工程材料第六章全面腐蚀与局部腐蚀.ppt

章全面腐蚀与局部腐蚀 ;6.1 全面腐蚀 ;局部腐蚀;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;6.1.2 全面腐蚀;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 ;6.2 点蚀 ;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;6.2.3 点蚀的形貌 ;;满足材料、介质和电化学三个方面的条件;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;(3)点蚀发生在特定临界电位（点蚀电位或破裂电位Eb)以上 ;6.2.7 蚀孔的影响因素;(a) 介质类型 材料通常在特定的介质发生点蚀，如不锈钢容易在含有卤素离子Cl－、Br－、I－的溶液中发生点蚀，而铜对SO42－则比较敏感。 FeCl3 、CuCl2：高价金属离子参与阴极反应，促进点蚀的形成和发展。;(c) 介质温度的影响 在相当宽的范围内，随温度的提高，不锈钢点蚀电位降低。这可能是温度升高，活性点增加，参与反应的物质运动速度加快，在蚀孔内难以引起反应物的积累，以及氧的溶解度明显下降等原因造成的。 ;(d)溶液pH的影响 当pH10时，影响较小 当pH10后，点蚀电位上升 (e)介质流速的影响 流速增大，点蚀倾向降低 对不锈钢有利于减少点蚀的流速为1m/s左右 若流速过大，则将发生冲刷腐蚀 ;改善介质条件——降低溶液中的Cl－含量，减少氧化剂（如除氧和Fe3＋、Cu2＋），降低温度，提高pH，使用缓蚀剂均可减少点蚀的发生 选用耐点蚀的合金材料——近年来发展了很多含有高含量Cr、Mo，及含N、低C（0.03%）的奥氏体不锈钢。双相钢和高纯铁素体不锈钢抗点蚀性能良好。Ti和Ti合金具有最好的耐点蚀性能 对材料表面进行钝化处理，提高其钝态稳定性 阴极保护——使电位低于Eb，最好低于Ep，使不锈钢处于稳定钝化区。这称为钝化型阴极保护，应用时要特别注意严格控制电位;6.3 缝隙腐蚀 ;6.3.1 缝隙腐蚀的定义和特点 ;在螺母下的缝隙腐蚀;6.3.2 缝隙的形成 ;6.3.3 缝隙腐蚀的特征;6.3.4 缝隙腐蚀机理 ;铆接金属板浸入充气海水中的缝隙腐蚀过程;在整个表面均匀发生阳极和阴极反应; 缝隙中氧浓度降低 金属发生阳极溶解;缝隙中金属阳离子吸引 Cl- 进入缝隙 (电荷平衡) 缝隙中 pH 降低 (酸化) – 溶解加强;形成自催化过程;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：;缺乏氧的区域（缝隙内）：电势低，阳极区 氧易到达区域（缝隙外）：电势高，阴极区 —— 缝隙内金属活化溶解，阳离子增多;6.3.5 缝隙腐蚀的影响因素;缝隙的宽度与缝隙腐蚀深度和速度有关 缝隙腐蚀还与缝外面积有关，外部面积增大，缝内腐蚀严重;(2) 环境因素;pH值——只要缝外金属能够保持钝态，pH值降低，缝隙腐蚀量增加 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 ;Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si等能有效提高不锈钢的耐缝隙腐蚀性能，均涉及对钝化膜的稳定性和再钝化能力所起的作用 ;6.3.6 防止缝隙腐蚀的措施 ;6.4 电偶腐蚀 ;6.4.1 电偶腐蚀的定义和特点 ;电偶腐蚀示意图;电偶序 ;金属及合金在海水中的电偶序 ;6.4.2 电偶腐蚀的影响因素 ;金属的稳定性因介质条件（成分、浓度、pH、温度等）的不同而异，因此当介质条件发生变化时，金属的电偶腐蚀行为有时会因出现电位逆转而发生变化;6.4.3 防止电偶腐蚀的措施;6.5 晶间腐蚀 ;6.5.1 晶间腐蚀的定义和特点;6.5.2 晶间腐蚀产生的原因 ;6.5.3 晶间腐蚀机理;析出相附近Cr含量降低;晶间腐蚀机理;当超低碳不锈钢(由于碳化物析出引起的晶间腐蚀减少)，特别是高C