材料腐蚀与防护.ppt

4 使合金表面生成自耐蚀的腐蚀产物膜 加入一些合金元素促使在合金表面生成致密、耐蚀的保护膜性。 　　如在钢中加入Cu、P等合金元素，能使低合金钢在 成耐大气腐蚀的非晶态的保护膜。 5．3　铁的耐蚀性 一： 铁的电化学性质及其耐蚀性 铁形成铁离子的标准平衡电位 　　１．铁在酸碱中的稳定性 　　铁在酸中的腐蚀速度是随着酸的浓度增加，腐蚀速度按指数关系上升． 　　铁在碱中的腐蚀，在常温下，铁和钢在碱中是十分稳定的，但当NaOH质量分数高于30％时，膜的保护作用下降，膜以铁酸盐形式溶解，随着温度升高，溶解加剧。当质量分数达到50％时，铁强烈地被腐蚀。 　　铁在氨溶液中是稳定的，但在热而浓的氨溶液中铁的溶解速度缓慢增加。 二： 合金元素对铁的耐蚀性的影响 合金元素对铁的阳极极化曲线特性点的影响 Eａ０是平衡电位 B点对应活性溶解时的自腐蚀电位、自腐蚀电流(ER和iR) C点对应临界钝化电位(致钝电位)Eb和临界电流密度ib D点对应稳定钝化所需要最低电位Ep，和维持钝化所需电流ip G点对应过钝化的起始电位Eop ２．阴极性合金元素对Fe的耐腐蚀性影响 　3 合金元素对Fe基合金耐蚀性的影响 5.4 铸铁的耐蚀性及其应用 通常铸铁是不耐腐蚀的，但是铸铁有良好的流动性，能铸成形状复杂的部件，而且还具有优良的加工性能及相应的力学性能，因此在工程中获得了极广泛的应用. 为了提高铸铁的耐蚀性，在铸铁中加入各种合金元素如Si, Ni,Cr,Mo等。生产出了各类耐蚀合金铸铁。 高硅铸铁 在含碳为0.5％-1.1％的铸铁中加入14％一18％Si便有优良的耐酸性能，它对热硫酸、室温盐酸、浓硝酸、磷酸、有机酸等都有良好的耐蚀性。 这是由于表面形成了—层主要是由二氧化硅构成的致密保护膜所致。 它对热强碱耐蚀性较差，也不耐HF或氢氟酸，以及温度较高的盐酸。 当硅含量为14．5％时，腐蚀速度有明显的降低。但硅含量一般不大于18％，因含量再大，对耐蚀性改变不大．却严重降低了力学性能。 2 镍铸铁 镍与硅一样，是促进铸铁石墨化的元素，但其作用仅为硅的1／3。 Ni在铸铁中既不形成碳化物，而是全部溶于基体中。依据Ni 含量不同，可把镍铸铁分为低镍铸铁，中镍铸铁及高镍铸铁。 5．5 耐蚀低合金钢 耐蚀低合金钢是低合金钢的一个重要分支。合金元素的添加主要是为了改善钢在不同腐蚀环境中的耐蚀性，一般合金元素总质量不超过5％。 较成熟的耐蚀低合金钢主要有； (1)耐大气腐蚀低合金钢； (2)耐硫酸露点腐蚀低合金钢； (3)耐海水腐蚀低合金钢； (4)耐硫化物腐蚀低合金钢； (5)其它耐蚀低合金钢， 一：耐大气腐蚀低合金钢 合金元素对钢的耐大气腐蚀作用主要是改变锈层的晶体结构及降低缺陷，提高锈层的致密程度和对钢的附着力。 较有效的合金元素主要有Cu、P、Cr、Ni等，这些元素在钢表面富集并形成非晶态层，提高钢在大气环境中的耐蚀能力 锈层结构分析声明，虽然耐候钢与普通钢锈层都同样由?—Fe00H、 ?—Fe00H、Fe3O4组成；但耐候钢生成的锈层与金属基体之间有50一100um厚的非晶态的氧化物层，而且该层中还富集着有效合金元素Cr、Cu、P 铜是耐大气腐蚀低合金钢中最有效元素，钢中铜的含量一般在0.2％-0.5％范围内。 磷在钢中通常被视为有害元素之一，P在促使锈层非晶态转变具有独特的作用。一般认为Cu、P复合效果更好。 一般P的质量分数为0.06％一0.10％，过高会导致低温脆性。 各种元素的作用 二：耐高温高压氢、氮腐蚀 1.高温高压氢环境 钢在高温高压氢环境中，渗碳体被还原而生成的碳与氢原子反应生成的甲烷能导致氢腐蚀。 为此可在钢中加入强碳化物形成元素(铬、钼、钨、钒、铌、钛)，它们与钢中的碳结合成稳定的碳化物．从而提高钢的耐氢腐蚀性能。 加入钢中的铬形成的碳化物以M23C7型最稳定，因此抗氢腐蚀性能也最好 2.高温高压氮环境 在合成氨工业中，在高温(480-520oC)高压(约32MPa)下，同时存在着氢、氮、氨三种气体。 在此条件下，由于钢表面的催化作用，H2、N2和NH3分子都能部分分解，分解出的H原子和N原子都能渗入钢中，造成钢的脆化。 因此选材是非常重要的 1.微碳纯铁(C＜0.03％)，该纯铁在述条件下。既不产生氢腐蚀，也不氮化，使用效果良好；缺点是它的强度太低，