c04耐腐蝕材料

1、第四章 耐腐蝕材料1,2如緒論中所述，防護(hù)技術(shù)應(yīng)從三個(gè)方面入手：1. 材料本身，即合理選材，如提高金屬純度，添加合金元素或進(jìn)行熱處理；2. 界面方面，包括表面處理及涂、鍍層技術(shù)；3. 環(huán)境方面，添加緩蝕劑及消除、減輕機(jī)械作用和生物作用等。另外，電化學(xué)保護(hù)技術(shù)和防腐蝕設(shè)計(jì)將單列介紹。§4-1常用耐蝕材料：一. 分類(lèi)表4-1 常用耐腐蝕材料的分類(lèi)二. 常用材料介紹圖4-1是Fe-C二元系相圖3，其中Fe的熔點(diǎn)1539，L為Fe的熔體；相為體心立方晶格，可以與C形成固溶體，最高溶碳量為0.08%；相為面心立方晶格，可以與C形成固溶體，最高溶碳量為2%；相為體心立方晶格，也可以與C形成固溶體

2、，最高溶碳量為0.02%；在768以下，相具有鐵磁性，加熱到768以上則磁性消失；鐵素體相是C在Fe中的固溶體；滲碳體是FeC化合物Fe3C，晶胞中含12個(gè)Fe原子和4個(gè)C原子，210以下呈鐵磁性，其Fe/C重量比為 93.3:6.7；奧氏體相是C在Fe中的固溶體（亦可溶入其它元素），C位于體心，F(xiàn)e位于8個(gè)角和6個(gè)面心，呈順磁性，高溫時(shí)穩(wěn)定；珠光體是鐵素體和滲碳體Fe3C的混合低共熔物，平均含碳量0.83%；萊氏體（Fe3C）是奧氏體和滲碳體的共晶混合物，亦為低共熔物。由FeC相圖可知，室溫下FeC合金有三種相：鐵素體、滲碳體和石墨。在腐蝕介質(zhì)中它們的電極電位不同，鐵素體電位較負(fù)，石墨的電位

3、較正，滲碳體居中。因此，鋼鐵在電解液中，滲碳體和石墨相對(duì)于鐵素體是微陰極，在非氧化性酸中導(dǎo)致鋼鐵的腐蝕加速，但在無(wú)鹵素離子的中性介質(zhì)中，這種影響不大。1. 鑄鐵：鑄鐵一般分為普通鑄鐵和合金鑄鐵兩大類(lèi)。普通鑄鐵是指含碳1.74%，含硅13%之間的碳鐵合金。除了含有碳和硅外，還含有錳、磷和硫。普通鑄鐵又可分為以下四種：(1.) 灰口鑄鐵：斷口呈灰色，含碳2.74%，含硅13%，錳、磷和硫總含量低于2%，其顯微組織為鋼基體加片狀石墨。(2.) 白口鑄鐵：斷口呈亮白色，含硅較少，在鑄鐵金屬液凝固時(shí)，碳以萊氏體或萊氏體加滲碳體的形式存在。(3.) 可鍛鑄鐵：由一定化學(xué)組成的白口鑄鐵經(jīng)高溫?zé)崽幚碇频茫滹@

4、微組織結(jié)構(gòu)為鋼基體加團(tuán)球狀、團(tuán)絮狀、菜花狀、聚蟲(chóng)狀或枝晶狀石墨；強(qiáng)度、塑性和韌性都好于灰口鑄鐵。(4.) 球墨鑄鐵：由一定化學(xué)組成的鑄鐵金屬液，在澆注之前，用硅鐵稀土鎂合金或金屬鎂合金為球化劑進(jìn)行球化處理而獲得，其顯微組織為鋼基體加球形石墨，具有良好的機(jī)械加工性能。合金鑄鐵是對(duì)普通鑄鐵改變碳、硅的平衡含量、改變?nèi)蹮挐沧⒑蜔崽幚矸椒ㄊ蛊湫阅墚a(chǎn)生顯著變化，也可以通過(guò)單獨(dú)或聯(lián)合加入相當(dāng)量Mo、Cr、Ni、Cu、Al等，或者加入3%以上的硅等合金元素而獲得的不同成分合金鑄鐵，其耐腐蝕性和耐熱性大大提高，如高硅鑄鐵、高硅鉬耐蝕鑄鐵和高鉻鑄鐵等。2. 碳鋼：指含碳量低于1.7%的鐵碳合金，可分為工業(yè)純鐵，

