质中其它阴离子作用； 介质中如存在OH-，SO4 2-等阴离子，对不锈钢点蚀起缓蚀作用。 SO4 2-含量足够高时，能完全把氯离子从表面排挤掉---支持吸附理论 (4)溶液pH值的影响 随着pH值升高．点蚀电位显著地向正移 （5）介质温度的影响 温度升高，对不锈钢来说点蚀电位降低；更易发生腐蚀。 （6）介质流速的影响：一般流速增大，点蚀倾向降低，对不锈钢来说，有利于减少点蚀的流速为1m/s左右，但是若流速过大，则可能发生冲刷腐蚀。 4.4 缝隙腐蚀 缝隙腐蚀是因金属与金属，金属与非金属的表面间存在缝隙，并有介质存在时而发生的局部腐蚀形态。 造成缝隙腐蚀的最敏感缝隙宽度为25~100μm之间，太宽的缝隙腐蚀介质易流动，太窄的缝隙腐蚀介质不易进入。 由于缝隙在工程结构中是不可避免的、所以缝隙腐蚀也是不可完全避免的。 缝隙腐蚀的特征 1．可发生在所有的金属和合金上，特别容易发生在靠钝化耐蚀的金属材料表面。 2．介质可以是任何酸性或中性的侵蚀性溶液，而含有Cl－的溶液最易引发缝隙腐蚀。 3．与点蚀相比，同一种材料更容易发生缝隙腐蚀。当EpEEb时，原有的蚀孔可以发展，但不会产生新的蚀孔；而缝隙腐蚀在该电位区间内，既能发生，又能发展。缝隙腐蚀的临界电位比点蚀电位低。 在初期阶段，缝内外的金属表面发生相同的阴、阳极反应过程。 阳极反应： 阴极反应： 后期阶段，由于缝内缺氧，缝外富氧，形成了“供氧差异电池”。 缝隙腐蚀的机理涉及：金属离子的浓度、氧的消耗、水解反应和酸化作用 缝隙腐蚀的机理与点蚀的机理类似。 缝隙腐蚀机理 缝隙腐蚀的影响因素 一、缝隙的几何因素 : 缝隙的宽度与缝隙腐蚀的速度有关： 缝隙宽度减小，腐蚀速率增加； 缝隙腐蚀还与缝外面积有关： 外部面积增大，缝内腐蚀程度增大； 缝隙外与缝隙内的面积比增大，缝隙腐蚀发生的几率增大，缝隙腐蚀越严重。 二、环境因素 溶液中溶解的氧浓度： 氧浓度增加，缝外阴极还原反应更易进行，缝隙腐蚀加剧。 2．溶液中Cl－浓度： Cl－浓度增加，缝内金属电位负移，缝隙腐蚀加速。 3．温度：温度升高加速阳极反应。 在含氯离子的介质中，各种不锈钢存在一个临界缝隙腐蚀温度 4．pH：只要缝外金属能够保持钝态，pH降低，缝隙腐蚀量增加。 5．腐蚀介质的流速：流速有正、反两个方面的作用。当流速适当增加时，增大了缝外溶液的含氧量，缝隙腐蚀加重；但对于由沉积物引起的缝隙腐蚀，流速加大，有可能将沉积物冲掉，因而缝隙腐蚀减轻。 三、材料因素 对于耐蚀性依靠氧化膜或钝化层的金属或合金，特别容易发生缝隙腐蚀。 不锈钢中Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si等能有效提高钝化膜的稳定性和钝化、再钝化能力，是提高不锈钢的耐缝隙腐蚀性能的有效元素。 防止缝隙腐蚀的措施 1、合理设计： 避免缝隙的形成最能有效地预防缝隙腐蚀的发生。 2、选材： 根据介质的不同选择适合的材料可以减轻缝隙腐蚀。 3、电化学保护： 阴极保护有助于减轻缝隙腐蚀。 4．应用缓蚀剂： 采用足量的磷酸盐、铬酸盐和亚硝酸盐的混合物，对钢、黄铜和Zn结构是有效的，也可在结合面上涂有加缓蚀剂的油漆。 4.5 晶间腐蚀 常用金属及合金都是由多晶体组成，有大量晶界和相界。在某种介质条件下，金属腐蚀可沿晶界进行，造成了晶间腐蚀。这种腐蚀使晶粒之间失去结合力，金属强度丧失，导致构件过早破坏。 一 产生条件 晶间腐蚀是由于晶界原子排列较混乱，缺陷多，已产生晶界吸附（S,P,B,Si等）或析出物（碳化物，硫化物等）这导致晶界与晶粒内化学成分有差异，在适宜的介质中形成腐蚀原电池。 二 产生原因 金属材料在熔炼、焊接和热处理等过程中造成的晶粒间界及其附近区域与晶粒内部的不均匀性。 即晶界和晶粒存在显著的成分和结构的不均匀性，导致电化学上的不均匀性。 晶间腐蚀机理 贫Cr理论：适用于铁素体和奥氏体不锈钢 在晶界处，C与Cr形成碳化物析出，碳化物以Cr23C6（奥氏体）和(Cr,Fe)7C3(铁素体)为主，降低了晶界及附近的固溶Cr含量，在晶界及附近区域形成贫Cr区。 当晶间贫Cr区内Cr含量低于12％时，意味着在腐蚀介质中贫Cr区处于活化状态，而非贫Cr区处于钝态。 贫Cr的晶界为小面积的阳极，非贫Cr的晶内为大面积的阴极，形成小阳极－大阴极的腐蚀微电池，导致晶界快速腐蚀。 2．阳极相理论 当超低碳不锈钢，特别是高C