材料腐蝕與防護(hù)工程課后習(xí)題答案

1、五、思考題1.泰見權(quán)材P4J.2.化學(xué)腐蝕包括金屬在干煤氣體或高溫毛體作用下的腐蝕和金屬在非業(yè)解質(zhì)溶液中的腐蝕.其反響過程的歷程特點(diǎn)是金屬外表的原子與氧化劑直接發(fā)生氧化復(fù)原反響而再成腐蝕產(chǎn)物,電子在金屬和氧化劑之間直接傳遞,無腐蝕電流產(chǎn)生.電化學(xué)腐蝕是金屬外表與電解質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反響而弓起的破壞例如鋼鐵在土城中的局蝕.電化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)是腐蝕反響過程中至少有一個陽極反響和陰極反響,在反響過程中發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,伴有電流產(chǎn)生.金屬在實(shí)際工程中出現(xiàn)的腐蝕大多數(shù)均為業(yè)化學(xué)腐性,金屬在電化學(xué)和應(yīng)力及微生物共同作用下還會發(fā)生應(yīng)力腐蝕和微生物腐蝕.聯(lián)系：二者均發(fā)生氧化復(fù)原反響.3 .參見教材P11-12.第2

2、 2章炒一、滇空題1.氫2.陽、陰3.紫密雙電層結(jié)構(gòu)模型、擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu)模型、斯忖恩雙電層模型4.顯假設(shè)、較小5.電子、電極反響6.但有一個電極反響、零、平衡電位二、判斷題1.x2.x3.x4.x5.V6.V7,V三、各詞解釋腐蝕原電池：腐蝕體系中形成的短路原也池,被腐蝕金屬是它的一個電極.氧濃差電池：由金屬與乳含量不同的腐像介腐相接觸時形成的濃差電池位極電位；電極反響導(dǎo)致在金屬和溶液的界面上形成雙電層,雙電層兩偏的也位差,即為電極電值,又稱為把對電機(jī)電值.平衡電位：當(dāng)金屬浸在同種金舄離子的溶液中發(fā)生唯一的一種電極反響,且當(dāng)電極反響達(dá)到動態(tài)平衡時,即金屬的溶解速度等于金屬離子的沆積速度,將這種

3、電位稱為平衡電位用可逆電位.腐蝕電位：材料在給定腐蝕體系中的電極電位.非平衡電位： 一個電極上同時發(fā)生兩個或兩個以上的電極反響,當(dāng)動態(tài)平衡時,也板上不能出現(xiàn)物質(zhì)交換與電荷交換均到達(dá)平衡的情況,此時的電極電位稱非平衡電位.極化：由于電極上有凈電流通過,電極電位顯著偏離了未通電時的開路電,位(平衡電位或非平衡的穩(wěn)態(tài)電位),這種現(xiàn)象通常稱為極化.過史位： 某一極化電溫下而發(fā)生的電極業(yè)位E偏禹于原電極平衡電在Ee的變化值的絕對值,稱作該電極反響的過電位.直過電位：在一定電位密度下,魚的析出電位與平衡電位之裳,就叫析氫過電位.析豆腐蝕： 沙液中的衣離子作為去極化劑,在陰極上放電,促使金屬陽板溶解過穆林續(xù)

4、進(jìn)行而引起的金屬腐蝕,稱為氫去極化腐蝕,也叫新氯腐蝕.吸乳腐蝕： 在中性和堿性溶液中,一般金屬腐蝕過程的陰極反響不是析氫反響,而是溶脾在溶液中氧的復(fù)原反響,此時作為腐蝕的去板化劑是氧分子.02在腐蝕史池的陰極上進(jìn)行離子化反響,因而這類腐蝕統(tǒng)稱為氧去極化腐蝕,也稱為氧腐蝕或耗氧腐蝕等.埃七斯腐蝕極化圖：加物不考慮業(yè)位隨電流變化細(xì)節(jié),可能兩個電極反響所對應(yīng)的陰板、陽極極化曲線簡化成套.線畫在一張困上,這種簡化了的圖稱為埃文思極化圖.鈍化：鐵或其它金屬或合金在一定條件下,或經(jīng)過一定的處理,失去了原來的化學(xué)活性,其腐蝕速度明顯降低的現(xiàn)象叫作鈍化現(xiàn)象.鈍化疾：如果金屬,由于網(wǎng)介膜作用的培果而在外表上仍或

5、能抑制金糜,溶解過程的電子導(dǎo)體膜,而膜層本身在介質(zhì)中的溶解速度5U艮小,以致它能使得金屬的陽極溶解速度保掙在偎小的敦值,那么稱這層外表膜為飩化膜.致鈍電的典型金屬鈍化尚線上,當(dāng)電流密度超過峰值點(diǎn)后,電流急劇下降,這個峰值點(diǎn)對應(yīng)均電位稱為致鈍業(yè)位.四、計算題健覆.伴的體積：1000 x0.04=40cm3鋅的質(zhì)量：40 x7.1=284g5/1000=284/(1000 x1)x2/65.4X26.8XW4求出t=49.6h五、思考題1 .參見教材PI62 .矣見教材P18-193 .由于使金屬腐像的過程大多是包化學(xué)的氧化復(fù)原反響,國此,不僅與溶液中離子濃度有關(guān),還與其pH值有關(guān),它們之間存在著

6、一定的函數(shù)關(guān)系.對每個有H+參與反響的金屬溶液中,其pH值和電位呈線性關(guān)系.根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)(平衡常數(shù)、標(biāo)淮化手勢和溶度積)的計算,對任一腐蝕體系,可作出其電位-pH關(guān)系圖.繪制電,住-pH關(guān)系圖,一般可根據(jù)以下步驟進(jìn)行：(1)列出有關(guān)物質(zhì)的各種存在狀態(tài)以及它們的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能或標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)位值：(2)列出各種有關(guān)物質(zhì)間可能發(fā)生的化學(xué)反響平衡方程式,并計算相應(yīng)的電位或pH表達(dá)式.為與相對電機(jī)電位的規(guī)定一致.把電極反響也成氧化的形式,；(3)在業(yè)位-pH坐標(biāo)團(tuán)上畫出各種反響對應(yīng)的平衡徨,最后加以匯總得到煤臺的業(yè)位-pHUMO4.應(yīng)當(dāng)注意到極化與過電位是兩個不同的概念.只有當(dāng)業(yè)板上僅有一個電極反響并且外

