材料腐蝕基礎考前輔導

1、 1材料腐蝕定義與特點：？ 2根據材料腐蝕形態(tài)分腐蝕的種類有什么？ 3腐蝕防護可以采取的手段有哪些？ 4 G0T 圖使用 例：在980時，銅和鐵在20%H2 80%H2O氣體 中被腐蝕的可能性? 解：980處作垂線，分別與2FeO22FeO線和4Cu O22Cu2O相交。 從H點分別與相應的交點連線， 并延交于pH2/pH2O軸。對于鐵，H2/H2O約 為2對于銅， H2/H2O約為10 10 所以鐵在此混合氣體中可能被 氧化（ H2O H2），而混合氣體中只要有 0.1 的H2就足以使銅免于氧化 -4 - 8 5氧化膜的生長應力有哪些種類？氧化膜應力松弛的 方式是什么？ 6提高合金抗氧化性能

2、的途徑有哪些？ 7電化學腐蝕的本質是什么？腐蝕電池與原電池的區(qū) 別是什么？腐蝕電池有哪幾類？ 8宏觀腐蝕電池與微觀腐蝕電池的種類？ 9電極極化的定義是什么？試分析在防腐蝕與電鍍技 術中電極極化的作用。 10減少析氫腐蝕的途徑？ 11金屬鈍化過程的極化曲線以及各個區(qū)的位置 提高合金抗氧化的途徑 1. 通過選擇性氧化生成優(yōu)異的保護膜 2. 生成離子移動速度慢的尖晶石結構氧化膜 3. 減小氧化膜的晶格缺陷濃度，降低離子的 擴散速度 4. 增強氧化膜與基體金屬的附著力 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 e I + 腐蝕電池 將原電池 短路 實際 腐蝕電池 Zn Zn2+ Cu2+ C

3、u Zn2+Zn Cu H H2 e 假如電池不對外界做功？ 化學能 電能 熱能 電化學腐蝕的本質是形成了腐蝕電池 腐蝕電池的分類 根據構成腐蝕電池的電極尺寸大小可將腐 蝕電池分為兩大類： 1.宏觀腐蝕電池電極尺寸相對較大 （用肉眼可區(qū)分陰、陽極） 2.微觀腐蝕電池電極尺寸相對微小 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 宏觀腐蝕電池 艦殼（鋼板） 青銅螺旋槳 (a) 丹聶爾電池 (b) 艦船推進器 (c) 銅鉚釘鉚接的鋁制容器 1 異種金屬浸于不同的電解質溶液： （a） 2 電偶電池: 異種金屬在同一腐蝕介質中相接觸： （b）（c） 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際

4、研發(fā)中心 0 宏觀腐蝕電池 3濃差電池 金屬材料的電位與介質中金屬離子的濃度 C有關（能斯特公式）： 濃度低處電位低 例如：金屬離子濃差腐蝕電池 氧濃差電池：氧濃度低處電位低 例如：水線腐蝕，縫隙腐蝕，點腐蝕，沉 積物腐蝕 E = E + RT nF ln C 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 宏觀腐蝕電池 4溫差電池 金屬材料的電位與介質溫度有關，浸入腐 蝕介質中金屬各部分，由于所處環(huán)境溫度 不同，可形成溫差腐蝕電池。 例如： 碳鋼制造的熱交換器，由于高溫 部位碳鋼電位低，使得高溫部位比低溫部 位腐蝕嚴重。 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 腐蝕微電池

5、 電化學腐蝕的總反應之所以能分成兩個過程： 因為：存在金屬與水溶液電解質兩類導體； 金屬表面的微觀區(qū)域存在差異。 陰極過程與陽極過程分別在金屬/溶液界面的 不同部位進行，構成了微電池 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 腐蝕微電池 Fe2+ +2eFeE0=-0.44V 2H2O + O2 =4e 4OH- E0=1.23V 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 鹽水滴試驗 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 微觀腐蝕電池 金屬表面電化學的不均勻性，使金屬材料表面存在微小 的電位高低不等的區(qū)域，主要類型有： 1 金屬表面化學成分不均勻性而引起

