腐蝕與防護(hù)復(fù)習(xí)資料匯總

1、1材料腐蝕的概念：材料與環(huán)境介質(zhì)接觸的表面發(fā)生作用（物理、化學(xué)或電化學(xué)），而引起的破壞或變質(zhì)（性能退化）。2根據(jù)反應(yīng)類型劃分腐蝕種類：化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、物理溶解腐蝕。3腐蝕過(guò)程的本質(zhì)是什么？金屬?gòu)囊粋€(gè)熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變的，是一種自然趨勢(shì)，可以從冶煉金屬（或合金）時(shí) 所消耗能量的多少或者難易程度來(lái)大致判斷其腐蝕傾向大小。4材料的損壞或失效類型：腐蝕、磨損和斷裂，決定了材料的壽命。5.（計(jì)算題）金屬腐蝕速度的表示方法：失重法（增重法）、深度法和電流密度。（m 0 - m1）式中:W-為腐蝕速度（g/m2.h）； m0為試樣腐蝕前的重量;g） ； S為試樣表面積（m2） ； t為腐蝕

2、時(shí)間（h）。1）失重法：v =W= ml為試樣清除腐蝕產(chǎn)物后的質(zhì)量（D 8 . 762）深度法：一r式中：D為腐蝕深度，單位為 mm/a。V為腐蝕速度（g/m2.h）,P為金屬的密度，g/cm3。_4n3）由失重指標(biāo)轉(zhuǎn)換為電流密度指標(biāo)：icorr =26.810 V-A其中 icorr, A/cm2,V 失,g/（m2 h）三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)6腐蝕原電池：陰極，陽(yáng)極，內(nèi)電路：離子導(dǎo)通的回路；外電路：金屬本身.腐蝕原電池特征：短路的原電池；材料表面分為陽(yáng)極和陰極，陰極和陽(yáng)極具有不同電位，位于不同 位置；陽(yáng)極和陰極之間要有兩個(gè)電性連接：電子導(dǎo)體通道和離子導(dǎo)體通道；離子導(dǎo)體為腐蝕環(huán)境。7鹽水滴試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：

3、金屬表面結(jié)構(gòu)或組織不均勻性，或腐蝕介質(zhì)不均勻性，都可以導(dǎo)致腐蝕電池的形成；失電子的陽(yáng)極反 應(yīng)和得電子的陰極還原反應(yīng)是在兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的區(qū)域進(jìn)行的，但彼此又不可分割同時(shí)完成；金屬的電 化學(xué)腐蝕過(guò)程隨著電流的發(fā)生，該電流表征金屬腐蝕速度；發(fā)生局部腐蝕情況下，通常陽(yáng)極區(qū)面積比陰極區(qū)面積小得多，陽(yáng)極區(qū)腐蝕強(qiáng)烈。8. 宏觀電池、微觀電池：宏：金屬材料和介質(zhì)的差異；微：電化學(xué)不均勻性宏觀腐蝕電池（宏電池）：陽(yáng)極和陰極電極尺寸相對(duì)較大，宏觀上單獨(dú)的電極肉眼可見(jiàn)（可分辯） 微觀腐蝕電池（微電池）：陽(yáng)極和陰極尺寸微小，宏觀上單獨(dú)的電極不可見(jiàn)，肉眼不可分辯。二者都是電化學(xué)作用的基本單元，但作用結(jié)果不同。9. 電極電

4、位：金屬和溶液兩相之間的電位差叫做電極系統(tǒng)的絕對(duì)電極電位，記為$g兩相之間有一個(gè)相界區(qū)，叫做雙電層。電極系統(tǒng)中發(fā)生電極反應(yīng)，兩相之間有電荷轉(zhuǎn)移，是形成雙電層的一個(gè)重要原因。11.平衡電極電位：/E嚴(yán)以+穿電叫貶12. 電動(dòng)序：將各種金屬的標(biāo)準(zhǔn)電位E0的數(shù)值從小到大排列起來(lái)，就得到“電動(dòng)序”。電偶序：就是將金屬材料在特定的電解質(zhì)溶液中實(shí)測(cè)的腐蝕（穩(wěn)定）電位值按高低（或大小）排列成表的形式。13. 電化學(xué)腐蝕傾向的判斷：自由焓準(zhǔn)則：當(dāng)厶G0，腐蝕反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。 G 的計(jì)算：二 -；-14電位-pH圖（詳見(jiàn) P3234）電位-pH圖的概念：將金屬腐蝕體系中各種反應(yīng)的平衡電位與溶液pH值的函數(shù)關(guān)系