7、電流為零時的電極電位就是該電極反響的平衡電位時,極化的絕對值才等于這個電極反響的過電位值.當(dāng)一個電極的電位為非平衡位位時,該電極極化的絕對值與過位位的值并不相同,由于對于非平衡穩(wěn)定電極系統(tǒng)外表上至少有兩個反響同時進(jìn)行,雖然總的看來沒有外電漏進(jìn)出,但實(shí)際上外表進(jìn)行的反響之間互相極化,是極化了的電極.5 .成柯膜理論認(rèn)為：金屬及合金的鈍化狀態(tài)是由于與介質(zhì)作用時,在金屬及合金外表生成一層非常停而致密的、 覆蓋性能良好的保護(hù)膜,這層保護(hù)膜以獨(dú)立相存在,通常為氧與金屬的化合物,杞材料外表與腐蝕介質(zhì)隔離開來,阻礙用極過程的進(jìn)行,導(dǎo)致金屬及含金溶解速度大大降低.吸附理論認(rèn)為： 金屬及合金的鈍化是由于金屬肉面

8、產(chǎn)生吸附層后,使金屬本身的反響能力顯著降低,而不是膜的作用.實(shí)瞼指出,金屬或5公外表所吸附的單分子層,不一定要將外表完全覆JL,只要在最活汰、最先溶解的外表區(qū)域上,如金屬的曲格的頂角及邊緣從業(yè)化學(xué)觀點(diǎn)看,這些地方是腐蝕電池的陽極區(qū)吸附有單分子層,便能抑制陽極過程,使金屬她化.對成膜的解釋,二者各不相同.吸附理論認(rèn)為,只要彩成單分子層的二維膜就能導(dǎo)致金屬產(chǎn)生粘化,而成相膜理論認(rèn)為,要使金屬得到保護(hù)、 不溶解,至少要形成幾個分子層厚的三維膜,而最初形成的單分子吸附膜只能稍微降低金屬的溶解,增厚的成相膜才能到達(dá)完全鈍化.此外,兩個理論的差異,還有吸附錠和化學(xué)錠之孑.事實(shí)上金屬在觸化過程中,在不同的條

9、件下,吸附膜和成相膜可分別起主要作用.6 .在沒有任何外加極化的情況下,由于屬性介質(zhì)的氧化劑去極化劑的復(fù)原引起的金屬或合金的鈍化,稱為金屬或合金的自她化.只有當(dāng)陰極也流宙度起過陽極的最大電流密度時,該金屬或合金才可能發(fā)生鈍化.因此可以得出這樣結(jié)論： 金屬或合金腐蝕系統(tǒng)中的致鉞電流越小,致觸電位越低,那么金舄或合金弋易/可金屬能要 a 動進(jìn)入鈍態(tài)與很多因素有關(guān),加材料性質(zhì)、氧化劑的氧化性強(qiáng)弱、濃度、溶液組分、溫度等.典型金屬或合金汨極的化的實(shí)測極化曲線見教材P41四2.20.整個曲域可以分成4 4個區(qū)：活化溶解區(qū)從圖中可見,在低于某一臨界電流密度Ic時,金屬陽極發(fā)生離子化的過程,極化西線較平坦,

10、表示相極過程阻礙較少.業(yè)混M業(yè)位升高而增大,為活化溶解區(qū)AB段.活化一鈍化過渡區(qū)但當(dāng)電,流密度增加到Ipp,旭機(jī)電位到達(dá)Epp時,金屬出現(xiàn)最大腐蝕電流密度,電位再上升至Ep,就出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象,此時電潞密度降到一個非常小的值Ip,為活化一鈍化過渡區(qū)BC段.Ipp稱為致鈍或臨界電液密度,電式&pp為致鈍電位.自定鈍化區(qū)軸化區(qū)金舄由活化態(tài)變成為鈍態(tài)； 并隨著電位的繼續(xù)變化而雄持電流宓度Ip不變,金屬根本不發(fā)生腐蝕,金屬外表上形成了粘化膜,處于穩(wěn)定的鈍化商,稱為葩化區(qū)CD段.Ip稱為維觸電流密度.過鈍化區(qū)DE段過D點(diǎn)后,曲線做斜,電流又開始增大,表示發(fā)生了新的陽極反響.一般是氫氧根需子在陽極放電

11、而逸出氧氣.點(diǎn)D所對應(yīng)的電位稱為過觸化電位ED,DE我稱為過物化區(qū).已經(jīng)鈍化了的金屬在強(qiáng)氧化性介席中或電位明顯提升時,火發(fā)生腐蝕溶解的現(xiàn)象稱為過鈍化.六、綜合分析題1.【答案要點(diǎn)】將兩塊碳鋼(0.2%C),分別放入濃度為60上和30%的HN03中,前者腐飽速度很小,發(fā)生了鈍化現(xiàn)象,后者那么維持較高的腐蝕速軍,即一直發(fā)生鐵離子的溶解.2 .用埃文斯腐蝕極化圖說明Fe在HCI中腐蝕時,氫離子濃度減小對腐蝕行為的影響.如圖1所示,當(dāng)氫禹子濃度減小,其陰極極化曲線由2變?yōu)?,對應(yīng)腐蝕電源密度由I?減小為h圖1腐蝕電流密度與極化性能關(guān)系3 .用埃文斯腐蝕極化圖分析氧對金屬腐蝕影響的雙支性.一方面,骷合圖

