腐蝕防護(hù)第六講第一頁，共六十四頁，2022年，8月28日復(fù)習(xí)與總結(jié)：緒論第一章金屬電化學(xué)腐蝕基本原理

第一節(jié)金屬電化學(xué)腐蝕趨勢(shì)第二節(jié)腐蝕速度第三節(jié)析氫腐蝕和耗氧腐蝕第四節(jié)金屬得鈍性第二章影響腐蝕的結(jié)構(gòu)因素

第一節(jié)力學(xué)因素第二節(jié)表面狀況與幾何因素第三節(jié)異種金屬組合第四節(jié)焊接因素第二頁，共六十四頁，2022年，8月28日金屬電化學(xué)腐蝕的熱力學(xué)條件：陽極溶解反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件：陰極去極化反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件：

Ek＜Ek0電化學(xué)腐蝕持續(xù)進(jìn)行的條件:第三頁，共六十四頁，2022年，8月28日腐蝕速度一、極化與超電壓二、極化曲線和極化圖三、腐蝕極化圖的應(yīng)用四、腐蝕速度計(jì)算與耐蝕性評(píng)定第四頁，共六十四頁，2022年，8月28日極化現(xiàn)象：

電池工作過程中由于電流流動(dòng)而引起電極電位偏離初始值的現(xiàn)象，稱為極化現(xiàn)象第五頁，共六十四頁，2022年，8月28日只要陰陽兩極之間有電流流動(dòng)，必然出現(xiàn)極化現(xiàn)象。由于電化學(xué)反應(yīng)與電子遷移速度差異引起電位的降低升高。電化學(xué)極化濃差極化膜阻極化第六頁，共六十四頁，2022年，8月28日超電壓：

腐蝕電池工作時(shí)，由于極化作用使陰極或陽極電位偏離初始電位的絕對(duì)值。定量的反應(yīng)出極化的程度第七頁，共六十四頁，2022年，8月28日去極化作用：凡是能夠減弱或消除極化過程的作用稱為去極化作用。陰極去極化作用：在溶液中增加去極劑（H+、O2等）的濃度、升溫、攪拌、其它降低活化超電壓的措施陽極去極化作用：攪拌、升溫、在溶液中加入絡(luò)合劑或沉淀劑第八頁，共六十四頁，2022年，8月28日極化曲線和極化圖：表示極化電位與極化電流或極化電流密度之間關(guān)系的曲線極化曲線測(cè)定裝置見教材P18，F(xiàn)ig.1-12第九頁，共六十四頁，2022年，8月28日腐蝕極化圖的應(yīng)用：1、判斷腐蝕過程的控制因素（1）第十頁，共六十四頁，2022年，8月28日（2）耐蝕性能的評(píng)定重量法：深度法：容量法、機(jī)械變化率，電阻變化率腐蝕速度計(jì)算與耐蝕性評(píng)定第十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日析氫腐蝕和耗氧腐蝕析氫腐蝕：溶液中的氫離子作為去極劑，在陰極上放電，促使金屬陽極溶解過程持續(xù)進(jìn)行而引起的金屬腐蝕耗氧腐蝕：陰極上耗氧反應(yīng)的進(jìn)行，促使陽極金屬不斷溶解，引起的金屬腐蝕陰極過程各具特點(diǎn)的兩種最為常見的腐蝕體系第十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日析氫腐蝕