5、繪制成的圖。廠R2.0作用：就能直觀地從圖中判斷在給定條件下發(fā)生腐蝕反應(yīng)的可能性。（1）腐蝕區(qū)：穩(wěn)定存在的狀態(tài)是Fe2+、Fe3+、FeO42-和HFeO2-等離子。（2）免蝕區(qū)：金屬處于熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。（3）鈍化區(qū)：金屬表面生成穩(wěn)定的氧化物、氫氧化物或鹽膜。 金屬是否遭受腐蝕，取決于膜是否有保護(hù)性。將E、pH條件移出腐蝕區(qū)的途徑：詳見(jiàn)P34 降低鐵的電極電位，對(duì)鐵進(jìn)行陰極保護(hù)。 把鐵的電位升高，使之進(jìn)入鈍化區(qū)。-12 調(diào)整溶液pH=913，可使鐵進(jìn)入鈍化區(qū)。16該圖的局限性： 根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)繪制的電化學(xué)平衡圖，只能分析腐蝕傾向及傾向性大小，不能指示腐蝕速度； 圖中反應(yīng)的是平衡狀態(tài)的情況，溶液

6、濃度是平均濃度，實(shí)際情況幾乎都偏離平衡狀態(tài)，而且電極表面的溶液真實(shí)局部濃度也會(huì)有別于平均濃度（pH值是指處于平衡狀態(tài)的溶液pH值，而金屬表面附近溶液的pH值與主體溶液pH值是有差別的），必然有一定誤差； 僅適用于分析純金屬一水簡(jiǎn)單體系在室溫下的腐蝕行為，而工程上多使用合金，用于分析實(shí)際問(wèn)題 時(shí)只能以主要合金元素為考查對(duì)象； 陰離子只考慮了 OH-，實(shí)際環(huán)境介質(zhì)中大量存在的Cl-和SO42-等未被考慮，這些陰離子對(duì)腐蝕過(guò)程的影響可能較大； 圖中指示的鈍化區(qū)只涉及金屬氧化物或者氫氧化物，并不能反映該產(chǎn)物的實(shí)際保護(hù)性能，即只提供 了金屬受保護(hù)的必要條件，而充分條件要結(jié)合產(chǎn)物的實(shí)際物理化學(xué)性征來(lái)決定。

7、15. 極化現(xiàn)象：電池工作過(guò)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。產(chǎn)生原因詳見(jiàn)P47、48極化的類型：1）陽(yáng)極極化：活化極化、濃差極化、電阻極化2）陰極極化：活化極化、濃差極化16. 過(guò)電位：由于有電流通過(guò)而引起的電極電位偏離原來(lái)電極電勢(shì)的變化值叫做過(guò)電位。17. 繪制極化曲線：極化曲線一電極電位隨電流密度變化的關(guān)系曲線，完整而直觀地表達(dá)出一個(gè)電極過(guò)程的極化性能（極化度與外電流匹配關(guān)系）。極化曲線外延法求腐蝕速度、典型的陽(yáng)極極化曲線（階段及意義）詳見(jiàn)P50、51極化圖的應(yīng)用見(jiàn) P666918. 析氫腐蝕、吸氧腐蝕析氫腐蝕：溶液中的氫離子作為去極化劑，在陰極上放電，促使金

8、屬陽(yáng)極溶解過(guò)程持續(xù)進(jìn)行而引起的 金屬腐蝕。吸/耗氧腐蝕：陰極上耗氧反應(yīng)的進(jìn)行，促使陽(yáng)極金屬不斷溶解，引起的金屬腐蝕。比較項(xiàng)目吸聲常蝕去極化劑住質(zhì)帶電須仔,皈度與擴(kuò)難力費(fèi)大中髀分子,只麟擴(kuò)髓對(duì)沆傳輸去板伽度濃廈大，齟濬液中H+放也申性蜩獗不尢在-定條件F紳度受到限 a主要是關(guān)航* 2.3口 . , 2.3眄 忙研喩+奇如主要是働北般反應(yīng)產(chǎn)物以比側(cè)監(jiān)電極表端鶴跚期辭產(chǎn)物只鱗擴(kuò)散或遷離開(kāi)無(wú)邈黜氫的超電壓的影響因素：與電極材料的種類有關(guān)：高（ 也）中（Fe）低（Pt） 與電極的表面狀態(tài)有關(guān)：粗糙的表面低于光滑表面；與溶液的PH值有關(guān)：酸性溶液中：堿性溶液中與溶液的溫度有關(guān)：； “與某些添加劑有關(guān)：如緩

