腐蚀防护十讲.ppt

过程装备腐蚀与控制 第十讲 高海涛;影响腐蚀的结构因素; 金属在某些环境中的腐蚀; 金属结构材料的耐蚀特性; 金属的热力学稳定性 判断依据：标准电位值 酸性溶液中EH = 0V 中性溶液中EH = -0.414V 中性溶液中EO2 = 0.805V 当金属的电极电位小于以上值时，即发生腐蚀 ;金属的钝化 热力学不稳定的金属在氧化性介质中容易钝 化可钝化的金属有 锆、钽、铌、铝、铬、铍钼镁、镍、钴、铁 这些金属大多在氧化性介质中易钝化 在Cl- 、Br-、F-，离子作用下钝态易破坏。 易钝化的金属可作为合金元素加入合金中使合金获得耐蚀性 腐蚀产物膜（机械钝态膜）的保护性能;1、提高金属的热力学稳定性 （贵金属，成本高，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 加入析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 ; 铬（Cr）： 是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 在具备钝化的条件下，含量越高，耐蚀性越好 在不能实现钝化的条件下，随着含量的增高，腐蚀速率反而加大; 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： 与铬配合加入铁中获得不锈钢； 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； 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 ; 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。; 硅（Si)： 在相应的合金中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; 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：提高了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。 ;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 耐蚀铝合金主要有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%硅的铁硅合金称为高硅铸铁 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;结构材料的选择原则;首先了解各种材料的共性， 然后分析某些材料的特殊性质， 全面掌握各种材料的基本特性;三、材料选择的基本要点;第五章 非金属结构材料的耐蚀特性;高分子材料的腐蚀特性和影响因素;二、化学腐蚀--氧化;加聚反应合成的产物的主链“C—C”共价键不易水解 杂链高聚物易水解，杂原子与碳原子键的极性越大， 越易水解 高分子材料的水解基团在酸碱介质中的水解活化能越高， 越不易水