1、析氫腐蝕發(fā)生的條件：

腐蝕電池中的陽極電位低于陰極的析氫電極電位

EH

EA

EH＝Ee.H－ηΗ

Ee.H＝

EH。+0.059㏒[H+]＝

－0.059pH＞第十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日析氫腐蝕的特點(diǎn)陰極材料的性質(zhì)對(duì)腐蝕速度影響很大溶液的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)腐蝕速度影響不大陰極面積增加，腐蝕速度加快氫離子濃度增高（PH值下降）、溫度升高會(huì)促使析氫腐蝕加劇。第十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日耗氧腐蝕溶液中的中性氧分子在腐蝕電池的陰極上進(jìn)行離子化反應(yīng)，稱為吸氧反應(yīng)或耗氧反應(yīng)第十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日發(fā)生耗氧腐蝕的條件0.805v耗氧腐蝕比析氫腐蝕更易發(fā)生第十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日耗氧腐蝕的特點(diǎn)（1）腐蝕過程的控制步驟隨金屬在溶液中的腐蝕電位而異；第十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日耗氧腐蝕的特點(diǎn)（2）在氧的擴(kuò)散控制情況下，腐蝕速度與金屬本身的性質(zhì)關(guān)系不大；第十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日耗氧腐蝕的特點(diǎn)（3）溶液的含氧量對(duì)腐蝕速度的影響很大第十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日耗氧腐蝕的特點(diǎn)（4）陰極面積對(duì)腐蝕速度的影響視腐蝕電池類型而異對(duì)宏觀腐蝕電池來講，陰極面積↑，腐蝕速度↑對(duì)于腐蝕微電池陰極面積對(duì)腐蝕速度無明顯的影響（5）溶液的流動(dòng)狀態(tài)對(duì)腐蝕速度影響大第二十頁，共六十四頁，2022年，8月28日金屬的鈍性金屬鈍化的難易程度與鈍化劑、金屬本性和溫度等有關(guān)；金屬鈍化后電位往正方面急劇上升；金屬鈍態(tài)與活態(tài)之間的轉(zhuǎn)換往往具有一定程度的不可逆性；在一定條件下，利用外加陽極電流或局部陽極電流也可以使金屬從活態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)一、鈍化現(xiàn)象的共同特征：第二十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日鈍化理論與鈍化特性曲線分析1、鈍化理論成相膜理論（薄膜理論）吸附理論2、鈍化特性曲線分析可鈍化金屬的陽極極化曲線陰極過程對(duì)金屬鈍化的影響第二十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日金屬鈍性的應(yīng)用金屬鈍化的特性在工業(yè)上的應(yīng)用：1、陽極保護(hù)（第六章將詳細(xì)介紹）2、化學(xué)鈍化提高金屬耐蝕性3、添加易鈍化合金元素，提高合金的耐蝕性4、添加活性陽極元素提高可鈍化金屬或合金的耐蝕性第二十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日影響腐蝕的結(jié)構(gòu)因素2.1力學(xué)因素2.2表面狀態(tài)與幾何因素2.3異種金屬組合因素2.4焊接因素第二十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日力學(xué)因素一、應(yīng)力腐蝕破裂(StressCorrosionCracking)

金屬結(jié)構(gòu)在拉應(yīng)力和特定腐蝕環(huán)境共同作用下引起的破裂第二十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日1、應(yīng)力腐蝕產(chǎn)生的條件應(yīng)力腐蝕是應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)綜合作用的結(jié)果應(yīng)力必須是拉應(yīng)力，應(yīng)力必須大于臨界值。特定的環(huán)境因素：黃銅-氨溶液；奧氏體不銹鋼-CI-溶液；碳鋼-OH-溶液等第二十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日2.應(yīng)力腐蝕破裂速度與裂紋形貌SCC過程的三個(gè)階段：

I：腐蝕引起裂紋或蝕坑的階段（潛伏期或誘導(dǎo)期）

II：裂紋擴(kuò)展階段

III：破裂期

SCC斷裂速度約為0.01~3mm/h裂紋的形貌：第二十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日3、應(yīng)力腐蝕機(jī)理

解釋SCC機(jī)理的學(xué)說很多：電化學(xué)陽極溶解理論氫脆理論膜破裂理論化學(xué)脆化-機(jī)械破裂兩階段理論腐蝕產(chǎn)物楔入理論應(yīng)力吸附破裂理論第二十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日電化學(xué)陽極溶解理論：腐蝕沿“活性途徑”，在陽極侵蝕處形成狹小的裂紋或蝕坑↓裂紋內(nèi)部與金屬表面構(gòu)成腐蝕電池↓活性陰離子進(jìn)入裂紋或蝕坑內(nèi)部↓濃縮的電解質(zhì)溶液水解酸化↓裂紋尖端的陽極快速溶解↓裂紋不斷擴(kuò)展直至破裂第二十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日4、防止和減輕應(yīng)力腐蝕的途徑：消除環(huán)境、應(yīng)力和冶金三個(gè)方面的一切有害因素⑴降低設(shè)計(jì)應(yīng)力，使最大有效應(yīng)力或應(yīng)力強(qiáng)度降低到臨界值以下；第三十頁，共六十四頁，2022年，8月28日⑵合理設(shè)計(jì)與加工，減少局部應(yīng)力集中。選用大的曲率半徑采用流線型設(shè)計(jì)關(guān)鍵部位適當(dāng)增厚（或改變結(jié)構(gòu)型式）焊接接構(gòu)采用對(duì)接等等第三十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日⑶采用合理的熱處理方法消除殘余應(yīng)力，或改善合金的組織結(jié)構(gòu)以降低對(duì)SCC的敏感性采用退火處理消除內(nèi)應(yīng)力對(duì)高強(qiáng)度鋁合金，通過時(shí)效處理，改善合金的微觀結(jié)構(gòu)，避免晶間偏析物的形成，提高SCC的敏感性⑷其他方法合理選材去除介質(zhì)中的有害成分添加緩蝕劑采用陰極保護(hù)第三十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日腐蝕疲勞1、腐蝕疲勞的概念：腐蝕介質(zhì)和變動(dòng)負(fù)荷聯(lián)合作用而引起金屬的斷裂破壞2、腐蝕疲勞的特點(diǎn)：沒有腐蝕介質(zhì)的限定裂紋多為穿晶型，分枝較少斷面大部分被腐蝕產(chǎn)物所覆蓋，小部分呈粗糙的碎裂狀3、影響因素：

