1、1全面腐蝕與局部腐蝕全面腐蝕與局部腐蝕 遼寧石油化工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2選擇性腐蝕選擇性腐蝕 定義: 廣義的選擇性腐蝕：局部腐蝕 狹義的選擇性腐蝕 ：在多元合金中較活潑組分的優(yōu)先溶解，由于合金組分的電化學(xué)差異而引起的。 特點(diǎn)： 在二元或多元合金中，較貴的金屬為陰極，較賤的金屬為陽極，構(gòu)成成分差異腐蝕原電池，較貴的金屬保持穩(wěn)定或與較活潑的組分同時(shí)溶解后再沉積在合金表面，而較賤的金屬發(fā)生溶解。 比較典型的選擇性腐蝕：黃銅脫Zn34 陽極反應(yīng)： 陰極反應(yīng)： eZnZn22eCuCuOHeOHO222122222CuClCuClCuCueCu22黃銅脫鋅分三步：（1）黃銅溶解；（2）Zn2離子留在溶液中

2、；（3）Cu鍍回基體上。 黃銅脫Zn： CuZn合金，加Zn可提高Cu的強(qiáng)度和耐沖蝕性能，但隨Zn含量的增加，脫鋅腐蝕將變得嚴(yán)重。 黃銅脫鋅即是Zn被選擇性溶解，留下了多孔的富Cu區(qū)，從而導(dǎo)致合金強(qiáng)度大大下降。黃銅脫鋅是個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)過程，而不是一個(gè)簡單的活潑金屬分離現(xiàn)象。5應(yīng)力作用下的腐蝕應(yīng)力作用下的腐蝕 6應(yīng)力作用下的腐蝕特點(diǎn)： 金屬材料受到腐蝕介質(zhì)的作用，同時(shí)受到各種應(yīng)力的作用，導(dǎo)致更為嚴(yán)重的腐蝕破壞。 應(yīng)力包括：拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等方式直接作用在金屬上；通過接觸面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；高速流體（可能含有固體顆粒）的流動(dòng)等施加在金屬表面上；來自金屬內(nèi)部（如氫原子侵入金屬內(nèi)部）。 應(yīng)力作用下

3、的腐蝕通常伴隨著材料的斷裂，這種斷裂是與環(huán)境因素密切相關(guān)，也統(tǒng)稱為環(huán)境斷裂。應(yīng)力作用下的腐蝕分類： 應(yīng)力腐蝕（開裂）、氫致開裂、腐蝕疲勞、磨損腐蝕、沖刷腐蝕 7應(yīng)力腐蝕（開裂）SCC Stress corrosion cracking8 特點(diǎn)：通常在某種特定的腐蝕介質(zhì)中，材料在不受應(yīng)力特點(diǎn)：通常在某種特定的腐蝕介質(zhì)中，材料在不受應(yīng)力時(shí)腐蝕甚微；而受到一定的拉伸應(yīng)力時(shí)（時(shí)腐蝕甚微；而受到一定的拉伸應(yīng)力時(shí)（可遠(yuǎn)低于材料可遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度的屈服強(qiáng)度)，經(jīng)過一段時(shí)間后，即使是延展性很好的金，經(jīng)過一段時(shí)間后，即使是延展性很好的金屬也會(huì)發(fā)生脆性斷裂。斷裂事先沒有明顯的征兆，往往屬也會(huì)發(fā)生脆性斷裂。斷裂

4、事先沒有明顯的征兆，往往造成災(zāi)難性的后果。造成災(zāi)難性的后果。 應(yīng)力腐蝕開裂應(yīng)力腐蝕開裂: 受拉伸應(yīng)力作用的金屬材料，在特定的介質(zhì)中，由于腐受拉伸應(yīng)力作用的金屬材料，在特定的介質(zhì)中，由于腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的協(xié)同作用而發(fā)生的脆性斷裂現(xiàn)象。蝕介質(zhì)和應(yīng)力的協(xié)同作用而發(fā)生的脆性斷裂現(xiàn)象。 910SCC發(fā)生條件發(fā)生條件金屬和合金發(fā)生SCC要求同時(shí)具備三個(gè)基本條件: 敏感材料、特定介質(zhì)和拉伸應(yīng)力111敏感金屬或合金： 幾乎所有的金屬或合金在特定的介質(zhì)中有一定的SCC敏感性。 2特定環(huán)境介質(zhì)： 每種金屬或合金只對(duì)某些特定的介質(zhì)有SCC敏感性，并不是 任何介質(zhì)都能引起SCC 通常合金在引起SCC的環(huán)境中是鈍態(tài)的12