9、蝕劑，胺、醛類等有機(jī)物質(zhì)19. 鈍化：金屬在一定條件下，或經(jīng)過(guò)一定處理，其腐蝕速度明顯降低的現(xiàn)象叫做鈍化?？赦g化金厲的陽(yáng)極扱化曲線P80.81金屬鈍性的應(yīng)用：1）、陽(yáng)極保護(hù)（電化學(xué)鈍化）；2） 、強(qiáng)氧化性鹽鈍化提高金屬耐蝕性（化學(xué)鈍化）；3）、添加活性陽(yáng)極元素/易鈍化合金元素，提高合金的耐蝕性 （自鈍化）20金屬本質(zhì)屬性：1）一般的，穩(wěn)定性越高，即平衡電位越高的金屬， 腐蝕傾向性越小，耐蝕性越好。2） Au、Pt等貴金屬的耐蝕性能大大優(yōu)于Fe、Zn等。3）某些活性高的金屬，如 Mg、Al、Ti等，穩(wěn)定性低，盡管在環(huán)境介質(zhì)中腐蝕傾向性 較大，但是鈍化特性改變了此類金屬的應(yīng)用前景。金屬表面狀態(tài)：表

10、面均勻光滑有助于改善耐蝕性；精磨、拋光能減緩腐蝕; 粗糙、劃傷、縫隙、缺陷均能造成腐蝕加劇。21.電偶腐蝕：在電解質(zhì)溶液中，當(dāng)兩種金屬或合金相接觸（電導(dǎo)通）時(shí)，電位較負(fù)的金屬腐蝕被 加速，而電位較正的金屬受到保護(hù)的腐蝕現(xiàn)象。利用電偶腐蝕的原理可以采用賤金屬的犧牲對(duì)有用的部件進(jìn)行犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)。比較項(xiàng)目全面腐蝕局部腐蝕腐蝕形貌腐蝕分布在整個(gè)金屬表面上腐蝕主要集中在淀的區(qū)域，其它部分幾 乎不腐蝕腐蝕電池陰陽(yáng)極在視面上變換不確定*并不叮 辨別陰陽(yáng)極任左觀匕可分辨電極血積陽(yáng)極面積=陰極面積陽(yáng)極面積 陰極血積電位陽(yáng)扱電位=陰極電位二腐蝕（握角）電位陽(yáng)極電位陰極電位極化圖0KTE:匚、-jo瓦忘E.腐蝕

11、產(chǎn)物可能對(duì)金屬具有保護(hù)作用無(wú)保護(hù)作用電偶腐蝕效應(yīng):當(dāng)兩種金屬偶接后，作為陽(yáng)極的金屬的陽(yáng)極電流密度與未偶接時(shí)該金屬的陽(yáng)極電流密度iBa 1 Ba：Ba - iBa 0I 1 Ba 1 BaBa -Ba 0（即自腐蝕電流密度）的比值，用Y表示：.，+ 正差異效應(yīng):Y = i Ba _ I g I Bei Bai Ba負(fù)差異效應(yīng):基本概念：1）點(diǎn)蝕（小孔腐蝕/孔蝕）：腐蝕集中在金屬表面的很小范圍內(nèi)，并深入到金屬內(nèi)部，形成小孔狀 腐蝕形態(tài)。蝕孔直徑小、深度大。第一階段：蝕孔成核（發(fā)生）鈍化膜破壞理論和吸附理論第二階段：蝕孔生長(zhǎng)（發(fā)展）“閉塞電池” 的形成為基礎(chǔ)，并進(jìn)而形成“活化一鈍化腐蝕電池”自催化作

12、用2） 縫隙腐蝕： 電解質(zhì)溶液存在，在金屬與金屬及金屬和非金屬之間構(gòu)成狹窄的縫隙內(nèi)，介質(zhì) 的遷移受到阻滯時(shí)而產(chǎn)生的一種局部腐蝕形態(tài)。初期階段，縫內(nèi)外的金屬表面發(fā)生相同的陰、陽(yáng)極反應(yīng)過(guò)程。后期階段，由于縫內(nèi)缺氧，縫外富氧，形成了“供氧差異電池”。二者的腐蝕加速機(jī)制：閉塞電池的酸化自催化作用3）晶間腐蝕：金屬材料在腐蝕介質(zhì)中，腐蝕總是沿著或緊挨著晶粒邊界發(fā)生，而晶粒本身不腐蝕或 者腐蝕輕微的局部腐蝕形態(tài)。4）應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂：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)（可遠(yuǎn)低于材料的屈服強(qiáng)度），經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，由于腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的協(xié)同作用，即使是 延展性很好的金屬也