pH值；含氧量；溫度；變動(dòng)負(fù)荷的性質(zhì)；交變應(yīng)力的幅度、頻率等第三十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日4、腐蝕疲勞機(jī)理：腐蝕疲勞是一個(gè)力學(xué)-電化學(xué)過程。5、防護(hù)方法：通過改變?cè)O(shè)計(jì)和正確的熱處理方法降低部件的應(yīng)力鍍層（鋅、鎘）加緩蝕劑表面處理陰極保護(hù)提高材料強(qiáng)度對(duì)腐蝕疲勞的防護(hù)不利。第三十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日磨損腐蝕1、定義腐蝕性流體與金屬構(gòu)件以較高速度做相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的金屬腐蝕損壞2、分類湍流腐蝕；空泡腐蝕；微振腐蝕3、防護(hù)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正確的選擇材料適當(dāng)?shù)耐繉雨帢O保護(hù)第三十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日4、湍流腐蝕機(jī)理高速流體擊穿了緊貼金屬表面的邊界液膜，加速了去極劑的供應(yīng)和陰、陽極腐蝕產(chǎn)物的遷移，使陰、陽極的極化作用減??；高速湍流對(duì)金屬表面產(chǎn)生了附加的剪切力，第三十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日5、空泡腐蝕機(jī)理流速足夠高時(shí)，液體的靜壓力將低于液體的蒸汽壓，使液體蒸發(fā)在低壓區(qū)形成氣泡，高壓區(qū)壓過來的流體使氣泡崩潰，產(chǎn)生的沖擊波強(qiáng)烈的錘擊金屬表面，破壞表面膜，使膜下金屬的晶粒產(chǎn)生龜裂和剝落。第三十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日第二節(jié)表面狀態(tài)與幾何因素一、孔蝕1、不適當(dāng)?shù)谋砻鏍顩r與幾何構(gòu)型會(huì)引起孔蝕、縫隙腐蝕已經(jīng)濃差電池腐蝕。2、孔蝕又稱坑蝕、點(diǎn)蝕、小孔腐蝕，是由于金屬表面粗糙，保護(hù)膜不連續(xù)所形成。3、一旦形成孔蝕，如果存在力學(xué)因素就會(huì)誘發(fā)應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞。4、孔蝕失重不大，但集中在點(diǎn)上，陽極面積很小，腐蝕速度很高，不易發(fā)現(xiàn)，有很高隱患性。5、易鈍化金屬在活性陰離子介質(zhì)中最易發(fā)生孔蝕。第三十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日孔蝕發(fā)生的過程和機(jī)理第三十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日孔蝕的電化學(xué)測(cè)量方法孔蝕電位自鈍化電位電位>孔蝕電位時(shí)：發(fā)生孔蝕孔蝕電位>電位>自鈍化電位：不產(chǎn)生新的蝕核，原有蝕孔點(diǎn)繼續(xù)發(fā)展電位<自鈍化電位：保持鈍態(tài)·第四十頁，共六十四頁，2022年，8月28日防止孔蝕的方法降低材料的有害雜質(zhì)的含量加入適量的能提高抗孔蝕能力的合金元素改善熱處理溫度降低介質(zhì)中活性陰離子濃度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)消除死區(qū)防止溶液中有害物質(zhì)濃縮陰極保護(hù)第四十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日二、縫隙腐蝕1、原理：當(dāng)金屬與金屬或金屬與非金屬之間存在很小的縫隙時(shí),縫內(nèi)介質(zhì)不易流動(dòng)而形成滯留狀態(tài),促使縫隙內(nèi)的金屬加速腐蝕第四十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日2、縫隙腐蝕的防止方法：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上避免形成縫隙和能造成表面沉積的幾何構(gòu)形盡量避免積液和死區(qū)結(jié)構(gòu)能夠妥善排流，有利于沉積物及時(shí)清除（或采用固體填充，將縫隙填實(shí)）選材：采用耐縫隙腐蝕的材料其他：采用陰極保護(hù)