5、材 料介 質(zhì)低碳鋼NaOH溶液、硝酸鹽溶液、含H2S和HCl溶液、碳酸鹽、磷酸鹽高強(qiáng)鋼各種水介質(zhì)、含痕量水的有機(jī)溶劑、HCN溶液奧氏體不銹鋼氯化物水溶液、高溫高壓含氧高純水、連多硫酸、堿溶液鋁合金熔融NaCl、濕空氣、海水、含鹵素離子的水溶液、有機(jī)溶劑銅和銅合金含NH4+的溶液、氨蒸汽、汞鹽溶液、SO2大氣、水蒸汽鈦和鈦合金發(fā)煙硝酸、甲醇（蒸汽）、NaCl溶液（290）、HCl（10，35）、H2SO4（67）、濕Cl2（288，346，427）、N2O4（含O2，不含NO，2474）鎂和鎂合金濕空氣、高純水、氟化物、KClK2CrO4溶液鎳和鎳合金熔融氫氧化物、熱濃氫氧化物溶液、HF蒸汽和溶

6、液鋯合金含氯離子水溶液、有機(jī)溶劑一些金屬和合金產(chǎn)生一些金屬和合金產(chǎn)生SCC的特定介質(zhì)的特定介質(zhì)13 3.受拉伸應(yīng)力的作用： 發(fā)生SCC的金屬或合金必須受到拉應(yīng)力的作用 應(yīng)力來源： 工作狀態(tài)下材料承受外加載荷造成的工作應(yīng)力； 在生產(chǎn)、制造、加工和安裝過程中在材料內(nèi)部形成的熱應(yīng)力、 形變應(yīng)力等殘余應(yīng)力； 裂紋內(nèi)腐蝕產(chǎn)物的體積效應(yīng)造成的楔入作用； 陰極反應(yīng)形成的氫進(jìn)入金屬內(nèi)部后產(chǎn)生的應(yīng)力。 壓應(yīng)力能阻止和減緩應(yīng)力腐蝕，金屬或合金表面在某些情況 下壓應(yīng)力能產(chǎn)生SCC，但與拉應(yīng)力相比，危險(xiǎn)性小得多。14應(yīng)力腐蝕開裂的特征應(yīng)力腐蝕開裂的特征1SCC屬于滯后破壞: 材料在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下，需要經(jīng)過

7、一定時(shí)間裂紋形核、裂紋亞臨界擴(kuò)展，并最終達(dá)到臨界尺寸后，發(fā)生斷裂。 SCC分為三個(gè)階段：孕育期：裂紋萌生階段，即裂紋源成核所需時(shí)間，約占整個(gè)SCC時(shí)間的90左右。裂紋擴(kuò)展期：裂紋成核后直至發(fā)展到臨界尺寸所經(jīng)歷的時(shí)間?？焖贁嗔哑冢毫鸭y達(dá)到臨界尺寸后，受純力學(xué)的作用，裂紋失穩(wěn)瞬間斷裂。 整個(gè)斷裂時(shí)間，與材料、介質(zhì)、應(yīng)力有關(guān)，短則幾分鐘，長可達(dá)若干年。對(duì)于一定的材料和介質(zhì)，應(yīng)力降低，斷裂時(shí)間延長。 對(duì)大多數(shù)可發(fā)生SCC的腐蝕體系來說，存在一個(gè)門檻應(yīng)力或臨界應(yīng)力th，在此臨界值以下，不發(fā)生SCC。152. SCC的裂紋分為晶間型、穿晶型和混合型： 裂紋發(fā)展的途徑取決于材料與介質(zhì)，同一材料因介質(zhì)變化，裂

