第四周 金属常见腐蚀形态及防护措施.ppt

金属常见的腐蚀形态及防护措施 全面腐蚀 ——在整个金属表面上进行的腐蚀，又称均相腐蚀或均匀腐蚀。 局部腐蚀 ——金属表面局部区域的腐蚀破坏比其余表面大得多，从而形成坑洼、沟槽、分层、穿孔、破裂等破坏形态。 不同特征 全面腐蚀 --阴极和阳极尺寸非常微小且紧密靠拢，很难分辨 局部腐蚀 --阴极和阳极截然分开，易于区分。通常阳极面积很小，阴极面积相对很大。 电偶腐蚀 点蚀(孔蚀)缝隙腐蚀(丝状腐蚀) 晶间腐蚀 选择性腐蚀 应力腐蚀开裂腐蚀疲劳 磨损腐蚀剥蚀 氢损伤 发生局部腐蚀的条件 (1)?? 金属方面或溶液方面存在较大的电化学不均一性，因而形成了可以明确区分的阳极区和阴极区。 (2) 阳极区和阴极区的电化学条件差异在腐蚀过程中一直保持下去，不会减弱，甚至还会不断强化，使某些局部区域的阳极溶解速度一直保持高于其余表面。这是局部腐蚀能够持续进行(发展)的条件。 1 电偶腐蚀 （1）腐蚀电位差 （2）环境因素 （3）阴阳面积比例 （1）腐蚀电位差 —表示电偶腐蚀的倾向 两种金属在使用环境中的腐蚀电位相差愈大，阳极金属受到腐蚀破坏的可能性愈大。 电偶序(galvanic series) ——将各种金属材料在某种环境中的腐蚀电位测量出来，并把它们从低到高排列 (2) 环境因素 -- 介质的组成 水中锡对于铁是阴极，而在多数有机酸中，锡对于铁是阳极，所以在食品工业中常使用镀锡铁(Fe-Sn) 避免材料相互接触 (2) 注意阳极部件的选择与设计 (3) 避免大阴极小阳极的组合 (4) 施工时在接触处采用绝缘措施 (5) 采用涂层保护 (6) 采用电化学方法 (7) 在封闭系统,添加缓蚀剂 2. 点蚀 点蚀的形态 点蚀发生的条件 点蚀的形成可分为成核和生长(发展)两个阶段。 第一阶段： 点蚀成核（发生） 钝化膜破坏（成相膜和吸附理论） 敏感形核位置 孕育期 影响点蚀的因素------------------------- （1）材料因素 （1）材料因素 ? pH值 在较宽的pH值范围内，点蚀电位Eb与溶液pH值关系不大。当pH﹥10，随pH值升高，点蚀电位增大，即在碱性溶液中，金属点蚀倾向较小。 温度 温度升高，金属的点蚀倾向增大。当温度低于某个温度，金属不会发生点蚀。这个温度称为临界点蚀温度(CPT) ，CPT愈高，则金属耐点蚀性能愈好。 溶液流速 介质处于流动状态，点蚀速率比介质静止时小 控制点蚀的措施 控制点蚀的措施 4.5 缝隙腐蚀 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)与金属基体形成的缝隙。 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。 缝隙腐蚀特征 缝隙腐蚀机理 缝隙腐蚀机理 影响因素 影响因素 影响因素 缝隙腐蚀控制措施 合理设计 孔蚀和缝隙腐蚀的比较 孔蚀和缝隙腐蚀的比较 3. 晶间腐蚀 发生晶间腐蚀的电化学条件 （1）内因 ——晶粒和晶界区的组织不同，电化学性质存在显著差异。 （2）外因 ——晶粒和晶界的差异要在适当的环境下才能显露出来。 晶间腐蚀的特点 晶间腐蚀机理 晶间腐蚀趋势源于第二相沉淀时产生的内应力。 具有巨大内应力的畸变区在腐蚀介质中显示为优先溶解的阳极行为。 快冷和退火处理可以减少第二相的生成，从而抑制了晶间腐蚀 剥蚀 ——概念 剥蚀又称层蚀，腐蚀沿平行于表面的平面（晶界）萌生，逐步发展，最终使金属剥落基体，呈现层状形貌。 ——原理 金属具有层状晶粒结构，由于腐蚀体积膨胀效应，沿晶界产生压应力，随着应力增加，使片状晶粒膨胀鼓起，最终使表面剥落。 4.9 剥蚀 ——产生剥蚀的条件 （1）合金具有晶间腐蚀倾向 （2）合金具有一定的层状结构 （3）适当的腐蚀介质，如氨类、NO3-、H2O2等 ——剥蚀的控制方法 （1）改用没有层蚀的合金 （2）使用热处理方法，减小晶间腐蚀 （3）采用表面保护措施 （4）采用牺牲阳极的阴极保护方法 4. 选择性腐蚀 影响因素 机理解释 （1）锌的选择性溶解 这种理论认为，黄铜表面的锌原子发生选择性溶解，留下空位，稍里面的锌原子通过扩散到发生腐蚀的位置，继续发生溶解，结果留下疏松多孔的铜层。 防止脱锌的措施 改善环境 ——脱氧或阴极保护 选用对脱锌不敏感的黄铜 ——红黄铜（含Zn小于15%） 在a黄铜中假如抑制脱锌元素