12、1,介質(zhì)中含氧增多,氧去極化容易,陰極極化曲線由1變?yōu)?,對應(yīng)腐蝕電波密度由h增大為h,即材料腐蝕加速；另一方面,對于典型的具有鈍化特性的金屬來講,陰極極化曲線與陽極極化曲線只有一個交點(diǎn)e,位于鈍化區(qū)內(nèi)(見圖2).此時,金屬或合金處于檐定的鈍態(tài),會自發(fā)地轉(zhuǎn)化,印自觸化.例如不銹鋼或獻(xiàn)在含氧的酸中屬于此種情況.4 .參見教材D23-26相關(guān)內(nèi)容.七、案例分析地(1)發(fā)生了吸氧腐蝕.吸氧腐蝕是由于陽極過隹的腐蝕產(chǎn)物R?4和陰極過程的腐蝕產(chǎn)物OW,維埃進(jìn)行次生過程的結(jié)果,這種次生過程可簡單表示為：FeFen n4 420HTHOH)20HTHOH)2 24Fe()U)2+21b040?4FV(MI)

13、4Fe()U)2+21b040?4FV(MI)? ?IH()H)2+2IX()HhIH()H)2+2IX()Hh- -Te)Te)4 4+4H+4H? ?(二次過程的產(chǎn)物是Fe(OHb和F3O4,由于這些次生產(chǎn)物比擬麗松,沒有保護(hù)性,所以一旦在金屬外表的某一點(diǎn)上發(fā)生腐蝕,就會繼續(xù)下去.進(jìn)一步腐蝕的結(jié)果會使舊極區(qū)靛梟越深(馬主要影響因素如下氧聚度的影響在氧去極化腐蝕條件下,溶解氧的濃度越高,一股腐蝕速率越快,加速了腐域電池反響的速度.但當(dāng)氧的濃度到達(dá)一定程度后,所產(chǎn)生的微電流到達(dá)了致鈍電流而使金舄由活性溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)為鈍化狀態(tài)時,腐植速度將會顯第降長,此時袁促進(jìn)了保護(hù)膜的生長.對金屬起到保護(hù)作用.溫

14、度的覆響溫度的彩響是雙重的： 溶液溫度的增加將使氧的擴(kuò)散系數(shù)D和電極反響速度加快,四而在一定范圈內(nèi),腐位速度將隨溫度的升而而加快；但溫度的升而又可能使氧的滔解度下降,特別是接近沸點(diǎn)時,氧的溶解度急劇降低,使腐蝕速度減小.溶液中扯濃度的影響這里的拄是指那些不具有氧化性或級蝕作用的也.在抵淀液濃度增加時,溶液的電導(dǎo)率將增大,四而腐蝕速度將有所上升.住在鹽的濃度進(jìn)一步增大后,氮的灌解度將減小,因此可能便腐蝕速度降低.溶液流速和攪抨的卷響在氧濃度一定的灰件下,極限/散電流密度與擴(kuò)散層厚度成反比.溶液流如大,擴(kuò)散層厚度越小.真的極限擴(kuò)散也流密度就越大,腐蝕速度也就越大.挽拌作用的影響與冷液流迷的影響相似

15、.(3)限制措他A應(yīng)采用斷理的保溫材料,比加海泡石,此種保溫材料要比珍珠巖塊的價格低,且經(jīng)濟(jì)耐用.使用時笥壁與保溫層緊密整合,預(yù)防水和潮氣進(jìn)入.B時進(jìn)水網(wǎng)滲漏應(yīng)及時處理,最好使用雙間,以便滲漏時位于修理、更換.在停產(chǎn)期間應(yīng)采取有效舉措保持環(huán)境干壕.C經(jīng)常檢查保溫層是否完好,如發(fā)現(xiàn)保溫層有席服現(xiàn)象應(yīng)及時修樸.這樣才能.有效限制在腐蝕的發(fā)生,保證設(shè)備狀況良好.第3 3章一、成空題I.CI.CK KM MO O、N、Ni2.Ti、Nb、C3.S、P、C4.限制環(huán)境的相對濕度、開展吸水率長的涂層膜5.井縫、刀線6.電偶、較負(fù)、校正7.特定應(yīng)力、升定金屬或合金材料、特定介質(zhì)；孕育期、裂紋加展期、快速斷裂

16、期；預(yù)存活性途徑,應(yīng)變產(chǎn)生活性途徑8.鋅、As、脫鋅9.氯脆、氮脆、硝脆、堿脆1U.品界、夾雜物、碳化物、位錯11.高速流體或全救粒、氣泡的高速流體直接手產(chǎn)沖擊金屬外表所造成的沖擊腐蝕.二、判斷融1.72.X3.X4.V5.X三、選擇題l.C2C3D4D5B四、名詞解釋全面腐蝕；又珞均勻腐蝕,是指腐蝕發(fā)生在材料的全部或大局部面積上,生成或不生成腐住產(chǎn)物糜.局部腐蝕：是相對于全面腐蝕而言的,腐蝕發(fā)生僅局限于金屬的某一特定郃住.點(diǎn)蝕：又稱為小孔腐蝕或孔蝕,是指金屬的大局部外表不發(fā)生腐蝕或腐蝕很經(jīng)微,但局郃地方出現(xiàn)腐蝕小扎并深入到金屬內(nèi)部的腐蝕形態(tài).閉窿也池：由于幾何影狀的限制和或腐蝕產(chǎn)物的費(fèi)益.使

