金屬的常見腐蝕形態(tài)及其保護措施課件

金屬的常見腐蝕形態(tài)及保護措施成員：張銳、魯維、代小波、徐程、葉國營金屬的常見腐蝕形態(tài)及保護措施成員：張銳、魯維、代小波、徐程、1根據(jù)金屬的腐蝕形態(tài)，腐蝕可分為:全面腐蝕和局部腐蝕全面腐蝕:均勻的全面腐蝕和不均勻的全面腐蝕

也稱為均勻腐蝕局部腐蝕：根據(jù)局部腐蝕的形態(tài)、位置、機理，可分為多種類型主要的局部腐蝕：點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、電偶腐蝕、選擇性腐蝕、應力腐蝕、磨損腐蝕、腐蝕疲勞。根據(jù)金屬的腐蝕形態(tài)，腐蝕可分為:2局部腐蝕(點蝕)全面腐蝕LocalizedcorrosionGeneralcorrosion（Pittingcorrosion）均勻的全面腐蝕不均勻的全面腐蝕局部腐蝕(點蝕)3全面腐蝕（定義）：暴露于腐蝕環(huán)境中，在整個金屬表面上進行的腐蝕稱為全面腐蝕。各部位腐蝕速率接近，金屬的表面比較均勻地減薄，金屬表面無明顯的腐蝕形態(tài)差別。同時允許具有一定程度的不均勻性。局部腐蝕（定義）：在腐蝕環(huán)境中，金屬表面某些區(qū)域發(fā)生的腐蝕稱局部腐蝕。腐蝕發(fā)生在金屬的某一特定部位，陽極區(qū)和陰極區(qū)明顯分開，可以用肉眼或微觀觀察加以區(qū)分，次生腐蝕產物又可在陰、陽極交界的第三地點形成。

全面腐蝕（定義）：4全面腐蝕特點：腐蝕介質能夠均勻地抵達金屬表面的各部位，而且金屬的成分和組織比較均勻。腐蝕在金屬的整個表面上進行，整個金屬表面幾乎以相同速度進行腐蝕，金屬腐蝕表現(xiàn)為整體減薄，直到失效；腐蝕原電池的陰、陽極面積非常小，用微觀方法無法辨認，而且微陽極和微陰極的位置隨機變化，由微觀腐蝕電池組成；整個金屬表面在溶液中處于活化狀態(tài)，只是各點隨時間（或地點）有能量起伏，能量高時（處）呈陽極，能量低時（處）呈陰極，從而使整個金屬表面遭受均勻的腐蝕；可以檢測和預測腐蝕速率，評價全面腐蝕速率：以單位面積、單位時間的失重和每年的失厚來表示；全面腐蝕特點：5全面腐蝕造成金屬的大量損失，所造成金屬的損失量大；從技術的觀點來看，這類腐蝕并不可怕，一般不會造成突然事故。根據(jù)測定和預測的腐蝕速率，在工程設計時可預先考慮應有的腐蝕裕量。表面可根據(jù)服役年限的要求，涂覆不同的覆蓋層，包括金屬噴鍍、電鍍、熱浸鍍和各種涂料涂裝體系以防止設備的過早腐蝕破壞。全面腐蝕造成金屬的大量損失，所造成金屬的損失量大；6局部腐蝕特點：導致的金屬的損失量小，很難檢測其腐蝕速率，但由于局部區(qū)的嚴重腐蝕往往導致突然的腐蝕事故；局部腐蝕的種類多種多樣；腐蝕事故中80％以上是由局部腐蝕造成的，難以預測局部腐蝕速率并預防。局部腐蝕特點：7局部腐蝕分類電偶腐蝕小孔腐蝕（點蝕）縫隙腐蝕晶間腐蝕應力腐蝕腐蝕疲勞磨損腐蝕選擇性腐蝕氫致開裂等等。。。。。。局部腐蝕分類8電偶腐蝕定義：在電解質溶液中，當兩種金屬或合金相接觸（電導通）時，電位較負的金屬腐蝕被加速，而電位較正的金屬受到保護的腐蝕現(xiàn)象。特點：在工程技術中，不同金屬的組合是不可避免的，幾乎所有的機器、設備和金屬結構件都是由不同的金屬材料部件組合而成，電偶腐蝕非常普遍。利用電偶腐蝕的原理可以采用賤金屬的犧牲對有用的部件進行犧牲陽極陰極保護。電偶腐蝕定義：在電解質溶液中，當兩種金屬或合金相接觸（電導通9電動序和電偶序