8、紋途徑也可能改變； 裂紋起源于表面；裂紋擴(kuò)展方向一般垂直于主拉伸應(yīng)力的方向；裂紋一般呈樹枝狀。 163. 裂紋擴(kuò)展速度: 一般為106103mm/min，比均勻腐蝕快約106倍，僅為純機(jī)械斷裂速度的1010。4. 低應(yīng)力的脆性斷裂: 斷裂前通常沒有明顯的宏觀塑性變形，大多數(shù)條件下是脆性斷口。 斷口表面顏色暗淡，可見腐蝕坑和二次裂紋，穿晶微觀斷口往往具有河流花樣、扇形花樣、羽毛狀花樣等脆性斷口形貌特征；晶間顯微斷口呈冰糖塊狀。17 SCC機(jī)理1：陽極溶解機(jī)理 在發(fā)生SCC的環(huán)境中金屬表面通常被鈍化膜覆蓋，金屬不與腐蝕介質(zhì)直接接觸。 當(dāng)鈍化膜遭受局部破壞后，裂紋形核，并在應(yīng)力作用下裂紋尖端沿某一擇

9、優(yōu)路徑定向活化溶解，導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展，最終發(fā)生斷裂。 應(yīng)力腐蝕陽極溶解機(jī)理： 膜破裂裂紋尖端基體溶解斷裂181膜局部破裂導(dǎo)致裂紋形核： 鈍化膜在電化學(xué)作用、機(jī)械作用等發(fā)生局部破壞或膜的缺陷，使裂紋形核: （a）電化學(xué)作用: 通過點(diǎn)蝕或晶間腐蝕等局部腐蝕來誘發(fā)SCC裂紋的。當(dāng)有點(diǎn)蝕坑和晶間腐蝕形成時(shí)，在應(yīng)力的作用下從點(diǎn)蝕坑底部和晶間部位可誘發(fā)SCC裂紋。 若腐蝕電位處于活化鈍化或鈍化過鈍化的過渡電位區(qū)間，由于鈍化膜不穩(wěn)定，SCC裂紋容易在材料表面較薄弱的部位形核(如晶間)。 （b）機(jī)械作用： 膜的延展性或強(qiáng)度較基體金屬差，受力變形后局部膜破裂，誘發(fā)SCC裂紋。 （c）缺陷和膜內(nèi)的亞微觀裂紋： 金屬表

10、面鈍化膜的缺陷及膜內(nèi)的亞微觀裂紋均可能是SCC裂紋形核之處。192裂紋擴(kuò)展（裂尖定向溶解階段）： 裂紋形成后，特殊的幾何條件構(gòu)成了一個(gè)閉塞區(qū)。裂紋內(nèi)部形成了“閉塞電池閉塞電池”，并進(jìn)而在裂紋尖端和裂紋壁之間形成了“活化鈍活化鈍化腐蝕電池化腐蝕電池”，創(chuàng)造了裂尖快速溶解并自催化自催化的電化學(xué)條件。 應(yīng)力和材料的不均勻性為快速溶解提供了擇優(yōu)腐蝕的途徑。預(yù)存活性途徑和應(yīng)變產(chǎn)生的活性途徑導(dǎo)致沿晶和穿晶SCC裂紋擴(kuò)展。203斷裂（純機(jī)械斷裂階段）： 在SCC裂紋擴(kuò)展到臨界尺寸時(shí)，裂紋失穩(wěn)而導(dǎo)致純機(jī)械斷裂。21SCC機(jī)理2：氫致開裂機(jī)理22防止防止SCC的措施的措施選材、消除應(yīng)力和減輕腐蝕1.選材： 根據(jù)