5、含碳量小于0.04%；低碳鋼，含碳量0.040.25%；中碳鋼，含碳量0.250.6%和高碳鋼，含碳量大于0.6%。3. 合金鋼：碳鋼中加入一定量的一種或幾種其它金屬元素如Cr、Ni、Cu、Mo、V、Mn、Ti、W、Nb、B、P及稀土等成為合金鋼，但其機(jī)械強(qiáng)度、加工性能和耐蝕性能卻有明顯提高。合金元素的總量小于3.5%的為低合金鋼，在3.510%的為中合金鋼，高于10%的為高合金鋼。4. 不銹鋼：含有Cr、Ni、Mo等易鈍化金屬的耐蝕合金鋼，其中含Cr一般為1230%，含鎳512%，其它還有Mo、Ti、Mn、Nb等。按其金相組織分為馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼和奧氏體鐵素體雙相不銹

6、鋼四大類(lèi)。其中馬氏體類(lèi)可以進(jìn)行熱處理；奧氏體類(lèi)具有非磁性，耐蝕性好；鐵素體類(lèi)耐蝕性（特別是耐應(yīng)力腐蝕性）最好，但機(jī)械性能較差；混合類(lèi)的性能同奧氏體，但強(qiáng)度更高。5. 鋁與鋁合金：鋁密度小，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好，容易自鈍化，也可經(jīng)氧化或電化成膜。常用的鋁合金主要有AlSi合金，其耐蝕性、鑄造和機(jī)械性能都較好；AlMg合金，其強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定；AlMgMn合金，其強(qiáng)度、塑性和拋光性較好，有防銹鋁之稱(chēng)；AlCu合金，其強(qiáng)度高，但耐蝕性差，易發(fā)生應(yīng)力腐蝕。6. 銅與銅合金：銅是人類(lèi)應(yīng)用最早的金屬，具有高的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性（僅次于銀），有良好的耐蝕性。一般分為四類(lèi)：（1）紫銅即純銅，其牌號(hào)有1-4號(hào)銅即T1、T

7、2、T3、T4；1-2號(hào)無(wú)氧銅即TU1、TU2； 磷脫氧銅即TUP；錳脫氧銅即TUMn。（2）黃銅即銅鋅合金，強(qiáng)度較差；為改善和提高其性能可以加入Sn、Al、Mn等元素以防止黃銅脫鋅。其中錫黃銅耐海水腐蝕，稱(chēng)為海軍黃銅；（3）青銅，按銅中第一添加元素的種類(lèi)（Sn、Al、Be）分別命名為錫青銅、鋁青銅和鈹青銅。錫青銅只有添加P、Zn、Al、Ni和其它元素才有實(shí)際意義，這種青銅具有良好的機(jī)械加工性能和耐磨性能，鑄造特性和耐腐蝕性能也較好。鋁青銅中含鋁量為510%，耐磨，耐熱，具有比錫青銅高的強(qiáng)度和塑性，較高的沖擊韌性和耐疲勞強(qiáng)度，耐蝕性能優(yōu)于純銅和錫青銅，且可以用熱處理的方法提高其機(jī)械性能。鋁青銅

8、在大氣、海水、碳酸溶液以及大多數(shù)有機(jī)酸（如：檸檬酸、醋酸、乳酸等）溶液中都比較穩(wěn)定。鈹青銅含鈹量通常低于2.6%，具有較高的硬度、強(qiáng)度極限、彈性極限、疲勞極限和屈服點(diǎn)，以及較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性、抗蠕變性、耐蝕性和耐腐蝕疲勞性，被廣泛地應(yīng)用于制造特殊性能的彈簧和彈簧零件。（4）白銅，即銅鎳合金，其耐蝕性接近或優(yōu)于純銅。B10（含Ni 10%）和B30（含Ni 30%）是制作海水冷卻管的主要材料。白銅及其它銅合金都有不同程度的防污效果。7. 鎳與鎳合金：鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.25V，比鐵正，比銅負(fù)，且具有自鈍化能力，在中性和堿性溶液中，其耐蝕性能顯著提高，鎳特別耐堿性腐蝕。高質(zhì)量耐蝕性合