電動序：按照金屬標準電極電位大小排列的順序表。標準電極電位是純金屬與介質中所含該金屬離子的處于平衡狀態(tài)時的電極電位。電動序只能粗略地判定金屬腐蝕的傾向性，在實際腐蝕體系實用時有局限性;電偶序：金屬和合金在實際使用條件下的腐蝕電位（非平衡電極電位）的相對大小排列而成的序列表;電偶腐蝕的推動力：電偶腐蝕與相互接觸的金屬在溶液中的電位有關，正是由于接觸金屬電位的不同，構成了電偶腐蝕原電池，接觸金屬的電位差是電偶腐蝕的推動力。電動序和電偶序電動序：10陰極（貴）↑PtAu石墨TiAgZr316、317不銹鋼（鈍化）304不銹鋼（鈍化）430不銹鋼（鈍化）Ni（鈍化）70Cu－30Ni青銅Cu黃銅Ni（活化）海軍黃銅SnPb316、317不銹鋼（活化）304不銹鋼（活化）鑄鐵鋼或鐵2024鋁合金Cd1100鋁合金ZnMg和Mg合金↑陽極（賤）海水中的電偶序

陰極（貴）海水中的電偶序11電偶腐蝕的影響因素

1．電化學因素電位差：兩種金屬在電偶序中的起始電位差越大，電偶腐蝕傾向就越大2．介質條件金屬的電極電位因介質條件（成分、濃度、pH、溫度等）的不同而異，當介質條件發(fā)生變化時，金屬的電偶腐蝕行為有時會因出現(xiàn)電位逆轉而發(fā)生變化。通常陽極金屬腐蝕電流的分布是不均勻的，距結合部越遠，電流傳導的電阻越大，腐蝕電流就越小。溶液電阻對電偶腐蝕作用的“有效距離”影響顯著。溶液的電阻越大，“有效距離”越小。電偶腐蝕的影響因素1．電化學因素12對于氧濃差極化控制的吸氧腐蝕，電偶電流ig與陰極金屬的面積S2成正比，陰極金屬的面積S2越大，則電偶電流越大3．面積效應:對于氧濃差極化控制的吸氧腐蝕，電偶電流ig與陰極13金屬的常見腐蝕形態(tài)及其保護措施課件14防止電偶腐蝕的措施設計和組裝：首先應避免“小陽極－大陰極”的組合其次是盡量選擇在電偶序中位置靠近的金屬進行組裝 在不同的金屬部件之間采取絕緣措施可有效防止電偶腐蝕可以選擇價廉的材料做成易于更換的陽極部件防止電偶腐蝕的措施設計和組裝：15涂層：在金屬上使用金屬涂層和非金屬涂層可以防止或減輕電偶腐蝕，不要僅把陽極性材料覆蓋起來，應同時將陰極性材料一起覆蓋。陰極保護：可采用外加電源對整個設備施行陰極保護，也可以安裝一塊電位比兩種金屬更負的第三種金屬使它們都變?yōu)殛帢O。涂層：16點蝕點蝕：又稱:小孔腐蝕，孔蝕。腐蝕集中在金屬表面的很小范圍內，并深入到金屬內部，形成小孔狀腐蝕形態(tài)。蝕孔直徑小、深度大。點蝕的程度：用點蝕系數(shù)來表示，蝕孔的最大深度和金屬平均腐蝕深度的比值。點蝕點蝕：17各種點蝕的形貌a)窄深形b)橢圓形c)寬淺形d)空洞形e)底切形f)水平形g)垂直形點蝕的形貌與產生的條件

各種點蝕的形貌點蝕的形貌與產生的條件18點蝕的危害：(破壞性和隱患性最大的腐蝕形態(tài))

點蝕導致金屬的失重非常小，陽極面積很小，局部腐蝕速度很快，常使設備和管壁穿孔，從而導致突發(fā)事故。例如：晶間腐蝕導致晶粒間失去結合力，材料的強度下降；點蝕導致金屬制品穿孔而報廢

對孔蝕的檢查比較困難，蝕孔尺寸很小，而且經常被腐蝕產物遮蓋，因而定量測量和比較點蝕的程度很困難。

點蝕的危害：(破壞性和隱患性最大的腐蝕形態(tài))19點蝕機理（鈍態(tài)金屬的點蝕）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（發(fā)展）“閉塞電池”的形成為基礎，并進而形成“活化－鈍化腐蝕電池”－自催化作用點蝕機理（鈍態(tài)金屬的點蝕）第一階段：蝕孔成核（發(fā)生）20點蝕的影響因素

