《空泡腐蚀的机理》课件.pptVIP

*******************空泡腐蚀的机理空泡腐蚀是一种严重的腐蚀现象，它会导致金属材料的表面出现坑洞、裂纹等缺陷，并最终导致材料的失效。本课件将深入探讨空泡腐蚀的机理，包括空泡形成、空泡生长、空泡溃灭等过程。空泡腐蚀概述船舶螺旋桨螺旋桨长时间运行，其表面会产生空泡，导致空泡腐蚀，影响船舶航行安全。涡轮机叶片涡轮机叶片在高速旋转时，叶片表面会产生空泡，导致空泡腐蚀，影响涡轮机效率。水力涡轮水力涡轮在高速旋转时，叶片表面会产生空泡，导致空泡腐蚀，影响水力涡轮的运行寿命。管道管道在输送流体时，流体内部会产生空泡，导致管道内壁发生空泡腐蚀。空泡腐蚀的定义和特点定义空泡腐蚀是一种金属材料在液体介质中由于气泡的形成、生长和破裂而引起的腐蚀现象。它是一种局部腐蚀，通常发生在金属表面与液体介质接触的部位。特点空泡腐蚀通常表现为金属表面出现坑洞、麻点、裂纹等缺陷，这些缺陷往往集中在金属表面的特定区域，并呈集群状分布。机理空泡腐蚀的发生与液体介质中的气泡密切相关。气泡的形成、生长和破裂会对金属表面造成冲击，导致金属表面发生疲劳损伤和腐蚀。空泡腐蚀的成因压力波动液体压力急剧变化，导致液体中的气泡形成和崩溃。流体流动高速流体流动，产生负压区，促使气泡形成。温度变化温度变化会影响液体的饱和蒸气压，从而影响气泡的形成。溶解气体液体中溶解的气体，在压力下降时析出，形成气泡。腐蚀电池理论阳极反应金属表面发生氧化反应，失去电子，形成金属离子，并溶解到电解质溶液中。阴极反应溶液中的氢离子或氧气获得电子，发生还原反应，生成氢气或氢氧根离子。电解质溶液电解质溶液提供导电通道，使电子从阳极流向阴极，形成闭合回路。腐蚀电池空泡腐蚀过程中，金属表面形成微小的腐蚀电池，促进金属的溶解。金属晶格的失衡原子排列的改变空泡腐蚀会导致金属晶格中的原子排列发生改变，形成不规则的晶格结构。电子云密度的变化金属晶格中电子云密度的改变导致金属材料的物理和化学性质发生变化，使其更容易受到腐蚀的影响。晶界结构的破坏空泡腐蚀会破坏金属晶格的晶界结构，降低金属材料的强度和韧性。空泡的形成和演变1空泡的形成液体内压降至蒸汽压以下，气泡形核，逐渐长大2空泡的生长气泡不断吸附周围溶液中的气体和蒸汽，快速增长3空泡的溃灭气泡移动到高压区，发生快速溃灭，产生冲击波和微射流空泡缺陷的产生11.压力波动液体压力急剧变化，导致空泡形成。22.溶解气体金属表面溶解的气体，在压力降低时析出，形成空泡。33.金属表面缺陷表面粗糙度、裂纹等缺陷，更容易形成空泡。空泡在金属内的扩散空泡在金属内部并非静止，而是会随着温度和应力的变化而发生扩散。扩散的方式主要有两种：热扩散和应力扩散。1热扩散在高温下，空泡会受到热力的作用而发生扩散。2应力扩散在应力作用下，空泡会朝着应力集中区域移动。3扩散路径空泡扩散主要沿晶界或晶格缺陷进行。空泡的扩散会导致材料的强度和韧性降低，最终导致材料失效。因此，控制空泡的扩散对提高材料的性能至关重要。空泡的连接和长大1空泡接触相邻空泡接触，形成连通结构。2表面张力表面张力促使空泡合并，形成更大的空泡。3扩散空泡内部的物质扩散到周围，导致空泡长大。4机械力应力或冲击力可以加速空泡长大。空泡在金属内部的连接和长大是空泡腐蚀的重要阶段，影响金属材料的强度和韧性。空泡对金属性能的影响机械性能下降空泡腐蚀导致金属表面粗糙，降低抗拉强度和延展性，增加断裂风险。疲劳强度降低空泡腐蚀会造成应力集中，降低金属的疲劳强度，更容易产生裂纹，缩短使用寿命。耐腐蚀性下降空泡腐蚀会加速金属的氧化和腐蚀，降低其耐腐蚀性，缩短使用寿命。晶界腐蚀11.晶界是弱化点金属晶界是原子排列不规则的地方，化学活性更高。22.优先腐蚀晶界更容易被腐蚀介质侵蚀，导致晶界优先腐蚀。33.腐蚀通道腐蚀沿着晶界扩展，形成腐蚀通道，导致金属强度下降。44.机械性能降低晶界腐蚀会降低金属的抗拉强度、延展性和断裂韧性。应力腐蚀应力集中应力集中会加速空泡的形成和长大，导致材料强度下降。腐蚀环境腐蚀环境会加剧应力腐蚀的发生，尤其是在高浓度电解质环境中。应力类型拉伸应力比压缩应力更容易引发应力腐蚀，因此应力方向也是重要的影响因素。腐蚀疲劳循环载荷循环载荷会造成金属材料表面产生微裂纹，从而引发疲劳裂纹的扩展。腐蚀介质腐蚀介质会加速裂纹的扩展速度，从而降低材料的疲劳寿命。腐蚀电位对空泡的影响腐蚀电位是金属表面发生腐蚀反应的电化学势能。腐蚀电位越低，金属越容易发生