金属材料的海洋腐蚀与防护(绪论）.pdf

金属材料的海洋腐蚀与防护 ——绪论 绪 论 1. 腐蚀的定义与分类 （1）腐蚀（Corrosion ）: 美国著名科学家 H.H.Uhlig在 《腐蚀科学与腐蚀工程——腐 蚀科学与腐蚀工程导论》定义为“金属和 周围环境起化学或电化学反应而导致的破 坏性侵蚀。” 绪 论 国标GB/T10123将其定义为：金属与环 境间的物理—化学相互作用，其结果使金 属性能发生变化，导致金属、环境及其构 成的技术体系功能受到损伤。 绪 论 • 金属与非金属都会发生腐蚀。 • 现代腐蚀研究对腐蚀的广义定义：材料和 环境发生化学或电化学作用导致材料功能 损伤的现象。 绪 论 （2 ）分类 A. 按照腐蚀机理，将金属腐蚀分为化学腐蚀 和电化学腐蚀。 绪 论 • 化学腐蚀：金属与非电解质直接发生化学 作用而引起的破坏。腐蚀过程是纯氧化还 原的化学反应，即腐蚀介质直接同金属表 面的原子相互作用而形成腐蚀产物。反应 过程中没有电流产生。其过程符合化学动 力学规律。 绪 论 • 电化学腐蚀：金属与电解质溶液发生电化学 作用而引起的破坏。反应过程同时有阳极失 去电子、阴极获得电子以及电子的流动（电 流），其历程服从电化学动力学的规律。金 属在大气、海水、工业用水、各种酸、碱、 盐溶液中发生的腐蚀都属于此类。 绪 论 B. 按照金属破坏的特征，分为全面腐蚀和局 部腐蚀。 • 全面腐蚀：腐蚀作用发生在整个金属表面 上，可能是均匀的，也可能是不均匀的。 氢诱导裂纹（HIC） 绪 论 • 局部腐蚀：腐蚀集中在金属的局部地区， 其他部分几乎蔓延或者腐蚀很轻。 绪 论 • 局部腐蚀的分类： ①应力腐蚀破裂 ②腐蚀疲劳 ③磨损腐蚀 绪 论 ④小孔腐蚀 ⑤晶间腐蚀 ⑥缝隙腐蚀 ⑦电偶腐蚀 还有氢脆、选择性腐蚀、空泡腐蚀、丝 状腐蚀都属于此类。 绪 论 C. 按照腐蚀环境将金属腐蚀分为： 大气腐蚀、土壤腐蚀、电解质溶液腐蚀、 熔融盐中的腐蚀以及高温气体腐蚀。 绪 论 腐蚀的危害性与控制腐蚀的重要意义 腐蚀现象几乎涉及国民经济的一切领域。 绪 论 • 例如：机器设备桥梁在大气中应腐蚀而生 锈；船舶、港口设施遭受海水和海洋微生 物的腐蚀；地下输油输气管线、电缆因土 壤和细菌的腐蚀发生穿孔；钢材在高温轧 制中与空气的氧化作用产生氧化皮；各种 酸碱盐等强腐蚀性介质接触的化工机械和 设备。高温、高速、高压工况下的机器设 备，因材料迅速的腐蚀损坏。 绪 论 • 冶金的过程是腐蚀的逆过程。就是外加能量 将它们还原成金属元素的过程，因此金属元 素比它们的化合物具有更高的自由能，必然 有自发地转回到热力学上更稳定的自然形态— —氧化物、硫化物、碳酸盐及其他化合物的倾 向。这种自发转变的过程就是腐蚀过程。 绪 论 绪 论 • 腐蚀造成的危害是十分惊人的。据估计全 世界每年因腐蚀报废的钢铁约占年产量的 30%，其中有2/3可以回炉，其余的完全成 为废物。由于腐