17、病蝕介質(zhì)的“散殳到了很大的限制,形成了局部平衡的“閉窸電池二其內(nèi)部的介殖成分與整體介項(xiàng)有很大差異.繞球腐蝕：金屬梟面上由于存在異物或結(jié)構(gòu)上的原因而形或縫隙,其宣度足以使介縝進(jìn)入縫隙而又使腐蝕有關(guān)的物質(zhì)遷移困理(一般0.0254),1mm),所引起縫內(nèi)金屬腐蝕加速的現(xiàn)象啟稱為縫隙腐蝕.生狀腐蝕：金屬裊面由于漆膜滲透水分和空氣而發(fā)生腐蝕,腐蝕產(chǎn)物呈細(xì)絲狀纖維問狀,這種腐蝕稱為絲狀腐蝕.晶間腐蝕:腐蝕沿著金屬或合金的晶粒邊界或它的臨近區(qū)或進(jìn)行.使品粒之間喪失結(jié)合力.而晶粒本身腐蝕很經(jīng)被,稱為品間腐蝕.敏化處理：在一定敏化溫度下加熱一定時間的熱處配稱為敬化處理.敏化溫度：把出現(xiàn)品同腐蝕敏感性的溫度稱為

18、敏化溫度.焊縫腐蝕： 經(jīng)過固溶處理的奧氏體不銹鋼.經(jīng)殳焊接后,在使用過程中.在母材板上離憚縫有一定距離的兩條帶上以評縫為對稱腐蝕的晶向腐蝕券為拜縫腐蝕.刀線腐蝕：加有Ti、Nb并進(jìn)行穩(wěn)定化處理的樊氏體不銹鋼在焊接后,在牯近焊縫的金屬窄帶上遭受的品間腐蝕,它是不銹鋼的爆援局部晶間腐蝕的一種彩態(tài),由于它的外的如刀口,故稱為刀戰(zhàn)腐蝕.黃銅脫鋅：在水溶液中.黃柏中的鋅易被抽取溶解,而留下多孔的富銅區(qū).導(dǎo)致合金強(qiáng)度大大下降,這種現(xiàn)象叫做黃銅脫鋅.應(yīng)力腐蝕開裂：應(yīng)力腐蝕斷裂是指金屬或,合金材料在拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的協(xié)同作用下產(chǎn)生的斷裂現(xiàn)象.致?lián)p傷： 由于氫的存在或氫與材料相互作用,引起材料脆化,導(dǎo)致材料力學(xué)

19、性能變壞,仗材料易于開發(fā)或脆斷的總稱.羲腐蝕：魚腐蝕是由于氫在高溫高區(qū)下與金屬中第二相夾雜物或,合金添加物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成高壓氣體引起的破壞或失效現(xiàn)象.菱鼓泡： 復(fù)裝泡是過飽和的貨原子如期聚集在金舄的夾雜物、 氣孔、 微縫隙處,促使空穴處形成分子氫,在局郃造成很高的內(nèi)部氫壓力,導(dǎo)致金屬外表豉泡時變或形成內(nèi)部裂垃.腐蝕疲勞：是指材料在交變應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)聯(lián)合作用下所引起的脆性斷裂.湍流腐蝕：在設(shè)各或部件的某些特定部位,介質(zhì)流速急劇增加形成湍流,有湍流導(dǎo)致的腐蝕林為湍貪腐蝕.爭沖擊腐蝕：由高速流體或合顆拄、氣泡的高速流件直接不斷沖擊金屬外表所造成的腐蝕.價為沖擊腐蝕,屬于湍流腐蝕的一種持例.空泡腐

20、蝕：空泡腐蝕又母為空蝕雙三蝕是一抻特殊形K的磨損腐蝕,是流體與金屬構(gòu)件高速相對送動,在金屬外表局部地區(qū)產(chǎn)生渦流,伴隨有干泡在金屬外表迅速生成和漬滅,而導(dǎo)致材料破壞的現(xiàn)象.很根腐蝕： 微振霖母是指承受俄有的兩相互接觸的外表上由于反復(fù)的振動與滑動 反復(fù)的相對運(yùn)動所造成的破壞,又叫厚振腐蝕或微動腐蝕.五、思考題1.人們把A、B兩種金屬倡接后,陽極金晶A的腐蝕電流認(rèn)；與未偶合時讀金屬的白腐蝕電流iA之比了稱為也僧腐蝕效應(yīng).電動序是由熱力學(xué)公式計算得出的,它是按金屬標(biāo)準(zhǔn)電極電位上下排列成的次序表.此也位是指金屬在活度為1的該金屬鹽的溶液中的耳衡電位.實(shí)際上,金屬通常不是純金屬,而是合金,有的還存有胰,而

21、溶液也不可能正好是該金屬離子,且活度為lo因此電動序的電位與實(shí)際金屬或合金在介質(zhì)中的電&可能捫差其遠(yuǎn).往往用電偶序來判斷不同金屬材料接觸后的電偶屬他簡向更為合理.電偶序是根據(jù)金黑或合金在一定條件下測得的穩(wěn)定電位非平倫電位的相對大小掙列的次序.2 .化學(xué)腐蝕包括金屬在干煤氣體或高溫氣體作用下的腐蝕和金屬在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕.其反響迂程的歷程甘點(diǎn)是金屬外表的原子與氮化劑直接發(fā)生氧化復(fù)原反響而即成腐蝕產(chǎn)物.電子在金屬和氧化劑之網(wǎng)直接傳遞,無腐蝕電潦產(chǎn)生.電化學(xué)腐蝕恚金屬外表與電斛質(zhì)溶液發(fā)生電化學(xué)反響而引起的破壞.例如鋼鐵在土壤中的腐蝕.電化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)是腐蝕反響過程中至少有一個陽加反響和陰

22、極反響,在反響過相中發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,伴有電流產(chǎn)生.金屬在實(shí)際工程中出現(xiàn)的腐蝕大多數(shù)均為電化學(xué)腐蝕,金星在電化學(xué)和應(yīng)力及微生物共同作用下遷會發(fā)生應(yīng)力腐蝕和微生物腐蝕,朕系：二者均發(fā)生氧化復(fù)原反響.3 .參見板材P1L12.也可結(jié)合本章教材內(nèi)本自行起始.4 .銅餅釘連接兩塊鐵板的結(jié)構(gòu)合理.這是由于電偶腐性率與陰、陽極的面積比有關(guān).通常,增加陽現(xiàn)面積可以降低局蝕率.網(wǎng)蝕電化學(xué)原理我明小汨極和大陰極構(gòu)成的電偶璃技最危險,隨著陰極對陽極面積比值的增加.陽極的腐蝕速率急劇增加.5.參見教材P596.參 0 教材p71表3-7,黃鋼脫鋅的機(jī)理參見教材P72,限制舉措?yún)?1教材P737 .參見教村P74-768

