材料腐蚀与防护-第九章金属材料耐蚀性.ppt

8.2 铝基耐蚀合金 一般来说纯铝比铝合金耐蚀，单相组织的合金比多相合金更耐蚀。 铝合金的耐蚀性与合金中各相的电极电位有很大关系，一般基体相为阴极相，第二相为阳极相时，合金有较高的耐蚀性。 铝合金的耐蚀性能与合金元素有关，能强化铝的耐蚀性能的合金元素有Cu、Mg、zn、Mn、si等，其中以cu的强化效果为最大，但其降低铝合金的耐蚀性能也最严重，Si对Al的耐蚀性损害不大，zn影响较小．Mg和Mn对列的耐蚀性是无害的，因此耐蚀铝合金主要用Mg、Mn来合金化。 A1-Mn、A1-Mg系合金耐蚀性好，但A1-Mg系合金中Mg的质量分数大于3％时，有晶间腐蚀，剥蚀和应力腐蚀倾向，当Mg的质量分数大于6％时，耐蚀性进一步下降。 1）铝合金的点蚀 点蚀是铝合金最常出现的腐蚀形态之一。在大气、淡水、海水和其它一些中性水溶液中都会发生点蚀。如2000，7000，6000系列合金在大气中产生点蚀并不严重，而在水中点蚀是相当严重．甚至导致穿孔。 一般引起铝合金点蚀的条件是： (1)水中含有能抑制全面腐蚀的离子如SO42-、SiO32-或PO43-; (2)水中含有能破坏钝化膜的离子，如Cl-及其它卤素离子； (3)水中含有能促进阴极反应的氧化剂，如Cu2+离子等。 防止方法： 为防止铝及铝合金的点蚀，应尽可能控制环境中的氧化剂，去除溶解氧、氧化性离子或Cl-；使用耐点蚀好的A1—Mn、A1—Mg系合金；采用包覆纯Al或A1—Mg合金层的措施。 2）铝合金的晶间腐蚀 引起合金晶间腐蚀的主要原因:不适当的热处理。 Al-cu、Al-cu-Mg系合金热处理后，在晶界上连续析出富cu的cuAl2阴极相，晶界上产生贫cu区，cuAl2与晶界贫cu区组成腐蚀电池．引起晶间腐蚀。Al-zn-Mg及Mg质量分数大于3％的Al—Mg合金．由于晶界析出阳极相MgZn2或Mg5A18．在腐蚀介质中，析出相溶解，造成晶间腐蚀。 防止方法：一般通过适当热处理消除晶界上有害的析出相，或采用包镀等方法来阻止晶间腐蚀。 3）铝合金的应力腐蚀 铝合金在大气中，尤其是在海洋大气和海水中常发现应力腐蚀断裂。在不含c1-的高温水和蒸汽中也会发生应力腐蚀断裂。 防止方法：防止或消除铝合金应力腐蚀断裂的主要措施是:进行适宜的热处理．采取合金化方式，如高强度A1合金中加入微量Mo、Zr、v、cr、Mn等可不同程度的改善应力腐蚀性能，有人指出，Al-Mg铝合金中加入质量分数为0.33％的Bi效果更好;消除残余应力;采取包镀技术及包铝；电化学保护等措施。 4）铝合金的剥层腐蚀 铝合金的剥层腐蚀(剥蚀)是形变铝合金一种特殊腐蚀形式，像云母似一层一层地剥落下来。 容易产生剥层腐蚀的金属有；Al—Cu—Mg、A1—Mg系，A1—Mg—Si和A1—zn—Mg系合金。 剥蚀多见于挤压材，挤压材表面发生再结晶的一层不受腐蚀，而在此层之下的金属易发生剥层腐蚀。认为它是由沿加工方向仲长了A1—Fe—Mn系化合物引起的腐蚀，与晶界腐蚀无关。 防止方法：采用牺牲阳极的阴极保护可防止铝合金剥层腐蚀。 第九节 钛及钛基耐蚀合金 钛及其合金密度小、比强度高、热稳定性好，在强腐蚀介质中化学稳定性很高，并具有很强的自钝化能力， 广泛用于航空、航天和其它工业领域。 9.1 钛的耐蚀性 钛在热力学上是很活泼的金属，其平衡电极电位为-1.630v,有很强的自钝性. 钛的钝化膜具有非常好的自愈能力。 钛在沸点以下各浓度的HNO3中均具有优异的耐蚀性。 钛及钛合金在不同浓度的沸腾的HNO3中的腐蚀率 钛在HNO3中的腐蚀产物Ti4+作为氧化剂．具有缓蚀作用。 钛在质量分数为10％-98％的H2SO4中不耐蚀，只能用于室温、质量分数为5％的溶氧H2SO4中。 钛在Hcl中具有中等的耐蚀性。 钛在磷酸中有很好的耐蚀性能。 钛对绝大多数碱液耐蚀。钛在室温下各种浓度的氢氧化钡，氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化钠和氢氧化钾溶液中完全耐蚀。但不能用于沸腾的氢氧化钠和氢氧化钾溶液中。 钛在自来水、河水中，即使温度高达300℃也具有优异的耐蚀性；在120℃的海水中，也有很高的耐蚀性。 钛对所有的有机酸均具有优异的耐蚀件。 钛在干氯气中能发生剧烈反应生成TiCl3，并有着火危险，但在湿氯中具有很好的耐蚀性。 钛的局部腐蚀：工业钝钛具有较高的抗局部腐蚀性能。抗点蚀性能极佳，对晶间腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳等均不敏感，仅在极个别的介质中才可能发生。 局部腐蚀有： 1）点腐蚀。氯化物溶液是使不锈钢产生点蚀的主要介质，而Ti在氯化物介质中的点蚀电位都很高，钛抗