一、環(huán)境因素：1、介質類型：

材料易發(fā)生點蝕的介質是特定的。例如：不銹鋼容易在含有鹵素離子Cl－、Br－、I－的溶液中發(fā)生點蝕銅對SO42－敏感，在含SO42－溶液中發(fā)生點蝕當溶液中具有FeCl3、CuCl2為代表的二價以上重金屬氯化物時，由于金屬離子強烈的還原作用，大大促進孔蝕的形成和發(fā)展。

點蝕的影響因素一、環(huán)境因素：212、介質濃度：只有當鹵素離子達到一定濃度時，才發(fā)生點蝕。產生點蝕的最小濃度可以作為評定點蝕趨勢的一個參量。

例如，不銹鋼的點蝕電位隨鹵素離子濃度升高而下降，其關系可表示為：

其中Eb為點蝕電位；C為(鹵素離子)陰離子濃度；常數(shù)a、b值與鋼種及鹵素離子種類有關。

在Cl-、Br-、I-三種離子中，Cl-對點蝕電位的影響最大。

2、介質濃度：223、介質溫度的影響：隨介質溫度的提高，不銹鋼點蝕電位降低；在含氯介質中，各種不銹鋼都存在臨界點蝕溫度（CPT），在這一溫度點蝕幾率增大，隨溫度升高，點蝕易產生并趨于嚴重。3、介質溫度的影響：23

4、溶液pH的影響：當pH<10時，影響較?。划攑H>10后，點蝕電位上升。

5、介質流速的影響：靜止或滯留的溶液，易產生孔蝕。流速增大，點蝕傾向降低。

對不銹鋼有利于減少點蝕的流速為1m/s左右。當流速進一步增大，出現(xiàn)湍流時，鈍化膜被破壞，孔蝕隨之嚴重。

4、溶液pH的影響：24防止點蝕的措施1．改善介質條件：降低溶液中的Cl-含量，降低溫度，提高pH，使用緩蝕劑；減少氧化劑(除氧、防止Fe3＋及Cu2＋存在)，降低溫度，提高pH值等可減少孔蝕的發(fā)生。2．選用耐點蝕的合金材料：近十幾年來發(fā)展了很多耐點蝕不銹鋼，含有較多的Ni和Mo，含有N，碳含量低于0.03%.發(fā)展高Cr、Mo、低C（<0.03%）的不銹鋼。雙相不銹鋼及高純鐵素體不銹鋼抗點蝕性能良好；Ti和Ti合金防止點蝕的措施1．改善介質條件：253．對材料表面進行鈍化處理，提高其鈍化膜的穩(wěn)定性，即提高材料的鈍態(tài)穩(wěn)定性；4．陰極保護：使電位低于Eb，最好低于Ep，使不銹鋼處于穩(wěn)定鈍化區(qū)。實際上應用比較困難；5.使用緩蝕劑。特別在封閉系統(tǒng)中使用緩蝕劑最有效，用于不銹鋼的緩蝕劑有硝酸鹽、鉻酸鹽、硫酸鹽和堿，最有效的是亞硫酸鈉。3．對材料表面進行鈍化處理，提高其鈍化膜的穩(wěn)定性，即提高材料26縫隙腐蝕定義：電解質溶液存在，在金屬與金屬及金屬和非金屬之間構成狹窄的縫隙內，介質的遷移受到阻滯時而產生的一種局部腐蝕形態(tài)?？p隙腐蝕將減小部件的有效幾何尺寸，降低吻合程度。縫內腐蝕產物的體積增大，形成局部應力，并使裝配困難?？p隙腐蝕定義：電解質溶液存在，在金屬與金屬及金屬和非金屬之間27縫隙的形成

在工程結構中，一般需要將不同的結構件相互連接，縫隙是不可避免的，例如：不同結構件之間的連接，如金屬和金屬之間的鉚接、搭焊、螺紋連接，以及各種法蘭盤之間的襯墊等金屬和非金屬之間的接觸。

在金屬表面的沉積物、附著物、涂膜等，如灰塵、沙粒、沉積的腐蝕產物。

縫隙的形成在工程結構中，一般需要將不同的結構28縫隙腐蝕的特征1．可發(fā)生在所有的金屬和合金上，特別容易發(fā)生在靠鈍化耐蝕的金屬材料表面。2．介質可以是任何酸性或中性的侵蝕性溶液，而含有Cl－的溶液最易引發(fā)縫隙腐蝕。3．與點蝕相比，同一種材料更容易發(fā)生縫隙腐蝕。當Ep<E<Eb時，原有的蝕孔可以發(fā)展，但不會產生新的蝕孔；而縫隙腐蝕在該電位區(qū)間內，既能發(fā)生，又能發(fā)展?？p隙腐蝕的臨界電位比點蝕電位低。縫隙腐蝕的特征1．可發(fā)生在所有的金屬和合金上，特別容易發(fā)生在29縫隙腐蝕機理