23、 .參見控材P829 .處于固溶狀態(tài)的顯的合金.在高速變辦時并不顯示脆性.在慢速變身情況下產(chǎn)生的脆杖斷裂,它對應(yīng)力是可逆的,所以稱為可逆性氫脆.逋常所說的氫脆上要是指由于內(nèi)炎或外屬所引起的可逆羲脆.4點(diǎn)： 舍瓦金屬在坡慢的變彩中逐南彩成裂紋源.裂紋獷展以致脆慚.假設(shè)在未彩成裂墳前去除負(fù)荷,靜止一定時間后再選打高速變形,材料的型性可以得到恢復(fù).六,綜合題1.奧氏體中含有少量碳,碳在奧氏體中的固溶依隨溫度的下降而減少.如lCH8Ni9臭氏體不銹鋼,在1050C時,碳的周窯度約為02%,在500700“C時,約為0.02%.所以經(jīng)固溶處理的鋼.碳是過飽和的.當(dāng)銅在450850范圍隙慢經(jīng)過或停窗時.便

24、會在品界上析出Cr23c6型碳化物,由于這種碳化物的合搏量比奧氏體基體的含餡量高得多,它的圻出自然消耗了晶界附近大量的絡(luò),而消耗的格不能及時通過打散得到補(bǔ)充.由于格的擴(kuò)牧速支很慢,緯果使品界附近的格含量低于鈍化所必需的極限量(12%),形成聲格區(qū),其寬壹約為lOpm當(dāng)處于造宜的介質(zhì)條件下,品界區(qū)域電位下降,鉞態(tài)遭到面環(huán),而晶垃本體仍維持鉞態(tài),電位較高,曲粒與晶界構(gòu)成.活態(tài)一鈍態(tài)微電池,且具有大陰極一小陽城的面積比,導(dǎo)致晶界區(qū)的腐蝕.限制方法：踮1)格用髭低碳不信m實(shí)踐證實(shí),如果奧氏體不銹鋼中碳含量低于0.03%Bt,即使鋼在7(XTC時長時間退火,對品同腐強(qiáng)不會產(chǎn)生敏感性.碳含量在0.002%

25、以下的綱作為超低碳不鈉銅,可以有效成少碳化物析出造成的晶間屬蝕,但這種綱的冶煉本錢較高.2),參加固定碳的元素,進(jìn)行穩(wěn)定化處理參加一些強(qiáng)碳化物切成元素,如鐵和銀,它們和碳的親和力大,能與碳首先生成穩(wěn)定的伙、記碳化物,而且這些碳化物的固溶度又比CruCe小得多.在固溶溫度下幾乎不溶于奧氏體中,經(jīng)過敏化溫度區(qū)時,C3G不致于大量在晶界析出,在很大程度上消除了奧氏體不轉(zhuǎn)料產(chǎn)生晶界腐蝕的假向.鈍和取的參加量,應(yīng)拽制在碳含量的5-10為了使材料到達(dá)最大的穩(wěn)定度.還需進(jìn)行穩(wěn)定化處理.所諦穩(wěn)定化處理,就是將材料加熱到一定溫度.使其生成穩(wěn)定的化合物,以預(yù)防不飾望的新相析出.對于奧氏體不然銅的穩(wěn)定化處理走在常規(guī)

26、固溶處理后,還要在856900.保溫L4h,然后空冷至室溫,以充分生成TiC及NBC.3)采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砗剂枯^高(0.(6008%)的奧氏體不銹鋼,需要迸行固部處理：加熱至1()5()C-1)()O,使沆枳的Cr23c6更新容解,然后淬火預(yù)防其再次沉積.2 .在點(diǎn)蝕源成長的最初階段,蝕坑內(nèi)金屬處于活性狀態(tài)(也佳輕負(fù)).成為陽板,而蝕坑外金屬我而仍處于呼,電位校正而成為陰圾.這樣,坑內(nèi)外構(gòu)成了活化-鈍化微腐蝕電池.孔內(nèi)發(fā)生金屬溶陽極反響：Fe-Fe+2e金屬離子濃度升南并發(fā)生水解.方FJ,+22g尸.力+2生成亙離子.使同小蝕孔接觸的溶液層的pH值下降,形成一個強(qiáng)酸性的溶液區(qū),加速了金屬的漆

27、解,使蝕坑擴(kuò)大、加深.坑外,在含氯離子的水溶液中,發(fā)生啖虱的陰機(jī)反響：1O2+H4+2-2012導(dǎo)致坑口pH值增高,會引發(fā)二次反響：品產(chǎn)+20汀rFeO22Hi,2+HsjFeUHbJ2Fe2H3沉粽在尻口形成塔席狀殼層隨著腐蝕迸行,坑外pH逐漸升高,水中可溶性鹽如CaHCO3%轉(zhuǎn)變?yōu)镃aCQj沆淀.作M的結(jié)果使腐性及與垢層在坑口堆積逐海不成一個閉塞電池.金屬在蝕孔內(nèi)的迅速溶解會引起蝕孔內(nèi)產(chǎn)生迂多的歸離子,為保持電中性,蝕孔外陰黑子CL向孔內(nèi)運(yùn)移,也造成氯離子濃度升高.這樣前使孔內(nèi)形成金屬副化物如FeCb等的濃溶液,使孔內(nèi)金屬外表繼續(xù)維護(hù)活性態(tài).閉塞電池矽成后,孔內(nèi)外物質(zhì)遷移更加困旗,使孔內(nèi)金