11、材料的具體使用環(huán)境，盡量避免使用對(duì)SCC敏感的材料；2.消除應(yīng)力： 改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減小應(yīng)力集中； 在部件的加工、制造和裝配過程中盡量避免產(chǎn)生較大的殘余 應(yīng)力； 可通過熱處理、表面噴丸等方法消除殘余應(yīng)力。23防止防止SCC的措施的措施3. 減輕腐蝕: 改善環(huán)境，降低環(huán)境的SCC敏感性：控制或降低有害的成分；腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑；改變電位、促進(jìn)成膜； 電化學(xué)保護(hù)： 可以通過控制電位進(jìn)行陰極保護(hù)或陽極保護(hù)防止SCC的發(fā)生。 涂層： 使用有機(jī)涂層可將材料表面與環(huán)境分開，或使用對(duì)環(huán)境不敏感的金屬作為敏感材料的鍍層，都可減少材料SCC敏感性。24氫致開裂氫致開裂 25氫致開裂氫致開裂 氫致開裂的定義：（H

12、ydrogen Induced Cracking， HIC） 金屬中氫的存在或氫與金屬交互作用引起的金屬開裂的現(xiàn)象。26金屬中氫的行為金屬中氫的行為 氫的來源和氫的傳輸氫的來源和氫的傳輸271、氫的來源： 根據(jù)來源不同，金屬中的氫可分為內(nèi)氫和外氫 內(nèi)氫：內(nèi)氫： 材料在使用前內(nèi)部就已經(jīng)存在的氫，主要是在冶煉、熱處理、酸洗、電鍍、焊接等過程中吸收的氫 外氫（也稱為環(huán)境氫）：外氫（也稱為環(huán)境氫）： 材料在使用過程中，與含氫介質(zhì)接觸或進(jìn)行陰極析氫反應(yīng)吸收的氫。28氫在金屬中的溶解度西沃茨定律： 在恒定的溫度下，處于平衡狀態(tài)時(shí)，氫的濃度與氫壓的平方根成正比。29氫陷阱 固溶在金屬中的氫原子占據(jù)晶體點(diǎn)陣的

13、最大間隙位置，如bcc金屬的四面體間隙和fcc金屬的八面體間隙。 少量氫處于晶格間隙外，絕大部分氫處于各種缺陷位置，如晶界、共格沉淀、非共格沉淀、位錯(cuò)、空位、孔隙等。 可供氫存在的缺陷被稱為氫陷阱。30 處于晶格間隙位置的氫原子（濃度為CL）可以被陷阱捕獲，而陷阱中的氫原子（濃度為CT）也可能跑出陷阱進(jìn)入晶格間隙位置。 在平衡時(shí)：)()(陷阱中的氫溶解的氫TLHKH31平衡常數(shù)K：Eb為陷阱結(jié)合能。如Eb較?。?.6eV），氫容易從陷阱中跑出來，這種陷阱為可逆陷阱。處于可逆陷阱中的氫易于參與氫的擴(kuò)散及氫致開裂過程。如果Eb較大（0.6eV），氫陷阱中的氫難以跑出，這類陷阱為不可逆陷阱。處于不可

14、逆陷阱中的氫難于參與氫的擴(kuò)散及氫致開裂過程?？赡嫦葳搴筒豢赡嫦葳逶谕獠織l件（如溫度）變化時(shí)可能發(fā)生轉(zhuǎn)變。 RTEBCCKbLTexp322、氫的傳輸 ： 發(fā)生氫致開裂的金屬的平均氫含量一般都很低。而發(fā)生氫致開裂需要較高的氫濃度，因此當(dāng)發(fā)生氫致開裂時(shí)，金屬中的氫出現(xiàn)了局部富集，而這種富集是通過氫在金屬中的傳輸來實(shí)現(xiàn)的。 氫的傳輸有擴(kuò)散和位錯(cuò)遷移兩種方式。33擴(kuò)散： 金屬中存在氫的濃度梯度或應(yīng)力梯度時(shí)就會(huì)導(dǎo)致氫在金屬中的擴(kuò)散。 當(dāng)金屬中存在氫的濃度梯度時(shí)，氫將從濃度高的地方向濃度低的地方擴(kuò)散。 存在應(yīng)力梯度時(shí)，氫由應(yīng)力低的地方向應(yīng)力高的地方擴(kuò)散，最終可使高應(yīng)力區(qū)的氫濃度遠(yuǎn)高于整體的平均氫濃度。 在