13、會(huì)發(fā)生脆性斷裂。22覆蓋層防止電偶腐蝕：涂裝在貴金屬上23選擇性腐蝕：典型：黃銅脫鋅24. 小孔腐蝕和縫隙腐蝕比較：灰口鑄鐵石墨化鋼咼溫脫碳異同點(diǎn)小孔腐蝕腐蝕加速申陶三閉塞電池的酸化口催化作相同點(diǎn)極材料表面孔蝕源結(jié)構(gòu)上阿的縫陵誘導(dǎo)期有無(wú)嚴(yán)重明顯較嚴(yán)重較強(qiáng)較低自催化 方向性較高25. 晶間腐蝕的防護(hù)措施：1).降低含碳量：低碳不銹鋼，甚至是超低碳不銹鋼，可有效減少碳化物析出造成的晶間腐蝕。2) .合金化：在鋼中加入Ti或Nb，析出TiC或NbC，避免貧Cr區(qū)的形成。3) .適當(dāng)?shù)臒崽幚恚簩?duì)含碳量較高(0.06-0.08%)的奧氏體不銹鋼，要在 1050 1100C進(jìn)行固溶處理； 對(duì)鐵素體不銹鋼在

14、 700 800 C進(jìn)行熱處理； 加Ti和Nb的不銹鋼要經(jīng)穩(wěn)定化處理。4) .適當(dāng)?shù)睦浼庸ぃ好艋斑M(jìn)行30 50%的冷形變，可以改變碳化物的形核位置，促使沉淀相在晶內(nèi)滑移帶上析出， 減少在晶界的析出。26.SCC的四種脆：低碳鋼：NaOH溶液、硝酸鹽溶液、含 H2S和HCI溶液、碳酸鹽、磷酸鹽奧氏體不銹鋼：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(290C)、HCl (10%, 35C)、H2SO4 (6 7%)、濕 Cl2 (288C, 346C, 427C)、N2O4

15、 (含 O2,不含 NO , 24 74C) 27氫的來(lái)源及影響：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(guò)程中吸收的氫外氫(也稱為環(huán)境氫)：材料在使用過(guò)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。影響因素：金屬及冶金質(zhì)量；應(yīng)力；介質(zhì)(陰離子濃度，介質(zhì)溫度)P11328腐蝕疲勞：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(guò)程。腐蝕疲勞還有腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬的作用。交變應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)共同作用29.大氣腐蝕：金屬材料暴露在空氣中，由于大氣中的水和氧氣的化學(xué)和電化學(xué)作用而引起 的腐蝕。大氣腐蝕不是一 種腐蝕形態(tài)，而是金屬和合

16、金在大氣環(huán)境中的一類腐蝕的總稱。金屬表面的液膜厚度對(duì)大氣腐蝕的速度有非常大的影響。速度最快，微觀主導(dǎo)。30. 土壤腐蝕：用電阻率評(píng)價(jià)。原因：局部不均勻性所引起的腐蝕宏電池；埋設(shè)深度不同及邊緣效應(yīng)；金屬所處狀態(tài)的差異；異金屬接觸雜散電流：由原定的正常電路漏失而流入它處的電流，主要來(lái)源是應(yīng)用直流電大功率電氣裝置, 直流或低頻率交流。如電氣化鐵道、電解及電鍍槽、電焊機(jī)電化學(xué)保護(hù)裝置等。供電所FBfetikI :路軌（陽(yáng)極） 土壤|管線（陰極）；II :管線（陽(yáng)極） 土壤|路軌（陰極）。31.海水腐蝕:1 環(huán)境條丹高度深度大氣區(qū)A平均高潮線全浸區(qū)飛議區(qū)Si融鳳帶來(lái)小海鹽顆粒彥響 喙恤因嘉有，高度、鳳速

17、* 砂、飆比 潮晅;免分堯況的襄面， 走澤生錮玷?g周期沉浸，供氧充足梅鹽粒子便腐獨(dú)加快, 但黯離海岸距離而不同由于氧濃豊電池，本區(qū)受到保護(hù)在淺水區(qū)海水通常為飽和爭(zhēng)夠隨溫雯變化二蘭李 ,誓響腐誡的因素有* 流速水溫.芳集、海 生物、細(xì)菌等在大陸 架生物玷污大大 我少, 氧含量有所降低溫度 也較低區(qū)腐遊較重，陰極區(qū)往 往毎咸;石尿質(zhì)水垢，生 物因素形響大 RB探度 增加，腐恤減輕，但不 易生成水垢保護(hù)層【深海區(qū)深海區(qū)氧含it可離比表鋼的腐堆通常較輕層臥溫度接ifiOC.水流速低.1庚僅比表層低常有細(xì)菌（如堿酸鹽還原菌泥漿通常有腐燭性，有 可能形慮泥漿御水間搐愧 電池，有微生物腐4*的產(chǎn)物 1-如