28、屬氯化物更加濃縮,氧化物的水解使介質(zhì)酸度迸一步增加,促使孔內(nèi)加速陽極溶解.自催化作用加上介質(zhì)重力的作用,使蝕孔具有深挖的水平,嚴(yán)重時可以把金屬的根面蝕笄.3 .其氯匏的機(jī)理.目前被廣乏接受的是“滑移溶解斷果機(jī)理,拳兄教材P77-78.4 .在腐蝕初期,綱整個裹面都與含it溶液接觸,所以反響均勻地發(fā)生在縫隙內(nèi)部及外部鋼外表上.汨極反響：產(chǎn)CTCT尸/+2e陰報復(fù)原反響：S+2H式+4P-4H縫隙內(nèi)溶液中的氧只能以擴(kuò)散進(jìn)入,補(bǔ)充十分困難,隨著腐蝕過程的進(jìn)行,很快就耗盡了文,從而中止了縫內(nèi)屬復(fù)原反響,鍵外的氯隨時可以得到補(bǔ)充,所以氧復(fù)原反響線續(xù)進(jìn)行,使域隙內(nèi)外蛆成了氧潴差也池.缺氧的區(qū)%縫隙內(nèi)電位較

29、低,成為汨極；氧務(wù)到達(dá)的區(qū)域縫除外電位校而,成為陰極.垃除內(nèi)溶解,R?,在除內(nèi)不斷積累、過軻,為保持電荷,Clif人縫內(nèi),造成.C在縫隙內(nèi)富集比整體溶液中CI含量高3-10倍.縫隙內(nèi),由于Fe的濃縊和CT的富集,生成金屬氯化物.M著金屬氯化物的水解,結(jié)果使油;液中pH值下降,可達(dá)2-3.使世球內(nèi)溶液酸化.相應(yīng)地.氯的復(fù)原速率也加快.但外部外表得到陰極保護(hù).從而加速縫隙內(nèi)金屬的溶解.緩隙內(nèi)金屬離子進(jìn)一步過軻,又亢起更多的C遷入,靛化物的濃度增加,氯化物的水解又使介質(zhì)畋化.如此循環(huán)往反,取成了一個閉塞電池自催化過程.比擬參見教材P59表分3.5 .碳含量對晶間腐蝕&響： 奧氏體不轉(zhuǎn)捆中碳量

30、愈高,碳向品界護(hù)收的傾向愈大,品界破求度愈高,形成炭化物的量愈大,晶間腐蝕W?向愈產(chǎn)/,導(dǎo)致晶間腐蝕球的臨界濃度為0.02%(膜量分?jǐn)?shù)).鋼中碳含量不僅影響品網(wǎng)腐蝕的最大深度,而且解含碳量溺加,茂化物析出的溫度范國加大,開始析出碳化物的時間變短,嗖含量對應(yīng)力腐蝕開裂的澎響：除某些結(jié)果外,多數(shù)人認(rèn)為在商濃就化物中,碳含量增加對奧氏體不然鈉抗應(yīng)力腐蝕開裂性能有這是使堆垛層錯能增加.容易彩成網(wǎng)狀位錯結(jié)構(gòu)所致.6.參見教材P90表3 97.結(jié)合教材內(nèi)容可的擇點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐性開裂、腐蝕疲勞.相關(guān)內(nèi)容參見教材P51-52、P74-75、P86M七、計算題、8=8.76v-/p求出v-值為7.14g/m2hI

31、a=7.14x2/56x26.8x104=6.834xl0-4A/cni2八、案例分析1 .應(yīng)力腐蝕斷裂2 .本換熱管存在一定的拉應(yīng)力或內(nèi)部剩余拉應(yīng)力；金屬18-8奧氏體不銹鋼本身對應(yīng)力腐蝕有敏感性；存在能引起該金屬發(fā)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)(水蒸毛及其中含有少量氯離子).3 .預(yù)防高溟水對奧氏體不彷犧引起的應(yīng)力腐蝕,應(yīng)從以下幾方面采取舉措：(1)合理使用金舄材料：選用超低碳(CW0.03%)的不銹鋼,奧氏體-鐵親體雙相不銹鋼,高純鐵素體不銹鋼.(2)或小構(gòu)件中的應(yīng)力水平：選擇合理的熱處理工藝消除剩余應(yīng)力,選托合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計.(3)合理標(biāo)制水質(zhì)：限制水中的氟離子和和含量.預(yù)防赦化態(tài)和減少氯離子宮集條件

32、.改善工作給笨,限制介質(zhì)溫度、pH值等,松制水垢.第 6 章一、填空題1.我區(qū)保護(hù)、改更土塔環(huán)境、陰極保護(hù)、限制微生物加像2.十大氣腐蝕、潮大弋腐蝕、國大氣腐蝕3.土塔的多相住、土壤的導(dǎo)電柱.土墻的不均勻妙、土填的酸堿性、土康的相對固定性4.好勤、富屬5.陰極、FH極6.新7.盤:濃度高X.孔隙度、含水量、含鹽理、土康的導(dǎo)電性、酸度及溫度等9.氣態(tài)介質(zhì)腐蝕、液態(tài)介質(zhì)國蝕、固態(tài)介質(zhì)腐蝕10.直線、拋物戰(zhàn)、立方、計數(shù)、反對數(shù)11.減少氧化膜的品格續(xù)陷濃度,降低離子的獷鼓速度、通過選擇性氮化生成優(yōu)異的保護(hù)讀、生成尖晶無結(jié)構(gòu)的氧化腹、增強(qiáng)氧化膜與基體的附著力12.均勻腐蝕、點(diǎn)舄域、電偶腐蝕、縫隙腐蝕、