一個縫隙要成為腐蝕的部位，必須寬到溶液能夠流入縫隙內，又必須窄到能維持液體在縫內停滯：發(fā)生縫隙腐蝕最敏感的縫寬約為0.025－0.15mm縫隙腐蝕機理一個縫隙要成為腐蝕的部位，必30在初期階段，縫內外的金屬表面發(fā)生相同的陰、陽極反應過程。陽極反應：陰極反應：后期階段，由于縫內缺氧，縫外富氧，形成了“供氧差異電池”。縫隙腐蝕的機理涉及：金屬離子的濃度、氧的消耗、水解反應和酸化作用縫隙腐蝕的機理與點蝕的機理類似。在初期階段，縫內外的金屬表面發(fā)生相同的陰、陽極反應過程。縫隙31縫隙腐蝕的影響因素一、縫隙的幾何因素:縫隙的寬度與縫隙腐蝕的速度有關：縫隙寬度減小，腐蝕速率增加；縫隙腐蝕還與縫外面積有關：外部面積增大，縫內腐蝕程度增大；縫隙外與縫隙內的面積比增大，縫隙腐蝕發(fā)生的幾率增大，縫隙腐蝕越嚴重?？p隙腐蝕的影響因素一、縫隙的幾何因素:32二、環(huán)境因素：溶液中溶解的氧濃度：氧濃度增加，縫外陰極還原反應更易進行，縫隙腐蝕加劇。2．溶液中Cl－濃度：Cl－濃度增加，縫內金屬電位負移，縫隙腐蝕加速。3．溫度：溫度升高加速陽極反應。在含氯離子的介質中，各種不銹鋼存在一個臨界縫隙腐蝕溫度4．pH：只要縫外金屬能夠保持鈍態(tài)，pH降低，縫隙腐蝕量增加。5．腐蝕介質的流速：流速有正、反兩個方面的作用。當流速適當增加時，增大了縫外溶液的含氧量，縫隙腐蝕加重；但對于由沉積物引起的縫隙腐蝕，流速加大，有可能將沉積物沖掉，因而縫隙腐蝕減輕。二、環(huán)境因素：33三、材料因素:對于耐蝕性依靠氧化膜或鈍化層的金屬或合金，特別容易發(fā)生縫隙腐蝕。不銹鋼中Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si等能有效提高鈍化膜的穩(wěn)定性和鈍化、再鈍化能力，是提高不銹鋼的耐縫隙腐蝕性能的有效元素。

三、材料因素:34防止縫隙腐蝕的措施1、合理設計：避免縫隙的形成最能有效地預防縫隙腐蝕的發(fā)生。2、選材：根據(jù)介質的不同選擇適合的材料可以減輕縫隙腐蝕。3、電化學保護：陰極保護有助于減輕縫隙腐蝕4．應用緩蝕劑：采用足量的磷酸鹽、鉻酸鹽和亞硝酸鹽的混合物，對鋼、黃銅和Zn結構是有效的，也可在結合面上涂有加緩蝕劑的油漆。

防止縫隙腐蝕的措施1、合理設計：35晶間腐蝕定義：金屬材料在腐蝕介質中，沿著或緊挨著晶粒邊界發(fā)生的腐蝕。特點：晶間腐蝕是一種危害性很大的局部腐蝕，宏觀上可能沒有任何明顯的變化，但材料的強度顯著下降，經常導致設備的突然破壞。晶間腐蝕定義：金屬材料在腐蝕介質中，沿著或緊挨著晶粒邊界發(fā)36晶間腐蝕產生的原因

多晶體的金屬和合金的晶粒和晶界存在以下不同：1、晶界處的原子排列混亂，應力集中、位錯和空位等在晶界處積累，溶質、各類雜質元素（如S、P、B、Si和C等）在晶界處富集，甚至析出沉淀相（碳化物、相等），從而導致晶界與晶內的結構和化學成分出現(xiàn)差異；2、處于特定的腐蝕介質中時，晶界和晶粒表現(xiàn)出不同的電化學特性。在晶界和晶粒構成的腐蝕微電池中，晶界為陽極，晶粒為陰極。晶間腐蝕產生的原因多晶體的金屬和合金的晶粒和晶界存在以下不37晶間腐蝕的影響因素

