5.1-5.6 材料地耐蚀性.ppt

5材料的耐蚀性 表5-1 根据金属的电极电位评定其热力学稳定性 5.1.2 自钝性 5.1.3 生成保护性腐蚀产物膜 5.2 合金耐蚀途径 5.2.1 提高合金热力学稳定性 5.2.2 阻滞阴极过程 1)减少合金的阴极活性面积 2）加入析氢过电位高的合金元素 加入析氢过电位高的合金元素 5.2.3 降低合金的阳极活性 5.2.3.2 加入易钝化的合金元素 5.2.3.3 加入阴极性合金元素促进阳极钝化 阴极性元素对可钝化体系腐蚀规律 阴极性合金元素的加入量为0.2%~0.5% 5.2.4 合金表面生成高耐蚀的腐蚀产物膜 5.3铁的耐蚀性 5.3.2 合金元素对铁的耐蚀性的影响 合金元素对铁阳极极化曲线特性点的影响 5.3.2.3 合金元素对Fe基合金耐蚀性的影响 Fe-Ni合金中的腐蚀速度与Ni含量的关系 5.4 耐蚀铸铁及其应用 高硅铸铁的含硅量与耐蚀性关系 高Si铸铁 5.4.2 镍铸铁 表5-2 Ni-Resist耐蚀铸铁成分及性能 高镍铸铁 5.4.3 铬铸铁 5.5 耐蚀低合金钢 5.5.1 耐大气腐蚀低合金钢 合金元素及其作用 Cr、Cu 对钢耐大气腐蚀性能影响 5.5.2 耐海水腐蚀低合金钢 5.5.3 耐硫酸露点腐蚀低合金钢 凝结H2SO4浓度与金属表面温度的关系 露点为149℃时，铁腐蚀量与金属表面温度关系 5.5.3.2 硫酸露点腐蚀的机理 5.5.3.3 耐硫酸露点腐蚀钢 5.6 不锈钢 5.6.2.1 奥氏体不绣钢的耐蚀性 5.6.2.2 奥氏体不锈钢的应力腐蚀 A 环境因素 4)电位 不锈钢应力腐蚀通常发生在三个过渡电位区。用外加电流方式可抑制应力腐蚀敏感性; 阳极极化加速应力腐蚀断裂，阴极极化抑制了应力腐蚀断裂。 存在一个临界应力腐蚀断裂电位值。当电位低于临界值时，不产生应力腐蚀断裂。 应力腐蚀断裂临界电位值不是一个定值，与成分、介质浓度、温度等因素有关。 5)力学因素。一般规律是应力愈大, 断裂时间愈短。冷加工变形量增加, 应力敏感性增加。 B 合金成分 Ni含量对Fe-18Cr合金SCC敏感性的影响 5.6.3 铁素体不锈钢 5.6.4 奥氏体—铁素体双相不锈钢 双相不锈钢耐应力腐蚀原因 耐蚀低合金钢是低合金钢的一个重要分支。 加合金元素主要为改善钢在不同腐蚀环境中的耐蚀性，合金元素总质量不超过5％。它们尚属发展中的钢种，较成熟的耐蚀低合金钢主要有； 1)耐大气腐蚀低合金钢； 2)耐硫酸露点腐蚀低合金钢； 3)耐海水腐蚀低合金钢； 4)耐硫化物腐蚀低合金钢； 5)其他耐蚀低合金钢，如耐高温、高压、耐氢钢及耐盐卤腐蚀的低合金钢等。 合金元素对钢耐大气腐蚀作用主要是改变锈层的晶体结构及降低缺陷，提高锈层致密程度和对钢附着力。 有效元素主要有Cu、P、Cr、Ni等，这些元素在钢表面富集并形成非晶态层，提高钢的耐蚀能力。 Cu最有效元素，W(Cu)=0.2%~0.5%。含铜钢在海洋大气和工业大气中比在乡村大气环境中耐蚀效果更好。 P通常被视为有害元素之一，但在提高钢抗大气腐蚀方面具有特殊的效果。可能是由于P在促使锈层非晶态转变具有独特作用。一般认为Cu、P复合效果更好。 USA耐大气腐蚀低合金钢(Cor-Ten钢)就是在Cu、P基础上加入Ni、Cr制成。被全世界各国普遍效仿。 W(P)=0.06%~0.10%，过高会导致低温脆性。为改善焊接性．已趋向于降低P含量，并用其他元素代替P。 铬是提高低合金钢耐大气腐蚀性能合金元素之一。一般Cr与Cu配合效果尤为明显。 钼提高钢抗大气腐蚀能力。加W(Mo)＝0.4％~0.5％的Mo时，大气环境下(尤其工业大气)可使钢腐蚀速度降低1/2以上。在Cu-P钢中加入Mo表现出比加Cr或Ni更为有益的效果。 W(Ni)＝3.5％左右时效果显著。当W(Ni)1％时，尤其钢中含有Cu，改善耐蚀的效果并不明显。 实践证明含铜钢是耐大气腐蚀的优良钢种。铜与合金元素P、Cr、Ni相配合的复合效果最佳。 Cor-Ten钢是典型的代表。是美钢铁公司在20世纪30年代研究的成果。欧洲各国和日本都竞相仿制。 为Cu-P-Cr-Ni系低合金钢，耐蚀性为碳钢的3~6倍。经15年工业大气暴露试验，腐蚀率仅为0.0025mm/a，而低碳钢腐蚀率为0.5mm/a。 耐海水腐蚀低合金钢是海洋用钢(包括中、高合金钢)占比重最大。 海洋腐蚀复杂性和环境条件难模拟，耐海水腐蚀钢发展较晚。 美国钢铁公司Mariner的耐海水腐蚀钢(Fe-Ni-Cu-P)。在海水飞溅带具有优良耐浊性，在全浸带的耐蚀性与碳钢相当。 其含P高，焊接性及低温韧性低，限制了应用。 日本在Manner钢基础上研制出Mariloy钢(