33、品間腐蝕、磨母、局蝕疲勞、應(yīng)力腐蝕斷裂二、名詞解釋大毛腐蝕：物料聶露在大毛自然環(huán)埴條件下,由于大氣中水和屬等物質(zhì)的化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的腐蝕稱為大氣腐蝕.海水腐蝕：材料暴露在海水環(huán)枕?xiàng)l件下引起的腐蝕稱為渾水腐蝕.土壤舄蝕： 由于土康的組成和性能的不均勺,極易構(gòu)成屬濃差腐蝕電池,使地下金隅設(shè)施遭受嚴(yán)變的肩蝕稱為土壤盛蝕.雜做電流腐蝕： 地下理說的金屬構(gòu)件在雜表電流作用下發(fā)生地腐蝕稱為雜教電流腐蝕.邊緣效應(yīng)：直徑大的材料底郃直接與土壤接做,那么由于兔更宏易到達(dá)電極的邊緣,底部的中央相對于邊綠處成為陽極發(fā)生腐蝕,而邊緣局部腐蝕要輕統(tǒng)的多.維生物腐蝕：是指在微生物生命活動參與下所發(fā)生的腐蝕過程.人體

34、植入材料生物醫(yī)學(xué)材料：指用于制造人體內(nèi)部的人工署守、小里檢測儀器和治療裝置等植入署件,整形外科中用于修復(fù)人體所用的材料,以及用于義齒等方面的材料.高溫氧化：是金屬在高溫下與環(huán)境中的款、僦、碳、氮等發(fā)生反響導(dǎo)致金屬的變質(zhì)或破壞的過程.飄蝕：液態(tài)爆鹽中尚溫腐蝕,常被稱為熱腐蝕或熔如房蝕.選養(yǎng)性氧化： 合金中至少有A和B兩個組元,各組元對孔的親和力有所不同,與屬親和力大的坦元優(yōu)先氧化.假設(shè)州元間親和力相差懸殊,甚至可能彩成只含有一料合金護(hù)分的或化族,即發(fā)生扭元的選擇性氧化.合金氧化：是合金在高溫下與環(huán)境中的魚、*、碳、氮等發(fā)生反響導(dǎo)致其變質(zhì)或破壞的過程.內(nèi)衣化：如某合金具有一定的改溶解度,并且就向合

35、金內(nèi)部的4r散速率較快,可能引起一種或幾種合金元米款化物的外表下析出,即發(fā)生內(nèi)氮化現(xiàn)象.PBR原理： 金屬氧化膜完整的必要條件是,所生成的金屬氧化物的體極(V(VM M.),大于生成式化物所消耗掉的金屬體積(V(VM M),),亦即PBR=WVPBR=WVM M1,1,氯化膜可能是完整的：PBR1或化瞑不可能完整.P型半導(dǎo)體：p型半導(dǎo)體是含屬離子缺乏唄式化物半導(dǎo)體.氧化物中的氫迂利.n型半導(dǎo)體：n型半導(dǎo)體是金屬離子過剩型氧化物半導(dǎo)體.三、計算題1.1=0.84-3.14X6X100)=6.73XlO*1A/cm?V=lX56-r(53.6X10)=0.703VLVL=8=8.76X0.7034

36、-7.8=0.79innVa2.PBR=(40/3.6S)-rC24/174)=().791不能形成完祭的真化膜四、思考題1.大氣腐蝕類型根據(jù)金屬外表電解液膜的存在和茨態(tài)的不同可以分為干大氣腐蝕、 潮大氣房蝕和注大氣腐蝕三大類,大氣腐蝕機(jī)理的電極過程特點(diǎn)見故材P145/46.2.懸響大毛腐蝕的因索覺更教材PI48-150.限制舉措：I)提升材料的時大氣腐蝕性能通過合金化的方法可以改善材料的耐大氣腐蝕性能.2)采用外表涂層保護(hù)對長期暴露在空工中的金屬,在其外表常用涂層保護(hù),起機(jī)誡隔離作,預(yù)防潮X 空氣與金屬直接接觸,是預(yù)防大;1屬蝕的有效手性.3)蝮蝕劑金屬產(chǎn)品在加工、運(yùn)輸、貯存過程中人們廣泛友

37、用油溶性愎力劑、水溶性饃蝕劑能毛利線蝕劑,制成各種防銹液和防銹包裝材料,都可有效地抑制或減緩大氣腐蝕的發(fā)生和開展.4)限制環(huán)境主要限制密封金屬套天內(nèi)的相對濕度、溫度及含氧量,以使制件與外圍介質(zhì)胸離,從而預(yù)防銹蝕,并使非金屬件防霉、防老化.5)合理設(shè)計和保護(hù)環(huán)境合理設(shè)計構(gòu)件.預(yù)防縫隙中存本,去除外表附著物如灰塵、凈化空氣等都有利于減輕大氣腐蝕的危害.尤其要開展環(huán)境保護(hù),成少大氣污爽,這不僅有利于人民健康,而且對延長金屬材料在大飛中的使用壽命也走相當(dāng)重要的.3 .海水腐蝕的特征：大多教金屬和合金在海水中的爆蝕邊程都屬于禮的去極化過程,腐蝕速度屬于由裒的擴(kuò)散速度限制的陰極過程.對于大多數(shù)金屬如鈉、鐵

38、、鋅、銅等來說,它們在海水中發(fā)生電化學(xué)腐蝕時,陽機(jī)過桁的阻活作用很小海水是良好的導(dǎo)電介質(zhì),電阻轉(zhuǎn)小.曲此和大專和土城腐蝕相比擬,海水所構(gòu)成的微風(fēng)腐蝕電池和宏觀腐蝕電池的作用更強(qiáng)烈,影響苑.闈更遠(yuǎn).海水中不僅發(fā)生全面腐蝕,由于海浪、海風(fēng)、潮汐激就海水不斷流動,構(gòu)成力學(xué)國者和電化學(xué)因素共同作用的腐蝕環(huán)境,海水還容易發(fā)生各種舟態(tài)的局部腐蝕破壞.海水而蝕的影響因卡參見教材P155-158.海水腐性的挖電舉措：1)合理選材不同金屬在海水中的差異校大.政及徐銘鈿合金的耐蝕性最好,但價拈高,主要用于關(guān)鍵部件： 銅基合金如鋁青銅、銅堞合金也較耐蝕：鋅帙和碳綱校是.不然綱雖耐均勻腐蝕.但為產(chǎn)生點(diǎn)、蝕.對于大型海