(1)加熱溫度和時間TTS（Temperature－Time－Sensitivity）曲線溫度－時間－敏化曲線18Cr－9Ni不銹鋼晶界Cr23C6沉淀與晶間腐蝕的關系0.05%C、1250℃固溶，H2SO4＋CuSO4溶液溫度750℃以上時，不產生晶間腐蝕；溫度在600－700℃之間晶間腐蝕最嚴重；溫度低于600℃，晶間腐蝕減弱；溫度低于450℃難于晶間腐蝕。晶間腐蝕的影響因素(1)加熱溫度和時間18Cr－9Ni不銹38（2）合金成分1．C：奧氏體不銹鋼中含碳量越高，產生晶間腐蝕傾向的加熱溫度和時間范圍擴大，晶間腐蝕傾向越大。2．Cr、Mo、Ni、Si：Cr、Mo含量增高，可降低C的活度，有利于減輕晶間腐蝕傾向；Ni、Si等非碳化物形成元素降低C在奧氏體中的溶解度，促進C的擴散和碳化物的析出。3．Ti、Nb：Ti和Nb是非常有益的元素。Ti和Nb與C的親合力大于Cr與C的親合力，因而在高溫下能先于Cr形成穩(wěn)定的TiC和NbC，從而大大降低了鋼中的固溶C量，使Cr23C6難以析出。4．B：在不銹鋼中加入0.004－0.005%的B可降低晶間腐蝕的敏感性，這可能是B在晶界的吸附減少了C、P在晶界的偏聚之故。（2）合金成分39防止晶間腐蝕的措施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?shù)臒崽幚恚簩剂枯^高（0.06－0.08％）的奧氏體不銹鋼，要在1050－1100℃進行固溶處理；對鐵素體不銹鋼在700－800℃進行熱處理；加Ti和Nb的不銹鋼要經穩(wěn)定化處理。4．適當?shù)睦浼庸ぃ好艋斑M行30－50％的冷形變，可以改變碳化物的形核位置，促使沉淀相在晶內滑移帶上析出，減少在晶界的析出。防止晶間腐蝕的措施1．降低含碳量：40ThanksThanks41金屬的常見腐蝕形態(tài)及保護措施成員：張銳、魯維、代小波、徐程、葉國營金屬的常見腐蝕形態(tài)及保護措施成員：張銳、魯維、代小波、徐程、42根據(jù)金屬的腐蝕形態(tài)，腐蝕可分為:全面腐蝕和局部腐蝕全面腐蝕:均勻的全面腐蝕和不均勻的全面腐蝕

也稱為均勻腐蝕局部腐蝕：根據(jù)局部腐蝕的形態(tài)、位置、機理，可分為多種類型主要的局部腐蝕：點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、電偶腐蝕、選擇性腐蝕、應力腐蝕、磨損腐蝕、腐蝕疲勞。根據(jù)金屬的腐蝕形態(tài)，腐蝕可分為:43局部腐蝕(點蝕)全面腐蝕LocalizedcorrosionGeneralcorrosion（Pittingcorrosion）均勻的全面腐蝕不均勻的全面腐蝕局部腐蝕(點蝕)44全面腐蝕（定義）：暴露于腐蝕環(huán)境中，在整個金屬表面上進行的腐蝕稱為全面腐蝕。各部位腐蝕速率接近，金屬的表面比較均勻地減薄，金屬表面無明顯的腐蝕形態(tài)差別。同時允許具有一定程度的不均勻性。局部腐蝕（定義）：在腐蝕環(huán)境中，金屬表面某些區(qū)域發(fā)生的腐蝕稱局部腐蝕。腐蝕發(fā)生在金屬的某一特定部位，陽極區(qū)和陰極區(qū)明顯分開，可以用肉眼或微觀觀察加以區(qū)分，次生腐蝕產物又可在陰、陽極交界的第三地點形成。