6、的微觀電池 例如：工業(yè)純鋅中的鐵雜質FeZn7、碳鋼中的滲碳體 Fe3C、鑄鐵中的石墨等，在腐蝕介質中，金屬表面就形成 了許多微陰極和微陽極，因此導致腐蝕。 Zn：Al、Pb陽極；Fe、Cu陰極 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 微觀腐蝕電池 2 金屬組織不均勻性構成的微觀電池 例如：晶粒晶界腐蝕微電池，晶界 作為腐蝕電池的陽極而優(yōu)先發(fā)生腐蝕。 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 微觀腐蝕電池 3 金屬表面物理狀態(tài)的不均勻性構成的微觀電 池 各部分應力分布不均勻或形變不均勻 導致腐蝕微電池。變形大或應力集中的部 位可能成為陽極而腐蝕。 鋼板彎曲處、鉚釘頭部

7、區(qū)域容易優(yōu)先腐 蝕。 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 微觀腐蝕電池 4 金屬表面膜不完整構成的微觀電池 無論是金屬表面形成的鈍化膜，還是鍍覆的 陰極性金屬鍍層，由于存在孔隙或發(fā)生破損，使 得該處裸露的金屬基體的電位較負，構成腐蝕微 電池，孔隙或破損處作為陽極而受到腐蝕。 金屬表面膜有空隙時形成的原電池 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際 研發(fā)中心 0 腐蝕控制因素 腐蝕過程中：阻力大的步驟最慢控制步驟 腐蝕控制因素腐蝕控制因素 I = Ec0 Ea Pa + Pc + R 腐蝕電流 I 的大小，可能受到Pc、Pa、R等阻力控制 +E Ec0 +E Ec0 +E E

8、c0 +E Ec0 Ecorr Ecorr Ecorr IcorrR Ea0 Icorr I （a） Ea0 Icorr I （b） Ea0 Icorr I （c） Ea0 Icorr （d） 電極極化定義：當電極上有凈電流通過時，引起電極電位偏離平衡電位的現象 電池、電鍍中可溶性陽極的鈍化會導致工作電流 降低 減小和防止析氫腐蝕的途徑 陰極控制或陰、陽極混合控制，腐蝕速度主要決定于析氫 過電位的大小應設法減小陰極面積，提高析氫過電位。 對于陽極鈍化控制的析氫腐蝕加強鈍化，防止活化。 主要途徑如下： 1減少或消除金屬中的有害雜質，特別是析氫過電位小的 陰極性雜質。 2加入氫過電位大的成分，如H

9、g、Zn、Pb等 3加入緩蝕劑，增大析氫過電位。如酸洗緩蝕劑若丁，有 效成分為二鄰甲苯硫脲 4降低活性陰離子成分如Cl、S2-等 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 鈍化的特性曲線 金屬鈍化過程的極化曲線示意圖 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 A 鈍化的特性曲線 E EAB：活化溶解區(qū) Etp D 過鈍化區(qū) 按正常的金屬陽極溶解規(guī)律進行 基本服從塔菲爾規(guī)律 鈍化區(qū) Ep Epp C 過渡區(qū) B M Mn+ ne E0r 活化溶解區(qū) FeFe2+ 2e 陰極區(qū) lgi 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 A lgi 鈍化的特性曲線 E EBC：

10、活化鈍化過渡區(qū) Etp D 過鈍化區(qū) 電位達到某一臨界值Epp 金屬表面狀態(tài)突變，開始鈍化 電流密度急劇下降 鈍化區(qū) Ep Epp E0 C 陰極區(qū) 過渡區(qū) B 活化溶解區(qū) 3M+4H2O M3O4+8H+8e 3Fe+4H2O Fe3O4+8H+8e Epp: 致鈍電位； ipp: 致鈍電流 標志著金屬鈍化的開始 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 鈍化的特性曲線 E E CD：穩(wěn)定鈍化區(qū) Etp D 過鈍化區(qū) 金屬處于穩(wěn)定的鈍態(tài) 金屬以維鈍電流ip的速度溶解 ip與電極電位無關 鈍化區(qū) 金屬表面形成高價氧化物膜 Ep Epp E0 C A 陰極區(qū) 過渡區(qū) B 活化溶解區(qū) 2