15、常溫下，由于氫陷阱的存在，對(duì)氫在金屬中的擴(kuò)散行為影響較大；高溫下，影響較小。34 位錯(cuò)遷移： 位錯(cuò)是一種特殊的氫陷阱，位錯(cuò)不僅能將氫原子捕獲在其周圍，形成Cottrell氣團(tuán)，而且由于氫在金屬中擴(kuò)散快，在位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)氫氣團(tuán)能夠跟上位錯(cuò)一起運(yùn)動(dòng)，即位錯(cuò)能夠遷移氫。 當(dāng)運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)遇到與氫結(jié)合能更大的不可逆陷阱時(shí)，氫將被“傾倒”在這些陷阱處。 35氫致開裂的分類氫致開裂的分類1. 氫腐蝕：由于氫在高溫高壓下與金屬中第二相（夾雜物或合金添加物）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成高壓氣體（如CH4、SiH4）引起材料脫碳、內(nèi)裂紋和鼓泡的現(xiàn)象。2. 氫鼓泡：過飽和的氫原子在缺陷位置（如夾雜）析出，形成氫分子，在局部造成很高

16、的氫壓，引起表面鼓泡或內(nèi)部裂紋的現(xiàn)象。3. 氫化物型氫脆：氫與IVB和VB族金屬有較大的親和力，含氫量較高時(shí)容易生產(chǎn)脆性的氫化物相，并在隨后受力時(shí)成為裂紋源，引起脆斷。36氫致開裂的分類氫致開裂的分類4.應(yīng)力誘發(fā)氫化物型氫脆： 在應(yīng)力作用下氫向應(yīng)力集中處富集，當(dāng)氫濃度超過臨界值時(shí)沉淀出氫化物。這種應(yīng)力誘發(fā)的氫化物相變只是在較低的應(yīng)變速率下出現(xiàn)，并導(dǎo)致脆性斷裂。一旦出現(xiàn)氫化物，即使卸載除氫，靜置一段時(shí)間后再高速變形，塑性也不能恢復(fù)。5.可逆氫脆： 含氫金屬在高速變形時(shí)并不顯示脆性，而在緩慢變形時(shí)由于氫逐漸向應(yīng)力集中處富集，在應(yīng)力與氫交互作用下裂紋形核、擴(kuò)展，最終導(dǎo)致脆性的斷裂。在未形成裂紋前去除

17、載荷，靜置一段時(shí)間后高速變形，材料的塑性可以得到恢復(fù)，即應(yīng)力去除后脆性消失.3738控制氫致開裂的途徑和方法控制氫致開裂的途徑和方法 缺陷所捕獲的氫量氫量Ct和引起缺陷開裂的臨界氫濃度臨界氫濃度Cct的關(guān)系： Ct Cct，裂紋擴(kuò)展 因此，降低降低Ct和提高和提高Cct均可以減輕氫致開裂的敏感性39 降低降低Ct： 減少內(nèi)氫改進(jìn)工藝條件及進(jìn)行脫氫處理； 限制外氫如金屬表面施加限制氫的擴(kuò)散和 溶解的金屬鍍層，涂覆有機(jī)涂料，提高材料的耐蝕性能等 提高提高Cct： 減少晶界處雜質(zhì)元素和碳、氮化物的偏析；細(xì)化晶粒，提高晶粒邊界的結(jié)合力；控制夾雜物和碳化物的類型、數(shù)量、形狀、尺寸和分布；顯微組織，奧氏體