39、洋工程結(jié)構(gòu)件,如石油平臺、艦箱殼體、港口碼頭設(shè)施、海底管線等,材料肖耗很土,通常采用價格低度的低碳綱和藹通低合金銅,并楮以奈料和陰機(jī)保護(hù)措氈：對于腐蝕表件比擬苛刻的環(huán)境,應(yīng)選用較時蝕的材料.如船舶螺旋采用鑄造鋼合金(皺青銅、.貂青銅等)制造,軍用快蕤選用將合金,海洋探測用深冷器選用級合金制造等；2)電化學(xué)保護(hù)陰極保護(hù)是預(yù)防海水腐蝕常用的有效方法之一,通常與涂料聯(lián)合保護(hù),以減少陰極保護(hù)電流密度和提商保護(hù)效果.3)外表保護(hù)表曲戲總層是預(yù)防海水腐館最普遍的方;去.涂料的品種較多.以有機(jī)法層用的最多.有機(jī)涂層對海洋工程性構(gòu)有保護(hù),裝餡和防污的作用.防蝕涂料中環(huán)氧溶、氯化橡膠漆和乙烤漆的對海水腐蝕性較好

40、,已在海洋工程中普遮應(yīng)用.無機(jī)硅酸鹽富伴底漆防蝕性的較好,適用于海洋鋼體構(gòu)的底漆.4.微生物腐蝕的將征(I)最嚴(yán)重的微生物周蝕發(fā)生在微生物菌落出現(xiàn)的地方,微生物寓蝕產(chǎn)生的不是單一形式的局部腐蝕,而是多種局部腐蝕的綜合作用,一般來講,腐蝕都任總,防有點(diǎn)腐蝕的跡象.這是由于局部金屬外表成為貧女區(qū)引起氧濃差電池造成的.(2)微生物的生長繁殖需有適宜的環(huán)境條件,如一定的溫度、涅度、酸度、環(huán)境含氧量及營養(yǎng)源等.微生物能思時很寬的溫度范囤(-10-990),pH值范國(0-10.5)以及屬濃度范的GK100%).(3)微生物腐蝕并非是微生物直接食取金屬,而是微生物生命活動的結(jié)果直接或間接參與了腐蝕過福.(

41、4)微生物腐蝕往住是多種徼生物共生、交互作用的姑果.限制舉措：1)采用殺菌劑或抑制劑2)使用表而涂(鍍)防護(hù)層3)使用電化學(xué)陰極?？鞛?)改不環(huán)境條件,限制細(xì)菌生長5.參見教材P180-1816.余散電流及產(chǎn)生原因參見板材P164限制指漁有絕蜂法、排流法、插牡汨極的陰極保護(hù)法7.參見板村P187-1888 .對于n型半導(dǎo)體,向基體金屬中添加高價金屬元家,可捋鬲抗禮化柢；對于p型半導(dǎo)體,假設(shè)參加低價金屬離子,可提升其抗高溫裒化性；當(dāng)氧化膜的晶體結(jié)構(gòu)為禺子導(dǎo)體時.參加南原子價金屬,可提升其抗禮化性.9 .外延應(yīng)力、PBR值、再結(jié)晶應(yīng)力、合金或兔化膜成分的變化產(chǎn)生應(yīng)力、點(diǎn)塊陷應(yīng)力、氯化膜中新氯化物相

42、的影成.引起的應(yīng)力、然應(yīng)力10 .常見靠化膜機(jī)械領(lǐng)傷招式有：膜沒有破裂的空泡、破裂的空泡、氣體不可透過的做泡、剝落、切口開裂和枝角開裂等.11.參見教材P182-183.12.參見秋材P18713.作為生物醫(yī)用材料植入人體,必須符合“醫(yī)用級標(biāo)準(zhǔn),一般包括以下幾個方面：(1)生物相容性更好即必須是最小的生物學(xué)反響,無不良舸激、無毒害,不引起毒性反應(yīng)、免疫反響,及干擾g疫機(jī)能.無變態(tài)或過敏,不致癌,不致畸,無炎性反響,不引起感染,不被排斥.植入后,需較長期存在,能有助于愈合和網(wǎng)言,(2)足夠的能適應(yīng)應(yīng)力的力學(xué)性能首先要有足夠的強(qiáng)度和韌性.能承受人體某部核機(jī)械作用力,不因生理環(huán)境而降低強(qiáng)度；其次,時磨性好,外表光潔度根據(jù)具體情況確定等.(3)耐腐蝕水平良好材料發(fā)生腐蝕不僅降低或破壞力學(xué)性能,導(dǎo)致斷裂,還產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物,對人體有刺激性和毒性.II【茶室看點(diǎn)】可能出現(xiàn)點(diǎn)腐蝕、縫隙蠲蝕、段生物腐蝕、沖蝕等,產(chǎn)生原因和限制指施酬見教材第3章和第6幸相關(guān)內(nèi)容.要案例分析題【答案要點(diǎn)】1 .可能發(fā)生的曲蝕類組均句腐蝕、點(diǎn)械、縫球腐蝕、應(yīng)力腐蝕斷裂、腐蝕疲勞2.限制措葩1合理選用時用鋼結(jié)構(gòu)材料2采取有效的防腐蝕方法：火焰噴涂防腐、熱浸鈍防腐、涂料防腐蝕涂裝、電孤嘖涂復(fù)合涂層.3科學(xué)設(shè)計和地工一、填空題1.正確選材、合理