11、M+3H2O M2O3+6H+6e 2Fe+3H2O Fe2O3+6H+6e 金屬氧化物的化學溶解速度金 lgi 屬溶解速度ip，通過上式修補膜 以補充膜的溶 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 A lgi 鈍化的特性曲線 E E DE：過鈍化區(qū) Etp D 過鈍化區(qū) 電流再次隨電位升高而增大 金屬的氧化膜可能氧化生成高價 的可溶性氧化膜 鈍化區(qū) 鈍化膜被破壞，腐蝕重新加劇 Ep Epp E0 C 過渡區(qū) B 活化溶解區(qū) M2O3+4H2O M2O72-+8H+6e D點，Etp，過鈍化電位 陰極區(qū) 如果達到氧的析出電位，則 4OH- O2+2H2O+4e 腐蝕與防護課程講稿西

12、安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 14試論述點蝕與縫隙腐蝕的異同點。 15晶間腐蝕與選擇性腐蝕的定義以及提高抗 晶間腐蝕的措施。 16發(fā)生應力腐蝕開裂的條件以及防止應力腐 蝕開裂的措施。 17氫致開裂的表現形式以及氫脆的有效控制 措施？ 18腐蝕疲勞的及其特點。 19論述介質流速對沖刷腐蝕的影響規(guī)律，并 指出防止沖刷腐蝕的措施。 20微動腐蝕定義以及防止措施。 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 點蝕與縫隙腐蝕的比較 相似：成長機理一致閉塞電池 由于幾何形狀或腐蝕產物在縫隙、蝕坑或裂紋出口處的堆 積，使腐蝕介質流動的通道閉塞 腐蝕介質擴散受阻，使腔內介質組分、濃度和pH值與整體

13、介質差異很大，形成閉塞電池 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 點蝕與縫隙腐蝕的比較 不同：形成過程不同 縫隙腐蝕： 腐蝕前縫隙已經存在，腐蝕一開始就是閉塞電池作用， 閉塞程度大 由于介質的濃差引起 形態(tài)廣而淺 更易發(fā)生 點蝕： 腐蝕過程逐漸形成蝕坑（閉塞電池），而后加速腐蝕 由于鈍化膜的破壞引起 形態(tài)窄而深 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 晶間腐蝕 定義: Intergranular Corrosion 金屬材料在特定的腐蝕介質中沿著材料的晶粒邊 界或晶界附近發(fā)生腐蝕，使晶粒之間喪失結合力的 一種局部破壞的腐蝕現象。 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程

14、國際研發(fā)中心 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。 早期：18Cr-9Ni：0.20C，極易晶間腐蝕 后期：C：0.08 0.03 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。 通過調整鋼的成分，形成雙相不銹鋼，如在奧氏體中加入510 的鐵素體。由于相界的能量更低，碳化物擇優(yōu)在相界析出，從而減 少了在晶界的沉淀。 134 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 防止晶間腐蝕的措施 3. 適當的熱處理 對含碳量較高（0.060.08）的奧氏體不銹 鋼，要在10501100進行固溶

15、處理； 對鐵素體不銹鋼在700800進行退火處理； 加Ti和Nb的不銹鋼要經穩(wěn)定化處理。 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 防止晶間腐蝕的措施 4. 適當的冷加工 在敏化前進行3050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。 18-8不銹鋼冷加工促進過飽和固溶體分解，沿 晶界、孿晶界集滑移面上析出了大量富Cr的 M23C6、相，減弱抗晶間腐蝕能力。 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 選擇性腐蝕 定義： Dealloying 指在多元合金中較活潑組分的優(yōu)先溶解，這個過程是由 于合金組分的電化學差異而引起的。 特點

16、： 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，構成成分差異腐蝕原電池，貴的金屬保持穩(wěn)定或 與較活潑的組分同時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是黃銅脫鋅和鑄鐵的石墨化腐蝕。 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 產生SCC的基本條件 SCC需要同時具備三個條件: 1. 敏感的金屬材料 2. 特定的腐蝕介質 3. 足夠大的拉伸應力 特定的材料：不存在應力時，單純的腐蝕作用？No 不存在腐蝕時，單純的應力作用？No 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 產生SCC的基本條件 1 敏感材料 幾乎所有的金屬或合金在特定的介