9、金材料都是鎳合金，如蒙乃爾合金（NiCu合金）、因科耐爾合金（NiCrFe合金）和哈氏合金（NiCrMoFe合金），此外還有Ni-Cr-Mo、Ni-Mo、Ni-Cr-Mo-Cu等等。8. 鉛與鉛合金：常用的有鉛和鉛銻合金。化工生產(chǎn)中，特別是在硫酸、鉻酸、磷酸和氫氟酸的生產(chǎn)設(shè)備中應(yīng)用較多。因其耐硫化氫性能較好，被作為電纜包覆材料用于地下。9. 鈦與鈦合金：這種材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐蝕性好，在強(qiáng)腐蝕性環(huán)境中具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，在電解質(zhì)中具有較強(qiáng)的自鈍化能力，適用于海水、硝酸和濕氯介質(zhì)，但耐高溫腐蝕性較差。耐蝕鈦合金中主要有Ti-Pd、Ti-Mo和Ti-Mo-Ni合金。新型的Ti合金材料有Ti-N

10、i形狀記憶合金、Fe-Ti-H2固態(tài)氫化物能源儲(chǔ)存材料和Ti-Nb超導(dǎo)材料等。10. 其它有色金屬：Zn、Sn、Mg常用作涂、鍍層材料，用以保護(hù)鐵制件。其中，Zn涂層是陽(yáng)極涂層，Sn涂層是陰極涂層。11. 碳系列材料：碳質(zhì)材料具有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、耐高溫和耐熱沖擊性。其中不透性石墨在化工生產(chǎn)中應(yīng)用較多，它具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和機(jī)械加工性能，較高的化學(xué)穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于傳熱設(shè)備、傳質(zhì)設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備和流體傳送設(shè)備的制作。不透性石墨的主要品種為浸漬石墨，由人造石墨經(jīng)樹(shù)脂或其它材料的浸漬制得；此外還有壓制石墨、澆注石墨等品種。它們均耐酸、耐堿和耐溶劑腐蝕。石墨制品及其部件主要用膠接法連接，膠粘劑

11、由合成樹(shù)脂、填料（石墨粉）、增塑劑和固化劑組成。膠粘劑一般根據(jù)不透性石墨的種類(lèi)加以選擇，要求有較高的粘結(jié)強(qiáng)度和較好的耐腐蝕性能；種類(lèi)有酚醛石墨膠粘劑、改性酚醛石墨膠粘劑、呋喃石墨膠粘劑、有機(jī)硅環(huán)氧酚醛石墨膠粘劑和水玻璃石墨膠粘劑等。12. 硅酸鹽系材料：（1） 化工陶瓷：一般化工陶瓷的化學(xué)成分為SiO2 6070%（質(zhì)量比，下同）、Al2O3 2030%、Fe2O3 0.53.0%、CaO 0.31.0%、MgO 0.10.8%、Na2O 0.53.0%、K2O 1.52.0%。具有良好的耐熱、耐蝕和耐磨性能，除氫氟酸、氟硅酸和濃堿外，可耐幾乎所有濃度的無(wú)機(jī)酸、鹽及有機(jī)介質(zhì)的腐蝕。但化工陶瓷質(zhì)

12、脆、抗拉強(qiáng)度低、易受溫變性破損。（2） 特種陶瓷。特種陶瓷有鋯質(zhì)陶瓷，其化學(xué)成分為SiO2 3334%、ZrO2 6566%、Al2O3 0.51.0%、Fe2O3 0.25%、其它0.25%。具有良好的耐蝕性。還有高熔點(diǎn)氧化物陶瓷，如氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、鋯石（SiO2·ZrO2）陶瓷、氧化鎂陶瓷、尖晶石（MgO·Al2O3）陶瓷、氧化鈹（BeO）陶瓷、氧化鈰（CeO2）陶瓷、氧化釷（ThO2）陶瓷和氧化鈣陶瓷，可用于特殊高溫環(huán)境。目前，可以將陶瓷和金屬混合燒制成金屬陶瓷，使其具有一定的金屬性質(zhì)而被推廣應(yīng)用。（3） 搪玻璃：搪玻璃是搪瓷材料，主要用作化工設(shè)備的防腐。它是