18、比鐵素體中氫溶解度高，導(dǎo)致其具有高的Cct40腐蝕疲勞腐蝕疲勞41 交變應(yīng)力： 大小或大小和方向隨時(shí)間改變的應(yīng)力。 機(jī)械疲勞： 材料在交變應(yīng)力作用下導(dǎo)致(疲勞)裂紋萌生、亞臨界擴(kuò)展，最終失穩(wěn)斷裂的過程。 工程材料的疲勞性能： 通過疲勞試驗(yàn)得出的疲勞曲線（SN曲線）確定的，建立應(yīng)力幅值a與相應(yīng)的斷裂循環(huán)周次Nf的關(guān)系. 42疲勞極限: 經(jīng)歷無限次循環(huán)而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力。疲勞強(qiáng)度: 材料在疲勞壽命為N（107108周次范圍）時(shí)不發(fā)生疲勞斷裂的最大應(yīng)力。43腐蝕疲勞的特點(diǎn)腐蝕疲勞的特點(diǎn) 腐蝕疲勞： 材料或構(gòu)件在交變應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)生的脆性斷裂， 這種斷裂比單純交變應(yīng)力造成的破壞（即疲

19、勞）或單純腐蝕造成的破壞嚴(yán)重得多，而且有時(shí)腐蝕環(huán)境不需要有明顯的侵蝕性。 金屬材料在循環(huán)應(yīng)力或脈動(dòng)應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下產(chǎn)生脆性斷裂即為腐蝕疲勞。 腐蝕疲勞特點(diǎn)： 不存在疲勞極限，在空氣以外腐蝕環(huán)境中的疲勞行為。 腐蝕使疲勞裂紋萌生所需時(shí)間及循環(huán)周次都明顯減少，裂紋擴(kuò)展速度增大。 與應(yīng)力腐蝕開裂不同，發(fā)生腐蝕疲勞不需要材料環(huán)境的特殊組合。只要存在腐蝕介質(zhì)，在交變應(yīng)力作用下就會(huì)發(fā)生腐蝕疲勞。 44腐蝕疲勞強(qiáng)度與其耐蝕性有關(guān) 耐蝕材料腐蝕疲勞強(qiáng)度隨抗拉強(qiáng)度的提高而提高 耐蝕性差的材料腐蝕疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度無關(guān)腐蝕疲勞裂紋多起源于表面腐蝕坑或缺陷，裂紋源數(shù)量較多裂紋主要是穿晶的，也可能出現(xiàn)沿晶的或

20、混合的， 并隨腐蝕發(fā)展裂紋變寬。腐蝕疲勞斷裂脆性斷裂，無明顯的宏觀塑性變形。斷口有腐蝕的特征，如腐蝕坑、腐蝕產(chǎn)物、二次裂紋等，又有疲勞特征，如疲勞輝紋。 45腐蝕疲勞機(jī)理腐蝕疲勞機(jī)理 交變應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)共同作用 純疲勞機(jī)理與電化學(xué)腐蝕作用（應(yīng)力腐蝕或氫致開裂的機(jī)理）的結(jié)合。 461蝕孔應(yīng)力集中模型：472、 滑移帶優(yōu)先溶解模型： 在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生駐留滑移帶，擠出、擠入處由于位錯(cuò)密度高，或雜質(zhì)在滑移帶沉積，使金屬原子具有較高的活性，受到優(yōu)先腐蝕，導(dǎo)致腐蝕疲勞裂紋形核。 變形區(qū)為陽極，未變形區(qū)為陰極，在交變應(yīng)力作用下促進(jìn)了裂紋的擴(kuò)展。48腐蝕疲勞的影響因素腐蝕疲勞的影響因素 1. 力學(xué)因素 應(yīng)

21、力循環(huán)參數(shù) 、疲勞加載方式 、應(yīng)力循環(huán)波形 、應(yīng)力集中 2. 環(huán)境因素 溫度 、介質(zhì)的腐蝕性 、外加電流 3. 材料因素 耐蝕性 、組織結(jié)構(gòu) 、表面狀態(tài) 49防止腐蝕疲勞的措施防止腐蝕疲勞的措施 1. 緩蝕劑 2. 陰極保護(hù)3. 表面處理 通過氣滲、噴丸和高頻淬火等表面硬化處理，在材料表面形成壓應(yīng)力層。 提高材料表面光潔度，可顯著改善材料的腐蝕疲勞性能。 例如：鍍鋅鋼絲在海水中的疲勞壽命得到了顯著延長50沖刷腐蝕沖刷腐蝕 沖刷腐蝕的定義和特點(diǎn) ： 沖刷腐蝕（簡稱為沖蝕）是金屬表面與腐蝕流體之間由于高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的金屬損傷。 在靜止的或低速流動(dòng)的腐蝕介質(zhì)中，腐蝕并不嚴(yán)重，而當(dāng)腐蝕流體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)