全面腐蝕（定義）：45全面腐蝕特點：腐蝕介質能夠均勻地抵達金屬表面的各部位，而且金屬的成分和組織比較均勻。腐蝕在金屬的整個表面上進行，整個金屬表面幾乎以相同速度進行腐蝕，金屬腐蝕表現(xiàn)為整體減薄，直到失效；腐蝕原電池的陰、陽極面積非常小，用微觀方法無法辨認，而且微陽極和微陰極的位置隨機變化，由微觀腐蝕電池組成；整個金屬表面在溶液中處于活化狀態(tài)，只是各點隨時間（或地點）有能量起伏，能量高時（處）呈陽極，能量低時（處）呈陰極，從而使整個金屬表面遭受均勻的腐蝕；可以檢測和預測腐蝕速率，評價全面腐蝕速率：以單位面積、單位時間的失重和每年的失厚來表示；全面腐蝕特點：46全面腐蝕造成金屬的大量損失，所造成金屬的損失量大；從技術的觀點來看，這類腐蝕并不可怕，一般不會造成突然事故。根據(jù)測定和預測的腐蝕速率，在工程設計時可預先考慮應有的腐蝕裕量。表面可根據(jù)服役年限的要求，涂覆不同的覆蓋層，包括金屬噴鍍、電鍍、熱浸鍍和各種涂料涂裝體系以防止設備的過早腐蝕破壞。全面腐蝕造成金屬的大量損失，所造成金屬的損失量大；47局部腐蝕特點：導致的金屬的損失量小，很難檢測其腐蝕速率，但由于局部區(qū)的嚴重腐蝕往往導致突然的腐蝕事故；局部腐蝕的種類多種多樣；腐蝕事故中80％以上是由局部腐蝕造成的，難以預測局部腐蝕速率并預防。局部腐蝕特點：48局部腐蝕分類電偶腐蝕小孔腐蝕（點蝕）縫隙腐蝕晶間腐蝕應力腐蝕腐蝕疲勞磨損腐蝕選擇性腐蝕氫致開裂等等。。。。。。局部腐蝕分類49電偶腐蝕定義：在電解質溶液中，當兩種金屬或合金相接觸（電導通）時，電位較負的金屬腐蝕被加速，而電位較正的金屬受到保護的腐蝕現(xiàn)象。特點：在工程技術中，不同金屬的組合是不可避免的，幾乎所有的機器、設備和金屬結構件都是由不同的金屬材料部件組合而成，電偶腐蝕非常普遍。利用電偶腐蝕的原理可以采用賤金屬的犧牲對有用的部件進行犧牲陽極陰極保護。電偶腐蝕定義：在電解質溶液中，當兩種金屬或合金相接觸（電導通50電動序和電偶序

電動序：按照金屬標準電極電位大小排列的順序表。標準電極電位是純金屬與介質中所含該金屬離子的處于平衡狀態(tài)時的電極電位。電動序只能粗略地判定金屬腐蝕的傾向性，在實際腐蝕體系實用時有局限性;電偶序：金屬和合金在實際使用條件下的腐蝕電位（非平衡電極電位）的相對大小排列而成的序列表;電偶腐蝕的推動力：電偶腐蝕與相互接觸的金屬在溶液中的電位有關，正是由于接觸金屬電位的不同，構成了電偶腐蝕原電池，接觸金屬的電位差是電偶腐蝕的推動力。電動序和電偶序電動序：51陰極（貴）↑PtAu石墨TiAgZr316、317不銹鋼（鈍化）304不銹鋼（鈍化）430不銹鋼（鈍化）Ni（鈍化）70Cu－30Ni青銅Cu黃銅Ni（活化）海軍黃銅SnPb316、317不銹鋼（活化）304不銹鋼（活化）鑄鐵鋼或鐵2024鋁合金Cd1100鋁合金ZnMg和Mg合金↑陽極（賤）海水中的電偶序

陰極（貴）海水中的電偶序52電偶腐蝕的影響因素

1．電化學因素電位差：兩種金屬在電偶序中的起始電位差越大，電偶腐蝕傾向就越大2．介質條件金屬的電極電位因介質條件（成分、濃度、pH、溫度等）的不同而異，當介質條件發(fā)生變化時，金屬的電偶腐蝕行為有時會因出現(xiàn)電位逆轉而發(fā)生變化。通常陽極金屬腐蝕電流的分布是不均勻的，距結合部越遠，電流傳導的電阻越大，腐蝕電流就越小。溶液電阻對電偶腐蝕作用的“有效距離”影響顯著。溶液的電阻越大，“有效距離”越小。電偶腐蝕的影響因素1．電化學因素53對于氧濃差極化控制的吸氧腐蝕，電偶電流ig與陰極金屬的面積S2成正比，陰極金屬的面積S2越大，則電偶電流越大3．面積效應:對于氧濃差極化控制的吸氧腐蝕，電偶電流ig與陰極54金屬的常見腐蝕形態(tài)及其保護措施課件55防止電偶腐蝕的措施設計和組裝：首先應避免“小陽極－大陰極”的組合其次是盡量選擇在電偶序中位置靠近的金屬進行組裝 在不同的金屬部件之間采取絕緣措施可有效防止電偶腐蝕可以選擇價廉的材料做成易于更換的陽極部件防止電偶腐蝕的措施設計和組裝：56涂層：在金屬上使用金屬涂層和非金屬涂層可以防止或減輕電偶腐蝕，不要僅把陽極性材料覆蓋起來，應同時將陰極性材料一起覆蓋。陰極保護：可采用外加電源對整個設備施行陰極保護，也可以安裝一塊電位比兩種金屬更負的第三種金屬使它們都變?yōu)殛帢O。涂層：57點蝕點蝕：又稱:小孔腐蝕，孔蝕。腐蝕集中在金屬表面的很小范圍內，并深入到金屬內部，形成小孔狀腐蝕形態(tài)。蝕孔直徑小、深度大。點蝕的程度：用點蝕系數(shù)來表示，蝕孔的最大深度和金屬平均腐蝕深度的比值。點蝕點蝕：58各種點蝕的形貌a)窄深形b)橢圓形c)寬淺形d)空洞形e)底切形f)水平形g)垂直形點蝕的形貌與產生的條件

