第六章 局部腐蚀.ppt

第六章 金属的腐蚀形态 §6.1全面腐蚀与局部腐蚀 §6-2 电偶腐蚀（Galvanic corrosion） 1.电偶腐蚀现象及概念 （1）现象 （3）发生电偶腐蚀的几种情况 （a）异金属(包括导电的非金属材料，如石墨)部件的组合。 （b）金属镀层。 （c）金属表面的导电性非金属膜。 （d）气流或液流带来的异金属沉积，也会导致电偶腐蚀问题。 (4)电偶序 将金属材料在特定的电解质溶液中实测的腐蚀（稳定）电位值按高低（或大小）排列成表的形式。 电偶序表与电动（次）序表的区别？ 3.电偶腐蚀的影响因素 （1）腐蚀电位差 表示电偶腐蚀的倾向。两种金属在使用环境中的腐蚀电位相差愈大，组成电偶对时阳极金属受到加速腐蚀破坏的可能性愈大。 4.电偶腐蚀的控制 （1）在设计时尽可能选用电位差小的金属材料相接触。 （2）设计中应避免出现大阴极小阳极面积比的不合理结构。 （3）在接触金属之间进行电绝缘处理，如放置绝缘衬垫(纤维纸板、硬橡胶、夹布胶木、胶粘绝缘带等)或涂绝缘胶。 （4）设计时尽可能使处于阳极状态的部件易于更换或加大其尺寸以延长寿命。 （5）与涂层和表面处理联合使用。 （6）电化学保护。 3.孔蚀的影响因素 冶金因素 能够钝化的金属容易发生孔蚀，故不锈钢 比碳钢对孔蚀的敏感性高。金属钝态愈稳 定，抗孔蚀性能愈好。孔蚀最容易发生在 钝态不稳定的金属表面。 对不锈钢，Cr、Mo和Ni有利于提高抗孔 蚀能力。 (2) 环境因素 （a）活性离子类型 活性离子能破坏钝化膜，引发孔蚀。 （b）活性离子浓度 一般认为，金属发生孔蚀需要Cl- 浓度达到某个最低值(临界氯离子浓度)。这个临界氯离子浓度可以作为比较金属材料耐蚀性能的一个指标，临界氯离子浓度高，金属耐孔蚀性能好 。 （c）其它阴离子 缓蚀性阴离子可以抑制孔蚀的发生。 ? （d）pH值 在较宽的pH值范围内，孔蚀电位Eb与溶液pH值 关系不大。当pH﹥10，随pH值升高，孔蚀电位增大，即在碱性溶液中，金属孔蚀倾向较小。 （e）温度 温度升高，金属的孔蚀倾向增大。当温度低于某 个温度，金属不会发生孔蚀。这个温度称为临界 孔蚀温度(CPT) ，CPT愈高，则金属耐孔蚀性能 愈好。 ? （f）流动状态 在流动介质中金属不容易发生孔蚀，而在 停滞液体中容易发生，这是因为介质流动 有利于消除溶液的不均匀性，所以输送海 水的不锈钢泵在停运期间应将泵内海水排 尽。 §6-4 缝隙腐蚀 1.缝隙腐蚀特征与产生条件 （1）现象 （2）定义 金属材料表面由于狭缝或间隙的存在，腐蚀介质的扩散受到了很大的限制，由此导致狭缝内金属腐蚀加速的现象，称为缝隙腐蚀（Crevice Corrosion）。 （3）产生条件与特征 造成缝隙腐蚀的缝隙是狭缝，一般认为其尺寸在0.025 ? 0.1毫米范围。 几乎所有金属和合金。 几乎所有溶液介质都可以引起缝隙腐蚀。 与孔蚀比，同种材料的缝隙腐蚀更容易发生。 （2）环境 几乎所有溶液中都能发生缝隙腐蚀，以含溶解氧的中性氯化物溶液最常见 。 孔蚀和缝隙腐蚀的比较 相同点：①耐蚀性依赖于钝态的金属材料在含氯化物的溶液中容易发生，造成典型的局部腐蚀。②孔蚀和缝隙腐蚀成长阶段的机理都可以用闭塞电池自催化效应说明。 不同点： ① 孔蚀的闭塞区是在腐蚀过程中形成的，闭 塞程度较大；而缝隙腐蚀的闭塞区在开始就存在 ，闭塞程度较小。 §6-5 晶间腐蚀 1.晶间腐蚀现象 2.晶间腐蚀的概念与实例 （1）定义：晶间腐蚀（Intergranular orrosion）是金属在适宜的腐蚀环境中沿着或紧挨着材料的晶粒间界发生和发展的局部腐蚀破坏形态，晶粒本身腐蚀很轻微。 （2）发生晶间腐蚀的电化学条件 （i）晶粒和晶界区的组织不同，因而电化学性质存在显著差异。——内因 （ii）晶粒和晶界的差异要在适当的环境下才能显露出来。 ——外因 （3）晶间腐蚀实例 （i）不锈钢的晶间腐蚀 不锈钢的晶间腐蚀常常是在受到不正确的热处理以后发生的，使不锈钢产生晶间腐蚀倾向的热处理叫做敏化热处理。奥氏体不锈钢的敏化热处理范围为50?C—850?C。当奥氏体不锈钢在这个温度范围较长时间加热(如焊接)或缓慢冷却，就产生了晶间腐蚀敏感性。铁素体不锈钢的敏化温度在900?C以上。 （ii）铝合金的剥离腐蚀 腐蚀沿与型材表面平行的晶界方向发展，生成的腐蚀产物AlCl3或Al(OH)3等体积比铝的体积大，随着该应力的逐渐增大，使已经失去与基体之间结合的晶粒向外鼓起，使合金表面呈层状撬起或产生剥落。 3.不锈钢晶间腐蚀理论 （1）贫铬理论 不锈钢在弱氧化性介质中发生的晶间