17、質中都有一定的SCC 敏感性 合金和含有雜質的金屬比純金屬更容易產生SCC 純度99.99%的Cu在含氨介質中不會發(fā)生腐蝕斷裂，但 含有0.04%的P和0.01%的Sb時則發(fā)生開裂 純度99.99%的Fe在硝酸鹽中很難開裂，但含0.04%C時 則容易產生硝脆 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 產生SCC的基本條件 2 特定介質 每種合金的SCC只對某些特定的介質敏感 并不是任何介質都能引起SCC 嚴重的全面腐蝕環(huán)境：難以發(fā)生SCC 合金在引起SCC的環(huán)境中是惰性的，表面往往存在鈍化膜 只需很少量的特定介質就足以產生SCC 黃銅氨脆：空氣中少量氨氣就會造成 奧氏體不銹鋼SCC：

18、高純水中百萬分之幾氯離子 火箭推進劑鈦合金儲罐開裂：液態(tài)N2O4中含有痕量的O2， 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 產生SCC的特定材料-介質組 合 材料介質 低碳鋼 高強鋼 NaOH溶液、硝酸鹽溶液、含H2S和HCl溶液、CO-CO2-H2O、 碳酸鹽、磷酸鹽 各種水介質、含痕量水的有機溶劑、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 銅和銅合金 鈦和鈦合金 鎂和鎂合金 鎳和鎳合金 熔融NaCl、濕空氣、海水、含鹵素離子的水溶液、有機溶 劑 含NH4+的溶液、氨蒸汽、汞鹽溶液、SO2大氣、水蒸汽 發(fā)煙硝酸、甲醇（蒸汽）、NaCl溶

19、液（290）、HCl（10 ，35）、H2SO4（6-7）、濕Cl2（288，346， 427）、N2O4（含O2，不含NO，24-74） 濕空氣、高純水、氟化物、KClK2CrO4溶液 熔融氫氧化物、熱濃氫氧化物溶液、HF蒸汽和溶液 鋯合金含氯離子水溶液、有機溶劑 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 產生SCC的基本條件 3 拉伸應力 發(fā)生SCC必須有一定拉伸應力的作用。 工作狀態(tài)下：承受外加載荷造成的工作應力 在生產、制造、加工和安裝過程中：材料內部形成的熱 應力、形變應力等殘余應力 裂紋內腐蝕產物的體積效應造成的楔入作用 陰極反應形成的氫產生的應力 腐蝕與防護課程講稿西安

20、交通大學表面工程國際研發(fā)中心 防止SCC的措施 3.涂層 使用有機涂層可將材料表面與環(huán)境分開 使用對環(huán)境不敏感的金屬作為敏感材料的鍍層 4.改善介質環(huán)境 控制或降低有害的成分 在腐蝕介質中加入緩蝕劑 通過改變電位、促進成膜、阻止氫或有害物質的吸附等， 影響電化學反應動力學而起到緩蝕作用，改變環(huán)境的敏感 性質 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 防止SCC的措施 5.電化學保護 應力腐蝕開裂發(fā)生在活 化鈍化和鈍化過鈍 化兩個敏感電位區(qū)間 可以通過控制電位進行 陰極保護或陽極保護防 止SCC的發(fā)生 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 氫致開裂 表現形式 氫壓引起的微

21、裂紋（鋼中的白點、焊接 冷裂紋） 高溫高壓氫腐蝕 氫化物相或氫致馬氏體相變 氫致塑性損失（氫脆） 氫致開裂或斷裂 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 氫脆控制措施 控制加工過程 改善冶煉技術 采用真空冶煉、真空脫氣、真空澆注 酸洗時合理選擇緩蝕劑，減小腐蝕率 酸洗液中加入錫，能較好阻止氫進入金屬 錫能在酸洗金屬表面沉積一層極薄的金屬錫 錫的氫過電位高，能阻礙原子氫生成和滲入 電鍍時采用低氫脆工藝 高強度鋼采用Cd-Ti合金電鍍、離子鍍、真空鍍 補救方法 保持使用環(huán)境為低氫環(huán)境 熱處理除氫 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 氫脆控制措施 焊接過程 焊縫處易產生氫

22、脆焊條中含有氫 采用低氫焊條，并保持干燥條件進行焊接 水和水蒸氣是氫的主要來源 可在焊接前和焊接后進行局部熱處理 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 腐蝕疲勞的定義 材料或構件在交變應力與腐蝕環(huán)境的共同作用下 產生的脆性斷裂 腐蝕疲勞空氣以外的腐蝕環(huán)境中的疲勞行為 腐蝕疲勞 單純疲勞 腐蝕疲勞 單純腐蝕 腐蝕環(huán)境不需要有明顯的侵蝕性 腐蝕 疲勞裂紋萌生所需時間減少 循環(huán)周次明顯減少 裂紋擴展速度增大 a 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 腐蝕疲勞的特點 1. 不存在疲勞極限 2. 純金屬也會發(fā)生腐蝕疲勞 不需要材料環(huán)境的特殊組合 鈍態(tài)，活化態(tài)均可 腐蝕介質交變

