《材料腐蚀与防护概论》课件—00引言.pptVIP

众所周知，所有的材料都有一定的使用寿命，在使用过程中将遭受不同形式的直接或间接的损坏。材料的损坏形式是多种多样的，但最重要、最常见的损坏形式是断裂、磨损和腐蚀。 断裂是由于构件所受应力超过其弹性极限、塑性极限而导致的破坏。例如，轴的断裂、钢丝绳的破断等均属此类。但是，断裂的金属构件可以作为炉料重新进行熔炼，材料可以获得再生。 磨损是构件与其他部件相互作用，由于机械摩擦而引起的损坏。例如，活塞环的磨损、机车的车轮与钢轨间的磨损。在很多情况下，磨损了的零件是可以修复的。例如，采用堆焊和刷镀可以修复已磨损的轴。 材料的腐蚀是一个渐变的损坏过程。例如，钢铁的锈蚀就是最常见的腐蚀现象。腐蚀使金属转变为化合物，是不可恢复的，不易再生。材料在服役损坏过程中，腐蚀与磨损、腐蚀与断裂往往协同进行，甚至三种损坏同时发生。因此，广义的腐蚀包括了腐蚀与磨损、断裂等的协同作用，是一个交叉学科的领域。 腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。因此，腐蚀也包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用。从广义上讲，任何结构材料，包括金属材料及非金属材料都可能遭受腐蚀。例如，混凝土的腐蚀，建筑用砖、石头的风化，油漆、塑料、橡胶等的老化，以及木材的腐烂(是一种细菌、霉菌引起的生物性损坏)等。 表０-１　国外腐蚀损失调查结果 从人类有目的地利用金属时起，人们就开始了对金属腐蚀及防护技术的研究。在历史上，我们的祖先曾对腐蚀与防护技术的发展作出了卓越的贡献。我国出土的春秋战国时期的武器、秦始皇时代的青铜剑和箭镞，许多表面毫无锈蚀，光彩依旧。经鉴定，在这些箭镞的表面上有一层含铬的氧化物层，而基体金属中并不含铬。这是采用铬的化合物人工处理获得的表面防护涂层。由此可见，早在2000多年以前，中华民族就创造了与现代铬酸盐钝化处理相似的防护技术，这是中国文明史上的一大奇迹。还有，在中国古代，许多金属甲胄和装饰品就已使用抛光、磨光技术，然后镀上贵金属。这不仅仅是为了改善外观，更重要的是为了防止腐蚀。 1)在自然环境中的腐蚀：①大气腐蚀；②土壤腐蚀；③淡水和海水腐蚀；④微生物腐蚀。2)在工业环境介质中的腐蚀：①在酸性溶液中的腐蚀；②在碱性溶液中的腐蚀；③在盐类溶液中的腐蚀；④在工业水中的腐蚀；⑤在熔盐中的腐蚀；⑥在液态金属中的腐蚀。3)全面腐蚀：①均匀的全面腐蚀；②不均匀的全面腐蚀。4)局部腐蚀：①电偶腐蚀；②点蚀；③缝隙腐蚀及其特例丝状腐蚀；④晶间腐蚀及其特例焊缝腐蚀；⑤选择性腐蚀。 图０-２　金属各种腐蚀形态的比例 5)在力学和环境因素共同作用下的腐蚀：①氢致开裂；②应力腐蚀断裂；③腐蚀疲劳；④磨损腐蚀。 1)提高材料本身的耐蚀性　可从材料的热力学稳定性和控制腐蚀动力学两个角度出发提高材料的耐蚀性。2)改变环境　降低环境的腐蚀性，如除去大气中的ＳＯ２，在水溶液中除Ｏ２，改变溶液的pH值，在环境中加入缓蚀剂等。3)采用涂镀层和表面改性　采用金属涂镀层、非金属涂层和改变材料的表面结构，使材料表面具有耐蚀的特性。4)将材料与腐蚀介质隔开　采用衬里、防锈油、防锈纸等。5)采用电化学保护　对于金属的电化学腐蚀，可通过阴极极化降低氧化反应速度，或通过实现阳极钝化来达到防腐目的。6)正确选材和合理设计　为了防止腐蚀发生，必须重视正确选材，设计时做到材料匹配和结构合理，结构间连接应尽可能防止缝隙产生等。 为了加强对腐蚀与防护的管理，国家需要立法。例如美国政府就埋地管线的保护从法律上作了规定，各类埋地管线必须进行保护和定期检查。德国、前苏联也都有相应的规定。为了提高各类人员，特别是管理人员对腐蚀与防护的重视，需要建立相应的教育体制，广泛开展腐蚀与防护的教育工作，提高防护的自觉性，做到防护工作的自觉性与科学性相结合，提高防护水平，以减少经济损失和突发事故的发生。 1)研究并确定材料与环境介质作用的普遍规律，既要从热力学方面研究材料腐蚀进行的可能性，更重要的是从动力学上研究腐蚀进行的过程及机理。2)研究在各种条件下控制或防止腐蚀的途径，把腐蚀控制在合理的程度上。3)研究材料腐蚀速率的测试技术和方法，确定评定材料腐蚀的试验方法与标准；研究材料腐蚀的现场测试技术与监控方法。 * * * * * * * * * * * * * * * * * *