13、運(yùn)用搪瓷的技術(shù)，將具有玻璃性質(zhì)的耐酸玻璃物質(zhì)復(fù)合到金屬基體上，獲得玻璃/金屬的復(fù)合物。它具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，除氫氟酸、含氟離子介質(zhì)、和溫度高于180的濃磷酸及濃堿外，能耐各種濃度的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)有機(jī)溶劑的腐蝕；另外，這種物質(zhì)具有一定的傳熱能力，能耐一定的壓力和較高的溫度，具有良好的耐磨性和電絕緣性，表面光滑，不易粘附其它物料，抗污染性較好。搪玻璃特別適用于要求耐蝕、防污、防粘、耐溫、耐壓、耐磨、導(dǎo)熱的場(chǎng)合，綜合性能優(yōu)于其它的非金屬材料。13. 有機(jī)玻璃：即聚甲基丙稀酸甲脂，透明、易加工、易粘接、含金屬雜質(zhì)極少，可以來(lái)制作電化學(xué)試驗(yàn)槽和分析器皿，但機(jī)械性能和耐熱性較差。14. 塑料：

14、塑料的品種很多，根據(jù)塑料在加熱和冷卻反復(fù)作用下的表現(xiàn)，可以分為熱固性和熱塑性?xún)纱箢?lèi)。熱塑性塑料是在特定的溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。塑料按照應(yīng)用情況的分類(lèi)列于下表：表4-2 常用塑料的分類(lèi)近幾年來(lái)，在一些國(guó)家熱塑性共混塑料發(fā)展很快，它是由兩種以上的熱塑性材料用機(jī)械方法混合而成，又稱(chēng)為“塑料合金”。如尼龍/聚酯、PC/ABS、ABS/PSF（聚砜）、PVC/PE等等。增強(qiáng)塑料是以合成樹(shù)脂（熱固性或熱塑性樹(shù)脂）為基體，以纖維質(zhì)（玻璃纖維、石棉纖維、碳素纖維、晶須和芳香族聚酰胺纖維等）作為骨架材料的一種復(fù)合材料。增塑材料不僅在國(guó)防軍工上有重要的用途，而且在宇航等尖端技術(shù)、民用以及化工防

15、腐蝕領(lǐng)域中也得到了廣泛應(yīng)用。目前主要耐腐蝕塑料的品種是雙酚A型不飽和聚酯增強(qiáng)塑料、氫化雙酚型不飽和聚酯增強(qiáng)塑料、乙烯型不飽和聚酯增強(qiáng)塑料、環(huán)氧增強(qiáng)塑料、二甲苯改性不飽和聚酯增強(qiáng)塑料、酚醛增強(qiáng)塑料和呋喃增強(qiáng)塑料。各種塑料的耐蝕性質(zhì)匯于表4-3。表4-3各種塑料的耐蝕性質(zhì)塑料種類(lèi)酸堿有機(jī)溶劑吸水率(24h)/%O2和O3高真空電離輻射耐溫性，oF弱 強(qiáng)弱 強(qiáng)高低熱塑性塑料氟碳塑料無(wú)反應(yīng)無(wú)反應(yīng)無(wú)反應(yīng)0.0無(wú)反應(yīng)P550G-275甲醛丙稀酸甲脂R A-OR AA0.2R分解P180尼龍G AR RR1.5SAF300G-70氯化聚醚R A-OR RG0.01R280G低亞聚乙稀R A-OR RG0.1

16、5AFF140G-80高亞聚乙稀R A-OR RG0.1AFG160G-180聚丙稀R A-OR RR<0.01AFG300P聚苯乙稀R A-OR RA0.04SAPG160P聚氯乙稀R RR RA0.10RP150P乙稀基塑料R RR RA0.45RPP160熱固性塑料環(huán)氧樹(shù)脂R SAR RG0.1SAG400L酚醛樹(shù)脂SA ASA ASA0.6G400L聚脂SA AA ASA0.2AG350L有機(jī)硅SA SASA SAA0.15RF550L尿素塑料A AA AR0.6AP170LR=耐蝕；A=不耐蝕；SA=輕微腐蝕；A-O=被氧化性酸腐蝕；G=好；F=中等；P=劣；L=無(wú)變化15.