各種點蝕的形貌點蝕的形貌與產生的條件59點蝕的危害：(破壞性和隱患性最大的腐蝕形態(tài))

點蝕導致金屬的失重非常小，陽極面積很小，局部腐蝕速度很快，常使設備和管壁穿孔，從而導致突發(fā)事故。例如：晶間腐蝕導致晶粒間失去結合力，材料的強度下降；點蝕導致金屬制品穿孔而報廢

對孔蝕的檢查比較困難，蝕孔尺寸很小，而且經常被腐蝕產物遮蓋，因而定量測量和比較點蝕的程度很困難。

點蝕的危害：(破壞性和隱患性最大的腐蝕形態(tài))60點蝕機理（鈍態(tài)金屬的點蝕）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（發(fā)展）“閉塞電池”的形成為基礎，并進而形成“活化－鈍化腐蝕電池”－自催化作用點蝕機理（鈍態(tài)金屬的點蝕）第一階段：蝕孔成核（發(fā)生）61點蝕的影響因素

一、環(huán)境因素：1、介質類型：

材料易發(fā)生點蝕的介質是特定的。例如：不銹鋼容易在含有鹵素離子Cl－、Br－、I－的溶液中發(fā)生點蝕銅對SO42－敏感，在含SO42－溶液中發(fā)生點蝕當溶液中具有FeCl3、CuCl2為代表的二價以上重金屬氯化物時，由于金屬離子強烈的還原作用，大大促進孔蝕的形成和發(fā)展。

點蝕的影響因素一、環(huán)境因素：622、介質濃度：只有當鹵素離子達到一定濃度時，才發(fā)生點蝕。產生點蝕的最小濃度可以作為評定點蝕趨勢的一個參量。

例如，不銹鋼的點蝕電位隨鹵素離子濃度升高而下降，其關系可表示為：

其中Eb為點蝕電位；C為(鹵素離子)陰離子濃度；常數(shù)a、b值與鋼種及鹵素離子種類有關。

在Cl-、Br-、I-三種離子中，Cl-對點蝕電位的影響最大。

2、介質濃度：633、介質溫度的影響：隨介質溫度的提高，不銹鋼點蝕電位降低；在含氯介質中，各種不銹鋼都存在臨界點蝕溫度（CPT），在這一溫度點蝕幾率增大，隨溫度升高，點蝕易產生并趨于嚴重。3、介質溫度的影響：64

4、溶液pH的影響：當pH<10時，影響較??；當pH>10后，點蝕電位上升。

5、介質流速的影響：靜止或滯留的溶液，易產生孔蝕。流速增大，點蝕傾向降低。

對不銹鋼有利于減少點蝕的流速為1m/s左右。當流速進一步增大，出現(xiàn)湍流時，鈍化膜被破壞，孔蝕隨之嚴重。

4、溶液pH的影響：65防止點蝕的措施1．改善介質條件：降低溶液中的Cl-含量，降低溫度，提高pH，使用緩蝕劑；減少氧化劑(除氧、防止Fe3＋及Cu2＋存在)，降低溫度，提高pH值等可減少孔蝕的發(fā)生。2．選用耐點蝕的合金材料：近十幾年來發(fā)展了很多耐點蝕不銹鋼，含有較多的Ni和Mo，含有N，碳含量低于0.03%.發(fā)展高Cr、Mo、低C（<0.03%）的不銹鋼。雙相不銹鋼及高純鐵素體不銹鋼抗點蝕性能良好；Ti和Ti合金防止點蝕的措施1．改善介質條件：663．對材料表面進行鈍化處理，提高其鈍化膜的穩(wěn)定性，即提高材料的鈍態(tài)穩(wěn)定性；4．陰極保護：使電位低于Eb，最好低于Ep，使不銹鋼處于穩(wěn)定鈍化區(qū)。實際上應用比較困難；5.使用緩蝕劑。特別在封閉系統(tǒng)中使用緩蝕劑最有效，用于不銹鋼的緩蝕劑有硝酸鹽、鉻酸鹽、硫酸鹽和堿，最有效的是亞硫酸鈉。3．對材料表面進行鈍化處理，提高其鈍化膜的穩(wěn)定性，即提高材料67縫隙腐蝕定義：電解質溶液存在，在金屬與金屬及金屬和非金屬之間構成狹窄的縫隙內，介質的遷移受到阻滯時而產生的一種局部腐蝕形態(tài)。縫隙腐蝕將減小部件的有效幾何尺寸，降低吻合程度?？p內腐蝕產物的體積增大，形成局部應力，并使裝配困難。縫隙腐蝕定義：電解質溶液存在，在金屬與金屬及金屬和非金屬之間68縫隙的形成