23、應力 光滑材料在大氣中的疲勞極限 腐蝕材料在大氣 腐蝕疲勞 中的疲勞極限 f 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 腐蝕疲勞的特點 3. 腐蝕疲勞強度與耐蝕性 耐蝕材料的腐蝕疲勞強度隨抗拉強度的提高而提高 耐蝕性差的材料腐蝕疲勞強度與抗拉強度無關 4. 腐蝕疲勞裂紋起源 多起源于表面腐蝕坑 或缺陷 裂紋源數量較多 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 腐蝕疲勞的特點 5. 腐蝕疲勞裂紋 主要是穿晶裂紋 隨腐蝕發(fā)展裂紋變寬 6. 脆性斷裂 沒有明顯的宏觀塑性變形 斷口有腐蝕的特征 腐蝕坑、腐蝕產物、二次裂紋 等 斷口有疲勞特征 疲勞輝紋 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學

24、表面工程國際研發(fā)中心 沖刷腐蝕的影響因素 流速：流速的變化具有雙重作用 流速增加加速腐蝕：多數情況 增加流速減輕腐蝕：某些情況 緩蝕劑：利于傳輸，比靜態(tài) 時用量少； 不銹鋼在發(fā)煙硝酸中的陰極 產物HNO2具有自催化作用使 腐蝕加速，增大流速使其迅 速離開，減輕腐蝕； 減少鈍化金屬的局部腐蝕。 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 防止沖刷腐蝕的措施 1. 改進設計 降低表面流速和避免惡劣的湍流出現 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 3正確選材 4表面處理與保護 5陰極保護 腐蝕與防護課

25、程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 防止微動腐蝕的措施 可從改變接觸狀況和消除滑動兩方面抑制： 1避免可能引起微動的連接方式，采用焊接、粘結等使連接 件成為一個整體 2對接觸表面進行潤滑可以消除微動腐蝕的磨損過程 3在接觸表面之間加入隔離或襯墊材料，如涂層或墊圈，對 減輕微動腐蝕會有幫助 4可通過增加接觸面的法向載荷或增加表面粗糙度，阻止接 觸面之間的微動。 5合理選材和表面強化，提高接觸材料的硬度 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 微動腐蝕 微動腐蝕（又稱微振腐蝕） 腐蝕磨損的一種形式 兩個相互接觸、名義上相對靜止而實際上處于周期性小幅相對 滑動（通常為振動）的固體表面

26、因磨損與腐蝕交互作用所導致 的材料表面破壞現象 特點： 相對滑動極小，振幅一般約為2-20m 金屬表面出現麻坑或溝槽 周圍往往有氧化物或腐蝕產物 21大氣腐蝕分為哪幾類？根據我國地域特點試討論西 部地區(qū)、中部地區(qū)與沿海地區(qū)大氣腐蝕的特點。 22 判斷金屬分別在蒸餾水、河水與海水中腐蝕的速度 順序，并解釋產生該腐蝕速度不同的原因。 23論述金屬在土壤中的腐蝕類型以及土壤腐蝕的影響 因素 24雜散電流腐蝕的定義及其防止措施 25阻滯陰極過程和阻滯陽極過程的途徑分別有哪些？ 腐蝕速度 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 大氣腐蝕的分類 干大氣腐蝕 潮大氣腐蝕 濕大氣腐蝕 I IIII

27、I 水膜厚度 11 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 干大氣腐蝕 定義：在空氣非常干燥的條件下，金屬表面不存在 液膜層的腐蝕 特點： 金屬表面的吸附水膜厚度不超過10nm 沒有形成連續(xù)的電解液膜（I區(qū)） 腐蝕速度很低，化學氧化的作用較大 在金屬表面形成一層保護性氧化膜 案例： 金屬Cu、Ag等在含有硫化物污染了的空氣中失澤 腐蝕速度 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 潮大氣腐蝕 定義：大氣中的相對濕度足夠高（但低于100%）， 在金屬表面存在著肉眼看不見的薄液膜時所發(fā)生的 腐蝕 特點： 水膜達幾十到幾百個水分子層厚，約10nm-1m 形成了連續(xù)的電解液薄膜（

