第6章 金属的局部腐蚀.ppt

第6章 局部腐蚀 6.1 局部腐蚀概述 全面腐蚀和局部腐蚀 材 均匀腐蚀 料 全面腐蚀 腐 （占20% ） 不均匀腐蚀 蚀 形 局部腐蚀：孔蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀 态 （占80% ） 局部腐蚀形态示意图 局部腐蚀的主要类型 小孔腐蚀(孔蚀) 缝隙腐蚀 电偶腐蚀 晶间腐蚀 应力腐蚀 局部腐蚀的危害性 局部腐蚀破坏有如下特征 : 复杂性 集中性 突发性 6.2 小孔腐蚀(pitting corrosion) 6.2.1 孔蚀的概念 ??孔蚀的破坏特征 破坏高度集中 蚀孔的分布不均匀 蚀孔通常沿重力方向发展 蚀孔口很小，而且往往覆盖有固体沉积物，因此不易发现。 孔蚀发生有或长或短的孕育期(或诱导期)。 孔蚀发生条件 (1).孔蚀多发生在易钝化金属表面上，同时在腐蚀性介质中存在浸蚀性的阴离子及氧化剂。 如不锈钢、Al合金等。 (2).如果金属基体上镀一些阴极性镀层(如钢上镀Cr、Ni、Cu等)，在镀层的孔隙处或缺陷处也容易发生孔蚀。 (3).当阳极性缓蚀剂用量不足时，也会引起孔蚀。 6.2.2 孔蚀发生的机理 (1)孔蚀的萌生—活性离子选择性的吸附 (2)孔蚀的发展—闭塞腐蚀电池的自催化作用 6.2.2 孔蚀发生的机理 (1)孔蚀的萌生—活性离子选择性的吸附 如果溶液中含有活性离子Cl-、Br-或I-等，活性离子会选择性地吸附在钝化膜表面，形成孔蚀核。 （1） 孔蚀的萌生 吸附的Cl-离子改变了吸附所在位置的钝化膜的成分和性质，使该处钝化膜的溶解速度远大于没有Cl-离子吸附的钝化膜的表面。 孔蚀萌生过程的电位特征 表示金属孔蚀倾向的电化学指标 环状阳极极化曲线上的特征电位Eb和Erp可以用来 表示金属的孔蚀倾向。Eb称为击穿电位，或孔蚀 电位。Erp称为孔蚀保护电位或再钝化电位。Eb、 Erp愈正，Eb与Erp相差愈小(滞后环面积愈小)，则 金属材料发生孔蚀的倾向愈小，耐孔蚀性能愈好。 *为了用Eb和Erp比较各种金属材料的耐孔蚀性能 孔蚀萌生过程的电位特征 闭塞电池模型 小孔内部发生的反应： 钝化金属孔蚀的闭塞电池示意图 钝化金属孔蚀的闭塞电池示意图 6.2.3 孔蚀的影响因素 金属本性的影响 Eb 数值越高，金属越耐孔蚀 表6.3 金属在0.1mol/LNaCl溶液中孔蚀电位（25℃） (3) 溶液组成及浓度的影响 卤素离子最易诱发孔蚀。 其作用顺序：Cl-Br-I- 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。 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。 思考题1 1.小孔腐蚀过程通常包括哪几个阶段？ 能否用“成语” 概括小孔腐蚀的发展过程？ 思考题2 2.用闭塞电池模型解释小孔腐蚀发展的自催化作用 思考题3 3.从电化学角度说明：为什么金属Al耐孔蚀性能最差，而金属Ti耐孔蚀性能最好？ 6.3 缝隙腐蚀 Crevice Corrosion 6.3.1 缝隙腐蚀的概念 金属与金属或金属与非金属之间形成特别小的缝隙(一般在0.025mm~0.1mm范围内)，使缝隙内介质处于滞留状态，引起缝隙内金属的加速腐蚀，这种局部腐蚀称为缝隙腐蚀(crevice corrosion)。 缝隙种类 机器和设备上的结构缝隙 固体沉积(泥沙、腐蚀产物等)形成的缝隙。 金属表面的保护模 (如瓷漆、清漆、磷化层、金属涂层)与金属基体之间形成的缝隙。 缝隙尺寸 0.025 ? 0.1mm 6.3.2 缝隙腐蚀机理 缝隙腐蚀的闭塞电池模型 6.3.3 孔蚀和缝隙腐蚀的比较 相同点： （1）有人曾把孔蚀看做是一种以蚀孔作为缝隙的缝隙腐蚀； （2）孔蚀和缝隙腐蚀发展阶段的机理都可以用闭塞电池自催化效应说明。 6.3.3 孔蚀和缝隙腐蚀的比较 不同点： （1）腐蚀发生的条件不同： 孔蚀起源于金属表面的孔蚀核，缝隙腐蚀起源于金属表面的特小缝隙。孔蚀必须在含活性阴离子介质中才会发生，几乎所有溶液中都能发生缝隙腐蚀。 （2）腐蚀过程来看，孔蚀是通过逐渐形成闭塞电池，然后