不锈钢材料的腐蚀方法.ppt

STS典型腐蚀 ——原理、影响因素及控制 金属腐蚀一般介绍 1.腐蚀定义：金属在周围介质（最常见的是液体和气体）的作用下，由于化学变化，电化学变化或物理溶解而产生的破坏。 2.合金耐蚀性判断：标准电极电位大小（表面）。 3.热力学条件：过程（△G）x、p＜0。 4.动力学条件： 电极过程（3个主要步骤）、电极极化、去极化、电解质 5.腐蚀不可避免，可以缓解。 阳极极化曲线 电化学腐蚀动力学 1.电极极化： 阳极极化：通过电流时阳极电位向正的方向移动。 阴极极化：通过电流时阴极电位向负的方向移动。 去极化过程：消除或减弱阳极和阴极极化作用的电极过程。 2.极化原因及类型： 电极过程：①液相传质步骤、②电子转移步骤或电化学步骤、③液相传质步骤或生成新相步骤。 最慢步骤的速度决定整个电极反应速度，称为控制步骤。 3. ①电化学极化、②浓差极化 不锈钢耐蚀原因 塔曼定理：对固溶体而言，将电极电位较高溶质加入到电极电位较低的溶剂金属，若原子百分比达到n/8（n=1，2，……），固溶体的电极电位会急剧变化，耐蚀性将有明显变化。 不锈钢表面：致密、稳定、完整、再生、与基体结合牢固氧化膜。Cr2O3 不锈钢 不锈钢典型腐蚀 均匀腐蚀 电偶腐蚀 晶间腐蚀 点蚀 应力腐蚀开裂(SCC ) 缝隙腐蚀 磨损腐蚀 微生物(细菌)腐蚀 均匀（全面）腐蚀 定义：材料整个表面发生腐蚀。 特征：可见、对不锈钢而言危害性最小。 均匀（全面）腐蚀 均匀（全面）腐蚀 影响因素 1.材料所在环境及其变化（氧化性介质、强氧化性介质、介质的选择性） 2.金属表面的电极电位。 3.介质溶液的浓度、温度等。 电偶腐蚀 定义：异种金属在同一介质中接触，由于腐蚀电位不相等有电偶电流流动，使电位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐蚀，而电位较高的金属，溶解速度反而减小，这就是电偶腐蚀。 原理：腐蚀电位较低的金属由于和腐蚀电位较高的金属接触而产生阳极极化，其结果是溶解速度增加，而电位较高的金属，由于和电位较低的金属接触而产生阴极极化，结果是溶解速度下降，即受到了阴极保护。 电偶腐蚀 电偶腐蚀 电偶腐蚀倾向及电偶序 1.电偶序：根据金属（或合金）在一定条件下测得的稳定电位的相对大小排列而成的表。一般只列出金属稳定电位的相对关系 2.电偶腐蚀倾向判断： 电偶序表中，处于电位负端的金属起阳极体作用，处于电位正端的起阴极体作用。表中上下位置相隔较远的两种金属成偶对时，阳极体受腐蚀较严重，因此，从热力学上说，二者的开路电位差较大，腐蚀推动力亦大。对于电偶序而言，只给出了热力学判据。 电偶腐蚀 影响因素 1.材料表面条件不同（划伤、摩擦痕、焊接）。 2.一般情况下，随着阴极对阳极面积的比值（即SK/Sa）的增加，作为阳极体的金属腐蚀速度也增加。 3.介质电导率：对于海水等电导率高的介质，电偶电流可分散到离接触点较远的阳极表面上，阳极所受腐蚀较为“均匀”。但如果在软水或普通大气等电导率较低的介质中，腐蚀会集中在离接触点较近的阳极表面，相当于把阳极的有效面积减少，增加了阳极局部表面的溶解速度。 电偶腐蚀 控制 1.选材上，尽量避免异种金属合金的相互接触；尽量选择在电偶序中位于同组或位置间隔较近的金属合金。 2.切忌形成大阴极-小阳极的不利于防腐的面积比。 3.设法对不同腐蚀电位的金属间接触面采取绝缘措施。 4.对金属表面作处理：镀锌、钝化等等。 晶间腐蚀 概念：指沿晶界进行的，使晶界的连续性受到破坏，腐蚀始于表面，逐步深入内部，直接引起破坏。 原因：1.贫铬理论 （Fe、Cr）23C6 化合物 大阴极小阳极 晶间腐蚀 晶间腐蚀 危害 1.材料无可见减薄，但强度和延性却明显下降。 2.冷弯时出现裂纹。 3.严重时晶粒脱落，造成设备破坏。 晶间腐蚀 敏化热处理 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450?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，而在700-800?C退火可以消除晶间 腐蚀倾向。 控制 铁素体不锈钢 1.对敏化态的铁素不锈钢，700~800℃回火处理。 2.降低C含量。 奥氏体不锈钢 1.固溶处理：1100~1150 ℃保温、水冷。 2.降低C含量。 3. Ti、Nb加入形成碳化物。 4.采用双相钢。 晶间腐蚀 点腐蚀 1.概念：在不锈钢表面局部地区，出现向深处发展的腐蚀小孔，其余地区不腐蚀或腐蚀很轻微。 2.危害：材料在均匀腐蚀不明显的情况下