第四十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日三、異種金屬組合因素第四十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日1、電偶腐蝕的原理第四十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日2、面積比與“有效距離”SK/SA↑，陽極金屬的腐蝕速度↑有效距離：陽極腐蝕主要集中在接合處附近，離接合處越遠(yuǎn)則，腐蝕電流越小，超過一定范圍，電偶效應(yīng)幾乎為零。

有效距離與腐蝕電池的電動(dòng)勢(shì)、溶液的電導(dǎo)率、接合處的幾何形狀有關(guān)第四十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日3、防止電偶腐蝕的途徑⑴選擇相容性材料電偶序中相隔距離比較近的材料，相容性較好⑵合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

★盡量避免小陽極大陰極的結(jié)構(gòu)★不同金屬的部件彼此絕緣★插入第三種金屬（或采用鍍層過渡）★陽極部件易更換，或適當(dāng)增厚第四十七頁，共六十四頁，2022年，8月28日四、焊接因素

1、焊接缺陷與腐蝕焊接缺陷：焊瘤；咬邊；飛濺；電弧熔坑第四十八頁，共六十四頁，2022年，8月28日2、異種金屬焊接在腐蝕環(huán)境中，由于存在電位差，構(gòu)成電偶腐蝕。解決辦法：選用比母材電位更高的金屬做焊條3、焊接殘余應(yīng)力4、焊接熱影響區(qū)當(dāng)金屬中含有大量合金元素時(shí)，易發(fā)生焊縫晶間腐蝕第四十九頁，共六十四頁，2022年，8月28日5、在焊接過程中，焊件體積變化受阻產(chǎn)生應(yīng)力高溫區(qū)金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，低溫區(qū)金屬內(nèi)部產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力6、焊接應(yīng)力僅是局部效應(yīng)（降低焊接殘余應(yīng)力，防止應(yīng)力腐蝕破裂）第五十頁，共六十四頁，2022年，8月28日焊縫晶間腐蝕1、定義由微電池作用引起的局部破壞現(xiàn)象。金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿著材料晶間產(chǎn)生的腐蝕2、晶間腐蝕機(jī)理在腐蝕性介質(zhì)中，晶間貧鉻區(qū)相對(duì)于碳化物和固溶體其他部分，形成小陽極大陰極的微電池，發(fā)生晶間腐蝕影響因素：化學(xué)成分。溫度、時(shí)間

第五十一頁，共六十四頁，2022年，8月28日3、晶間腐蝕的特點(diǎn)⑴表面觀察不到⑵晶粒間結(jié)合強(qiáng)度喪失⑶區(qū)域較窄（熱影響區(qū)熔合線附近）第五十二頁，共六十四頁，2022年，8月28日4、防止晶間腐蝕的方法：

固溶處理穩(wěn)定化退火超低碳法合金化法焊縫形成雙相組織第五十三頁，共六十四頁，2022年，8月28日第三章金屬在某些環(huán)境中的腐蝕第一節(jié)在高溫氣體中的腐蝕第二節(jié)在大氣中的腐蝕特點(diǎn)第三節(jié)在土壤中的腐蝕特點(diǎn)第四節(jié)在海水中的腐蝕特點(diǎn)第五十四頁，共六十四頁，2022年，8月28日第一節(jié)在高溫氣體中的腐蝕本節(jié)重點(diǎn)：1、金屬在高溫氣體中的氧化是一種普遍、重要的腐蝕形式，2、了解金屬氧化的機(jī)理及其規(guī)律3、正確選用高溫結(jié)構(gòu)材料4、防止（減緩）金屬在高溫氣體中的腐蝕第五十五頁，共六十四頁，2022年，8月28日一、金屬的高溫氧化與氧化膜1、高溫氧化過程金屬氧化：金屬與介質(zhì)作用失去電子的過程

M→Mn++nexM

+Yx=MxYy

第一步:吸附、化合成膜：

（界面反應(yīng)）第二步：膜成長：（擴(kuò)散過程）第五十六頁，共六十四頁，2022年，8月28日2、金屬的高溫氧化的趨勢(shì)金屬的高溫氧化過程是一個(gè)自由能降低的過程，因此，大部分是自發(fā)進(jìn)行的，只要金屬表面氧氣的分壓大于氧化物的分解壓力，氧化過程都將自發(fā)進(jìn)行。

M+1/2O2MOPO2＞PMO3、金屬氧化物的分解壓力在達(dá)到一定溫度后隨著溫度的升高而急劇上升，因此在達(dá)到一定溫度后，