28、II區(qū)） 膜較薄，氧易于擴散進入界面 電化學腐蝕，腐蝕速度急劇增大 案例 鐵在沒有雨雪淋到時的生銹 IIIIII 腐蝕速度 I 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 濕大氣腐蝕 定義：空氣濕度接近于100，或當水以雨、雪、 水沫等形式直接落在金屬表面上時，金屬表面便 存在著肉眼可見的凝結水膜時發(fā)生的腐蝕 特點： 水膜較厚，約為1m1mm 隨著水膜加厚，氧擴散困難 腐蝕速度下降（III區(qū)） IIIII 水膜厚度 水膜厚1mm，相當于金屬全浸于電解質溶液， 腐蝕速度基本不變（IV區(qū)） 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 土壤中的腐蝕電池 土壤腐蝕電池類型 金屬和介質的

29、電化學不均一性腐蝕微電池 土壤介質的宏觀不均一性腐蝕宏電池 土壤介質的不均勻性 透氣性不同 氧的滲透速度變化 與不同土壤相接觸的金屬各部 位電位不同建立氧濃差腐蝕電池 pH、含鹽量的變化也造成腐蝕宏電池 地下的長距離管道 穿越各種不同條件的土壤，形成長距離腐蝕宏電池 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 土壤中的腐蝕類型 長距離腐蝕宏電池 長距離金屬構件通過不同土壤時形成 在從土壤（I）進入另一種土壤（II）的地方形成電池： 土壤中氧的滲透性不同造成氧濃差電池 土壤性質的變化（有機物和污染）形成腐蝕宏電池 長線電流 產生相當可觀的腐蝕電流 電流強度可達5A 流動的范圍可超過1.5

30、km 埋在密實、潮濕的土壤（粘土） 中的鋼作為陽極而受腐蝕 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 土壤中的腐蝕類型 土壤的局部不均勻性引起的腐蝕宏電池 土壤中石塊等夾雜物的透氣性比土壤本體差 位于透氣差區(qū)域的金屬成為陽極 與土壤本體區(qū)域接觸的金屬成為陰極 回填土壤的密度要均勻，盡量不帶夾雜物 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 土壤中的腐蝕類型 埋設深度不同及邊緣效應引起的腐蝕宏電池 均勻的土壤中，埋設深度不同氧濃差電池 離地面較深的部位局部腐蝕更嚴重的 直徑較大的水平輸送管道，下部比上部腐蝕更嚴重 邊緣效應：氧更容易到達電極的邊緣 在同一水平面上金屬構件的邊緣就

31、成為陰極 構件中央部分成為陽極 如地下大型儲罐 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 土壤中的腐蝕類型 金屬所處狀態(tài)差異引起的腐蝕宏電池 土壤中異種金屬接觸、溫差、應力及金屬表面狀態(tài)的不 同，形成腐蝕宏電池，造成局部腐蝕 新舊管線構成的腐蝕 舊管線表面有腐蝕產物層，電極電位比新管線正，成 為陰極，加速新管線的腐蝕 新舊管道連接埋于土壤中形成腐蝕電池 1舊管（陰極）；舊管（陰極）；2新管（陽極）新管（陽極） 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 土壤中的腐蝕類型 鹽濃差電池 土壤介質的含鹽量不同 鹽濃度高的部位電位較負，成為陽極而加速腐蝕 溫差電池 油氣井的套管 位于地下深層的套管處于較高的溫度，成為陽極 位于地表附近即淺層的套管溫度低，成為陰極，形成 溫差電池腐蝕 腐蝕與防護課程講稿西安交通大學表面工程國際研發(fā)中心 土壤腐蝕的影響因素 材料因素 鑄鐵、碳鋼，低合金鋼土壤腐蝕速度無明顯差別 冶煉方法、冷加工和熱處理對土壤腐蝕影響不大 Pb在土壤中的耐蝕性比碳鋼高45倍以上 生成鉛鹽保護層 Zn的腐蝕速度比鋼略低 鋅鍍層在土壤中有很好的保護效果，鍍鋅層起了陰極保護作用 Al在土壤中的耐蝕性 透