17、橡膠：橡膠在防腐蝕技術(shù)中主要用作襯里、防護(hù)層、墊片、密封材料和涂料等。§4-2 海洋環(huán)境中材料的耐蝕性4一 鑄鐵通常的鑄鐵和碳鋼相似，在大氣、土壤、海水、淡水中均發(fā)生不同程度的腐蝕，但由于它有優(yōu)良的加工性能，能鑄造出形狀復(fù)雜的零部件，因此，在工程上得到廣泛的應(yīng)用，尤其是各類(lèi)海水泵、閥門(mén)等部件。為了提高鑄鐵的耐蝕性能，在鑄鐵中加入各種合金元素，可以生產(chǎn)出各類(lèi)耐蝕合金鑄鐵。低合金耐蝕鑄鐵中常加入的合金元素有Cu、Sb、Sn、Cr、Ni等。如鑄鐵中加入0.5%的Cu，可以顯著提高它在大氣和海水中的耐蝕性；含銅鑄鐵中加入Sn或Sb，則能夠提高合金鑄鐵的析氫過(guò)電位，增強(qiáng)它對(duì)污染介質(zhì)的耐蝕性。如

18、加入0.11.0%的Cu及0.3%的Sn，可以提高鑄鐵耐大氣腐蝕的性能；加入0.40.8%的Cu及0.10.4%的Sb，在含有0.04g/L H2S的海水中所做的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，其腐蝕速率僅為0.009mm×a-1，可適用于近海的污染海水中。鑄鐵中加入0.52.3%Cr，可減弱鑄鐵在流動(dòng)海水中的腐蝕。高鎳鑄鐵（含1416%Ni，并加入百分之幾的Cr、Cu或Mo）對(duì)海洋大氣、海水和中性鹽水溶液有非常好的耐蝕性。高鎳鑄鐵在流動(dòng)海水中的最大腐蝕速率為0.1 mm×a-1，完全適用作海水泵、閥、管道的材料，它在流動(dòng)海水中的縫隙腐蝕傾向遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于不銹鋼。高鉻鑄鐵（含1530%Cr）組

19、織中有大量鉻的碳化物，使鑄鐵成為白口鐵狀，不僅具有極其優(yōu)越的耐磨性和抗氧化性，而且在中性或弱酸性水中也頗耐蝕，當(dāng)pH5時(shí)腐蝕速率小于0.1 mm×a-1。因此高鉻鑄鐵宜作磨蝕環(huán)境中應(yīng)用的材料，如泥漿泵、攪拌漿、管道等。二 碳鋼、低碳鋼鋼鐵在海水或在實(shí)際工作環(huán)境中的腐蝕行為受到很多因素的影響，同一種鋼在不同環(huán)境下的腐蝕速率可以差別很大。同一地區(qū)的海水對(duì)插入的鋼樁不同部位的腐蝕也不同，如圖1-7表示鋼樁各部位的腐蝕情況。由圖可見(jiàn)，飛濺區(qū)腐蝕最嚴(yán)重，因?yàn)檫@一區(qū)域供氧充分，氧去極化作用強(qiáng)烈，浪花又易沖擊破壞保護(hù)膜。在潮差區(qū)，由于氧濃差電池效應(yīng)反而腐蝕減緩。在低潮線(xiàn)以下約0.31m的狹窄區(qū)帶，

20、由于氧濃度低，構(gòu)成氧濃差電池的陽(yáng)極區(qū)，腐蝕又有所提高。在深水區(qū)直到泥漿區(qū)以下（全浸帶、海泥帶），由于氧濃度低而腐蝕速率也降低。完全浸沒(méi)于海水的碳鋼和許多低合金鋼的平均腐蝕速率，在最初510年之內(nèi)大約為0.13mm/a，且不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而變化，在更長(zhǎng)時(shí)間的暴露之后，腐蝕速率才有所下降。在世界各大洋海水中全浸條件下，鋼的腐蝕速率差別不大，所以有人建議將世界各海區(qū)全浸條件下的平均腐蝕速率定為0.127mm/a。碳鋼和低合金鋼在全浸條件下的腐蝕形式主要表現(xiàn)為均勻腐蝕，但隨著試驗(yàn)和應(yīng)用時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼鐵表面會(huì)產(chǎn)生腐蝕麻點(diǎn)、蝕坑，甚至單個(gè)較深、較大的腐蝕潰瘍坑，按失重計(jì)算出的平均腐蝕速率差別不大，但是孔蝕速

21、率有時(shí)比全面腐蝕速率高達(dá)510倍，甚至更高。三 不銹鋼海洋中常用的不銹鋼如表4-4所示。表4-4 幾種常用不銹鋼的化學(xué)成分牌號(hào)化學(xué)成分CMnSiPSNiCrMo其它2Cr130.160.251.001.000.0350.0301224F179*0.0090.530.210.0360.01616.37Ti：0.24Al：0.0371Cr18Ni9Ti0.122.001.000.0350.0308.0011.0017.0019.00Ti：5´（C%0.02）0.8000Cr19Ni100.082.001.000.0350.0309.0013.0018.0020.000000Cr18Mo2