22、，破壞了金屬表面能夠提供保護(hù)的表面膜或腐蝕產(chǎn)物膜，表面膜的減薄或去除加速了金屬的腐蝕過程，因而沖蝕是流體的沖刷與腐蝕協(xié)同作用的結(jié)果。51冷凝器管壁沖刷腐蝕示意圖冷凝器管壁沖刷腐蝕示意圖 52 沖刷腐蝕機(jī)理 ： 沖刷腐蝕是以流體對(duì)電化學(xué)腐蝕行為的影響、流體產(chǎn)生的機(jī)械作用以及二者的交互作用為特征的： 沖刷對(duì)腐蝕的促進(jìn)，腐蝕對(duì)沖刷的促進(jìn) 53沖刷腐蝕的影響因素 ： 流態(tài)：流體的流動(dòng)狀態(tài)有層流和湍流 流速：流速的變化具有雙重作用。 第二相：存在第二相（氣泡或固體顆粒）的雙相流比單相流造成的沖刷腐蝕更嚴(yán)重，并使臨界流速下降。 表面膜：鈍化膜，保護(hù)性的腐蝕產(chǎn)物膜的成分、厚度、硬度、韌性、與基體附著力及再鈍

23、化能力，對(duì)抵御沖刷腐蝕是十分重要的。 54防止沖刷腐蝕的措施防止沖刷腐蝕的措施 1. 改進(jìn)設(shè)計(jì)、降低表面流速和避免惡劣的湍流出現(xiàn)。2. 控制環(huán)境：控制溫度、pH、氧含量，添加緩蝕劑，澄清和過濾流體中的固體顆粒，避免蒸汽中冷凝水的形成，去除溶解在流體中的氣體等，對(duì)減輕沖刷腐蝕非常有效。3正確選材：可以選擇更耐蝕的材料。4表面處理與保護(hù)5陰極保護(hù)55空泡腐蝕空泡腐蝕56 空泡腐蝕的定義 ： 空泡腐蝕（空蝕和氣蝕）是一種特殊形式的沖刷腐蝕，是由于金屬表面附近的液體中空泡潰滅造成表面粗化、出現(xiàn)大量直徑不等的火山口狀的凹坑，最終喪失使用性能的一種破壞。 5758 空泡腐蝕的機(jī)理 ：沖擊波機(jī)制和微射流機(jī)制

24、59 防止空泡腐蝕的措施 ：1改進(jìn)設(shè)計(jì)，避免高速過流表面的壓力突然下降。2選則更為耐蝕的材料和適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，特別是在金屬表面涂覆高聚物或彈性體，對(duì)減輕空泡潰滅的機(jī)械破壞有明顯效果。3去除溶解在流體中的氣體，可減輕空泡的形成。4陰極保護(hù)有時(shí)可有效減輕空泡腐蝕，但原因不是由于腐蝕速度的降低，而是由于陰極反應(yīng)在表面析出氫氣泡的襯墊作用。5正確的操作也可以避免產(chǎn)生嚴(yán)重的空泡腐蝕，如在管路被堵塞而使流體流線不正常時(shí)應(yīng)讓水泵停止工作，入口處由于空吸形成的低壓會(huì)促進(jìn)泵內(nèi)流體中氣泡的形成。60磨損腐蝕磨損腐蝕61磨損腐蝕： 腐蝕磨損是摩擦副接觸表面的機(jī)械磨損與周圍環(huán)境介質(zhì)發(fā)生的化學(xué)或電化學(xué)腐蝕的共同作用，導(dǎo)致表層材料流失的現(xiàn)象。 常發(fā)生在礦山機(jī)械、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、冶金機(jī)械等接觸部件或直接與砂、石、煤、灰渣等摩擦的部件，如磨煤機(jī)、礦石