第4章金属结构材料的耐蚀特性.pptVIP

第四章 金属结构材料的耐蚀特性;4. 1 金属耐蚀合金化原理;（1）提高金属的热力学稳定性 （贵金属，难以推广） （2）减弱合金的阴极活性 减小金属或合金中的活性阴极面积；通过热处理的方法形成稳定的固溶体。 加入吸氢超电压高的合金元素（增大合金阴极析氢反应的阻力）。;（3）减弱合金的阳极活性（是最有效、应用最广泛的方法） 减少阳极相的面积； 加入易钝化的合金元素； 加入阴极合金元素促进阳极钝化。 （4）使合金表面生成电阻大的腐蚀产物膜 ;;塔曼--- 合金的耐蚀性与固溶体提的成分之间的特殊关系； 对同一种合金，在不同的介质中其稳定性台阶值是不同的； 适用于二元系统能够也使用于多元系统的固溶体合金； 至今仍无确切的解释。; 1）铬（Cr）： 不锈钢的基本合金元素；热力学不稳定； 与铁基合金组成固溶体时，合金呈现不同程度的类似铬的耐蚀特性； 在钝化条件下，含量越高，耐蚀性越好； 在不能实现钝化条件下，随着含量的增高，腐蚀速率反而加大。; 2） 镍（Ni)： 热力学不够稳定； 与Fe-Ni合金在硫酸、盐酸和硝酸中的腐蚀速率都随着镍的含量的增加而减小； 镍在铁的基体中的耐蚀性不是钝化作用，而是使合金的热力学稳定性提高； 在氧化性介质和还原性介质中均有效。;优势： ① 与铬配合加入铁中获得不锈钢； ② 综合了铬镍的优势，耐氧化性介质腐蚀，也耐还原性介质腐蚀； ③ 形成奥氏体，具有良好的热加工性、冷变形能力、可焊性、良好的低温韧性。 不利之处：增加不锈钢的晶间腐蚀倾向; 3）钼（Mo)： 使合金耐还原性介质的腐蚀和抗氯离子等引起的孔蚀； 含量较小时，使钢对氯化物腐蚀破裂敏感，而当钼含量大于4%时，钢的耐应力腐蚀破裂性能提高； 钝化膜厚度随着钢中钼含量增高而增厚，而膜厚度的增加通常会延长蚀孔形成的孕育期，提高耐孔蚀性能。;4）硅（Si)： 具有耐氯化物腐蚀破裂、耐孔蚀、耐浓热硝酸、抗氧化、耐海水腐蚀等作用； 不锈钢随硅含量的增加，耐应力腐蚀破裂性能显著改善（依靠加硅形成富硅保护膜）； 耐氯离子腐蚀（耐氯化物应力腐蚀破裂）； 改善耐孔蚀性能（提高了钢的钝态稳定性）； 耐强氧化物腐蚀：形成富集Si, Cr, O的表面膜； Si与Cr, Mo与Cu配合，可以得到各种耐海水钢。;5）铜（Cu)： 是低合金钢、不锈钢、镍基合金、铸铁中常用的耐蚀合金元素之一； 耐大气腐蚀：铜在低合金钢大气腐蚀过程中起着活性阴极的作用，在一定条件下可以促使钢产生阳极钝化，从而降低腐蚀速率； 钝化膜易被活性氯离子破坏，所以铜钢只在较纯净的空气中具有较好的耐蚀性； 可提高钢对H2SO4的耐蚀性和合金的热力学稳定性； 可减弱钢在海水中的缝隙腐蚀：加入Cu后，钢的阳极过程受到阻滞，使钝化临界电流密度减小。;4. 2 常用结构材料的耐蚀性能;铝的耐蚀能力主要取决于在给定环境中铝表面的保护膜的稳定性。 在中性和近中性以及大气中具有很高的稳定性。 在氧化性的酸或盐溶液中也十分稳定。 常用于浓硝酸的生产中。 在含卤素离子的中性溶液中易发生小孔腐蚀。 在大多数有机介质中有很好的耐蚀性。 对硫和硫化物有很好的耐蚀性。 加入Cu, Mg,Mn等使铝强化，提高纯铝的强度。 耐蚀铝合金：Al-Mn, Al-Mn-Mg, Al-Mg-Si, Al-Mg。;氧化性介质；沸水和过热蒸汽；沸腾铬酸、浓硝酸、浓硝酸的混酸、高温高浓度的硝酸。 在中性和弱酸性氯化物溶液中有良好的耐蚀性 在含有少量氧化剂或添加高价重金属离子，或与铂、钯等相接触，抑制钛的腐蚀（可以促使阳极钝化）。 在稀碱溶液中耐蚀。 在一定条件下，发生激烈的发火反应。 主要品种有：Ti-Pd, Ti-Ni, Ti-Mo, Ti-Ni-Mo合金 容易发生氢脆情况。 应力腐蚀破裂。;含14.5-18%的铁碳合金称为高硅铸铁。 n=2。 表面钝化形成SiO2保护膜。 在碱、氢氟酸、氟化物、卤素、亚硫酸等环境中不耐蚀。 抗热冲击能力差。;（1）碳钢和铸铁 多相合金 （2）铅与铅合金 常用来制作输送硫酸的泵、管和阀等。 *不用用于食品和医药中（千万分之一）。;贵金属具有很高的热力学稳定性，常用于金属结构材料中。 铜属于半贵金属。 在酸性溶液中不会发生析氢腐蚀。 铜在氧化性介质包括含氧酸中发生耗氧腐蚀。 铜在溶有氧的碱中不耐蚀。 不耐硫化物腐蚀。 黄铜合金耐空泡腐蚀性能较好。;（1）减少溶液中的卤素离子的浓度（设计中尽量避免有 溶液的滞留区，防止卤素离子的局部浓缩）。 （2）提高溶液的流速（防止杂质附着于金属表面，避免形成所谓的钝性-活性电池）。 （3）添加缓蚀剂。 （4）增加Cr, Mo等可以提高孔蚀的击穿电位。 （5）采用阴极保护（使不锈钢的腐蚀电位往负方向移动至击穿电