18、毓化物32微生物腐蝕：硫酸鹽還原菌厭氧；硫氧化菌 嗜氧；鐵細(xì)菌 嗜氧33涂層的設(shè)計(jì)：涂料的組成：成膜物質(zhì)、顏料、稀釋劑、催干劑、固化劑襯里：樹(shù)脂類膠泥對(duì)非氧化性酸有較好的耐蝕性； 環(huán)氧、咲喃：適用于酸堿交替的場(chǎng)合； 酚醛膠泥：常用于滲透性較大的稀酸介質(zhì)；環(huán)氧-咲喃膠泥：提高咲喃膠泥的粘結(jié)強(qiáng)度； 環(huán)氧膠泥：粘結(jié)強(qiáng)度高、收縮性小、抗?jié)B透性好、價(jià)格貴，一般用于擠縫和勾縫。34. 電化學(xué)保護(hù)：根據(jù)金屬電化學(xué)腐蝕原理對(duì)金屬設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的方法。分為陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)35. 緩蝕劑： 種類：P186常用酸洗緩蝕劑：1）烏洛托品 適用酸液：鹽酸、硫酸 適用金屬：黑色金屬2）蘭5適用酸液：硝酸 適用金屬：碳鋼、

19、銅及其合金36. 介質(zhì)處理：除去介質(zhì)中有害成分；調(diào)節(jié)介質(zhì)的 pH值；降低介質(zhì)的水分等方法。思考題：一、外加電流陰極保護(hù)與犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)技術(shù)有何異同？答：1）同為陰極保護(hù)技術(shù)，都是對(duì)被保護(hù)金屬施加陰極極化，使其進(jìn)入E-pH圖所示的穩(wěn)定區(qū)，只是施加陰極極化電流的驅(qū)動(dòng)來(lái)源不同，前者為外電源直接提供陰極電流，系統(tǒng)實(shí)際相當(dāng)于電解池，后者由活 性較高的金屬陽(yáng)極溶解而提供，系統(tǒng)實(shí)際是宏觀的電偶腐蝕原電池。2） 外加電流方式可以通過(guò)調(diào)節(jié)外電源的輸出電壓，而改變保護(hù)回路中的電流值的大小，從而調(diào)整被保護(hù)金屬的電位，適用范圍更廣；相對(duì)的，犧牲陽(yáng)極方式在設(shè)計(jì)安裝完成以后，系統(tǒng)中的保護(hù)電流，除隨環(huán)境介質(zhì)波動(dòng)以及被保護(hù)

20、金屬構(gòu)件和犧牲陽(yáng)極的電極表面狀態(tài)變化而發(fā)生微小的改變外，保護(hù)電流不可隨 意調(diào)節(jié)。3）前者需要使用不溶解或者低消耗的輔助陽(yáng)極材料，裝置耐久，能夠使系統(tǒng)的服役壽命大大延長(zhǎng)；而犧 牲陽(yáng)極條件下，在設(shè)計(jì)之初就結(jié)合裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、保護(hù)面積和系統(tǒng)預(yù)計(jì)的服役年限確定了陽(yáng)極用量及 布局方案，常常因陽(yáng)極消耗大，需要有維護(hù)與更換的預(yù)案，總體上的服役時(shí)間較前者短。4）前者在施工前期投入較大，安裝完成后，后續(xù)運(yùn)行有操作、管理和維護(hù)的費(fèi)用，時(shí)常需要對(duì)電源和參 比電極進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)；后者的前期投入較小，施工難度較小，一般的不存在長(zhǎng)距離布線，而且服役期 間內(nèi)基本可以免維護(hù)。5） 前者在方案設(shè)計(jì)與安裝施工過(guò)程中若存在不周之處，可能對(duì)周?chē)浇慕饘贅?gòu)件帶來(lái)意外的雜散電流 干擾腐蝕；后者由于保護(hù)回路的驅(qū)動(dòng)電壓較小，輸出能力有限，因此對(duì)附近的金屬構(gòu)件不會(huì)形成明顯的 雜散電流腐蝕干擾，尤其適用局部保護(hù)的場(chǎng)合。二、分析陰極保護(hù)與陽(yáng)極保護(hù)的異同答：1）兩種電化學(xué)保護(hù)技術(shù)都適用于連續(xù)液相電