在工程結構中，一般需要將不同的結構件相互連接，縫隙是不可避免的，例如：不同結構件之間的連接，如金屬和金屬之間的鉚接、搭焊、螺紋連接，以及各種法蘭盤之間的襯墊等金屬和非金屬之間的接觸。

在金屬表面的沉積物、附著物、涂膜等，如灰塵、沙粒、沉積的腐蝕產物。

縫隙的形成在工程結構中，一般需要將不同的結構69縫隙腐蝕的特征1．可發(fā)生在所有的金屬和合金上，特別容易發(fā)生在靠鈍化耐蝕的金屬材料表面。2．介質可以是任何酸性或中性的侵蝕性溶液，而含有Cl－的溶液最易引發(fā)縫隙腐蝕。3．與點蝕相比，同一種材料更容易發(fā)生縫隙腐蝕。當Ep<E<Eb時，原有的蝕孔可以發(fā)展，但不會產生新的蝕孔；而縫隙腐蝕在該電位區(qū)間內，既能發(fā)生，又能發(fā)展?？p隙腐蝕的臨界電位比點蝕電位低。縫隙腐蝕的特征1．可發(fā)生在所有的金屬和合金上，特別容易發(fā)生在70縫隙腐蝕機理

一個縫隙要成為腐蝕的部位，必須寬到溶液能夠流入縫隙內，又必須窄到能維持液體在縫內停滯：發(fā)生縫隙腐蝕最敏感的縫寬約為0.025－0.15mm縫隙腐蝕機理一個縫隙要成為腐蝕的部位，必71在初期階段，縫內外的金屬表面發(fā)生相同的陰、陽極反應過程。陽極反應：陰極反應：后期階段，由于縫內缺氧，縫外富氧，形成了“供氧差異電池”?？p隙腐蝕的機理涉及：金屬離子的濃度、氧的消耗、水解反應和酸化作用縫隙腐蝕的機理與點蝕的機理類似。在初期階段，縫內外的金屬表面發(fā)生相同的陰、陽極反應過程?？p隙72縫隙腐蝕的影響因素一、縫隙的幾何因素:縫隙的寬度與縫隙腐蝕的速度有關：縫隙寬度減小，腐蝕速率增加；縫隙腐蝕還與縫外面積有關：外部面積增大，縫內腐蝕程度增大；縫隙外與縫隙內的面積比增大，縫隙腐蝕發(fā)生的幾率增大，縫隙腐蝕越嚴重?？p隙腐蝕的影響因素一、縫隙的幾何因素:73二、環(huán)境因素：溶液中溶解的氧濃度：氧濃度增加，縫外陰極還原反應更易進行，縫隙腐蝕加劇。2．溶液中Cl－濃度：Cl－濃度增加，縫內金屬電位負移，縫隙腐蝕加速。3．溫度：溫度升高加速陽極反應。在含氯離子的介質中，各種不銹鋼存在一個臨界縫隙腐蝕溫度4．pH：只要縫外金屬能夠保持鈍態(tài)，pH降低，縫隙腐蝕量增加。5．腐蝕介質的流速：流速有正、反兩個方面的作用。當流速適當增加時，增大了縫外溶液的含氧量，縫隙腐蝕加重；但對于由沉積物引起的縫隙腐蝕，流速加大，有可能將沉積物沖掉，因而縫隙腐蝕減輕。二、環(huán)境因素：74三、材料因素:對于耐蝕性依靠氧化膜或鈍化層的金屬或合金，特別容易發(fā)生縫隙腐蝕。不銹鋼中Cr、Ni、Mo、N、Cu、Si等能有效提高鈍化膜的穩(wěn)定性和鈍化、再鈍化能力，是提高不銹鋼的耐縫隙腐蝕性能的有效元素。