材料腐蝕學(xué)第5章課件

第5章金屬材料的耐蝕性5-1金屬耐腐蝕合金化原理(1)提高金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性5-5-1利用合金化提高金屬耐蝕性的途徑在耐蝕性差的金屬中加入熱力學(xué)穩(wěn)定性高的合金元素，是合金表面形成由貴金屬元素的原子組成的連續(xù)保護層eg：Cu-Au缺點貴金屬元素用量大，成本高；貴金屬元素在固熔體中溶解度有限。當金屬腐蝕過程受陰極控制時，可利用合金化提高陰極的極化率，達到降低腐蝕速度的目的。①減少金屬或合金中活性陰極面積

減少合金中陰極相或夾雜物(2)阻滯陰極過程Mg+1%MnMg0.0050.010.0150.02500100200w(Fe)/%腐蝕速度/mg.dm-1Fe雜質(zhì)對Mg,Mn合金在3%NaCl中腐蝕速度的影響

固熔處理獲得單相組織時效或退火處理，因陰極相的析出降低其耐蝕性。eg：固熔態(tài)硬鋁比退火態(tài)耐蝕

提高合金的陰極析氫過電位，降低合金在酸中的腐蝕②加入氫過電位高的合金元素eg：①含F(xiàn)e,Cu等雜質(zhì)的Zn中，加入Cd,Hg等降低其在酸中的腐蝕；②含F(xiàn)e雜質(zhì)的工業(yè)純Mg中，加0.5-1%Mn可降低其在氯化物水溶液中的腐蝕；③碳鋼和鑄鐵中加Se,Sb,V和Sn，可降低其在非氧化酸中的腐蝕。(3)阻滯陽極過程

提高合金鈍性，降低合金陽極活性，是耐蝕合金化中最有效最廣泛采用的措施IEE0,cIc3Ic2Ic1IpIppEppEbrE0,c1陰極性元素對可鈍化體系腐蝕電流的影響可用的金屬有：鈀、鉑、釕、錸、銅、鎳、鉬。(4)加入合金元素使表面形成完整的有保護性的腐蝕產(chǎn)物膜eg：鋼中加Cu和P可提高大氣腐蝕性能5-5-2金屬耐蝕合金化機理(1)有序固熔體理論---n/8定律又稱Tamman定律：金屬A在某種介質(zhì)中穩(wěn)定，而金屬B在某種介質(zhì)中不穩(wěn)定，并且金屬A和金屬B能生成無限固熔體。若將金屬A加入到金屬B中，A組分的保護作用并非逐漸地而是階躍性地表現(xiàn)出來，一般是穩(wěn)定組分A的含量為1/8，2/8，4/8…n/8等原子分數(shù)時

eg：Cu-Au合金，當Au的質(zhì)量分數(shù)為50%時，在90℃濃硝酸中的耐蝕性突增。Fe-Cr合金，Cr含量11.7%(1/8)以上時,耐蝕性提高(2)電子結(jié)構(gòu)理論過渡族金屬在形成固熔體時原子內(nèi)部的電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化

eg：Fe-Cr合金，Cr原子3d層缺5個電子，從Fe原子奪取5個電子，使Fe原子轉(zhuǎn)入鈍態(tài)而耐蝕。(3)表面富集耐蝕相理論合金中某一組分優(yōu)先溶解，另一組分則富集在合金表面②合金基體為陰極，少量的第二相或夾雜為陽極eg:10%(Ta+Nb)的鈦合金,基體為陽極相,不耐蝕20%(Ta+Nb)的鈦合金,基體為陰極相,耐蝕

固熔體表面原子級的電化學(xué)不均勻性導(dǎo)致陽極選擇性溶解，陽極性原子進入溶液，陰極性原子通過表面擴散遷移至晶核處重結(jié)晶形成完整致密的結(jié)晶層，提高合金的耐蝕性。(4)表面富集耐蝕組分形成完整結(jié)晶層理論eg:Cu-Au合金，Cu-Ni合金(5)表面富