第八章 金属腐蚀与防护 第1-2节s.ppt

金属腐蚀与防护导论 第一节 绪论 材料腐蚀与防护基本概念 材料腐蚀与防护重要性 腐蚀速度的表示 学科的发展慨况 传统腐蚀定义 — 金属与周围环境介质之间发生的化学或电化学作用而引起腐蚀破坏； 广义腐蚀定义 — 材料和材料性质在与其所处的环境介质作用下发生退化变质的现象。 §1.2 研究腐蚀与防护的重要意义 直接损失 材料、构件、设备的直接腐蚀破坏；防止腐蚀或延缓腐蚀的投入（高耐腐蚀材料、表面处理、涂覆、电化学保护、环境介质处理等），可估算。 据国际权威统计 -金属年产量的1/3受腐蚀报废，其中2/3尚可回炉, 即约10％金属永久腐蚀损失。 全世界金属产量约为10亿吨，损失1亿吨/年 我国金属年产量达1亿吨，损失0.1亿吨/年 据权威报告 (英国Hoar报告和美国NBS报告)估计： 每年因腐蚀造成的经济损失占国民经济总值2-4% 表1. 工业发达国家1984年腐蚀损失统计 间接损失 停工停产、泄漏导致成品流失、产品质量下降、突发事故、人身安全、技术故障、环境污染 ……。 (1979我国石油液化气罐泄漏爆炸，亡几十人，直接损失630万；1985.8.12日本波音747 飞机因金属应力腐蚀断裂机毁，亡500余人；2004年8月日本美滨町核电站3号反应堆冷却水管道常年腐蚀出现漏洞发生涡轮机房内蒸汽泄漏事故，已造成 4人死亡，7人受伤，其中5人伤势严重。 ) 电厂锅炉一根热交换管价值不高，但因为腐蚀引起爆炸可导致停电，使大片工厂停工停产，损失巨大。 金属结构远比金属材料昂贵， 如汽车、船舶、飞机、精密仪器、大规模集成电路等腐蚀破坏造成的损失更为惨重 间接损失难估算，间接损失直接损失。 材料腐蚀破坏的危害 腐蚀 — 人力、财力、资源耗歇； 腐蚀 — 环境污染、生态破坏 腐蚀 — 自然资源破坏； 腐蚀 — 阻碍新技术发展 （三大合成、飞船登月）； 腐蚀 — 突发事故、人身安全； 腐蚀 — 影响人类文明进步及可持续发展。 全球资源枯竭时间预测 环境 － 大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、化工腐蚀 状态 － 干腐蚀、湿腐蚀 力学 － 应力腐蚀开裂、疲劳腐蚀、磨损腐蚀 本质 － 化学腐蚀、电化学腐蚀 温度 － 高温腐蚀、常温腐蚀 （1）应力腐蚀破裂:内/外应力作用腐蚀开裂，沿晶/穿晶腐蚀 开裂; （2）小孔(点腐蚀):腐蚀集中在小点位置，深部发展，可穿孔; （3）晶间腐蚀:腐蚀发生在晶粒边界并沿晶界发展; （4）电偶腐蚀:不同电极电位金属接触，某金属优先快速腐蚀; （5）缝隙腐蚀:腐蚀选择地发生在缝隙内或结构隐蔽位置; （6）选择性腐蚀:合金中某些组分优先溶解，如黄铜脱锌。 （7）氢脆:H原子渗入金属内部，金属变脆，应力下发生脆裂。 §1.4 金属腐蚀速度的表示法 材料腐蚀－重量、厚度、表面状态、力学性能、组织结构及电极过程等发生变化。腐蚀速度又称腐蚀率，通常表示的是单位时间的平均值： 1. 重量指标：用单位时间单位面积上质量的变化来表示腐蚀速度。 W1 －W2 Vw= ———— g/ m2.h S × T 2. 深度指标：用单位时间内的腐蚀深度来表示腐蚀速度。常用的单位是毫米/年（mm/a）.在欧美常用的单位是密耳/年（ mil/a,mpy）,即毫英寸/年。 1 mil （密耳） = 10-3（英寸）? ；? 1mpy = 0.0254 mm/a L1－L2 V1 = ———— mm/ y t Vl — 深度指标的腐蚀速率，毫米/年，L1 — 腐蚀前深度, L2 — 腐蚀后深度，t — 腐蚀时间。 ? Vw与V1互换： 24×365 V1 = VW g/ m2.h× ———— = 8.76× VW / ? (mm/y ) 10 3×? ? － 材料密度 (g/cm3 ) 3. 电流指标：采用腐蚀电流密度表示腐蚀速度　是电化学测试方法。常用的单位是微安／厘米2（μA/cm2）。　１μA/cm2＝0.0117mm/a 。 由法拉第定律： ?W = ?Q = ?It ?W －电极产出量, 克; ? = M / n F －电化学当量, 克/库仑; Q 电量, 库仑; I －电流，安培；t －时间，