22、*0.0030.10.110.010.01518.921.920Cr18Ni12MoTi0.082.001.000.0350.03011.0014.0016.0019.001.802.50Ti：5´C%0.7000Cr18Ni5Mo3Si20.031.002.001.302.002.503.00注：*為實(shí)驗(yàn)分析成分一般情況下，不銹鋼的耐蝕性較好。潮差帶的腐蝕比全浸帶輕的多，在潮差帶試樣表面不斷地干濕交替，且大部分時(shí)間是充分溶氧的，故有利于不銹鋼保持鈍態(tài)。當(dāng)不銹鋼表面與附著生物及沉積物形成縫隙時(shí)，容易發(fā)生孔蝕和縫隙腐蝕。在飛濺帶的腐蝕比較輕微，這是因?yàn)樵嚇映１怀錃夂Ｋ?、海霧所濕潤(rùn)，并且

23、干濕交替頻率高，有利于不銹鋼保持鈍態(tài)。雖然不銹鋼在海水環(huán)境中腐蝕速率較低，卻常因孔蝕（包括斑蝕、潰瘍腐蝕、溝蝕和隧道腐蝕等）和縫隙腐蝕而遭到破壞。附著的海生物能引起不銹鋼的局部腐蝕，這種腐蝕發(fā)生在死亡的牡蠣、藤壺底下，或者發(fā)生在與試樣有縫隙的牡蠣、藤壺下面。四 銅與銅合金銅與銅合金具有良好的機(jī)械性能、成型性、導(dǎo)熱性，在海洋環(huán)境中得到廣泛的應(yīng)用。銅是電位較高的金屬元素，在海水中不會(huì)發(fā)生析氫腐蝕，它的腐蝕主要是氧去極化的陰極過(guò)程，因此銅與銅合金的腐蝕速率主要由氧的供給速度決定。由于銅與銅合金表面在海洋環(huán)境中能生成一層腐蝕產(chǎn)物膜，這層薄膜阻礙了氧向金屬表面的擴(kuò)散，因此銅與銅合金的耐海水腐蝕性取決于這

24、層有保護(hù)作用的腐蝕產(chǎn)物膜。這層附著在銅表面的薄膜內(nèi)層是氧化亞銅，外層是堿式氯化銅、氫氧化銅及堿式碳酸銅的混合物。附著在銅合金表面的腐蝕產(chǎn)物膜中還含有合金元素的氧化物及其鹽等。在海洋環(huán)境中，銅與銅合金常見(jiàn)的腐蝕類(lèi)型有均勻腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和成分選擇性腐蝕（如黃銅脫鋅、白銅脫鎳）等，此外還有應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞發(fā)生。銅與銅合金在海洋大氣帶呈均勻腐蝕，其腐蝕速率很低，在海洋大氣中曝露一年的平均腐蝕速率僅為0.34m/a，長(zhǎng)期曝露的腐蝕速率更低。在海洋大氣中，含鋅15%以上的黃銅有脫鋅腐蝕敏感性。在海水飛濺帶的腐蝕行為接近于海洋大氣帶的情況，但比大氣帶嚴(yán)重一點(diǎn)。在飛濺帶曝露一年的平均腐蝕速率為112m

25、/a，曝露八年為0.45m/a，銅合金在飛濺帶一般發(fā)生均勻腐蝕，對(duì)點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕不敏感，長(zhǎng)期曝露會(huì)發(fā)生輕微的點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。高鋅黃銅同樣有脫鋅腐蝕敏感性，在潮差帶的腐蝕行為與全浸帶相似；在全浸帶，銅與銅合金在海水中曝露12年的腐蝕失重較大，2年以后腐蝕失重與曝露時(shí)間呈線(xiàn)性關(guān)系。銅合金在海水中曝露一年的腐蝕速率為540m/a，除HMn58-2外，腐蝕速率隨曝露時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。在海水中，銅和銅合金有較好的耐點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕的性能，其中白銅是耐海水腐蝕性能最好的一類(lèi)銅合金，廣泛應(yīng)用于海水冷凝管和儀器儀表部件。其次是鋁青銅和錳青銅，適宜作螺旋槳；錫青銅適用于制作泵體、閥門(mén)、葉輪等。銅和銅合金在海水中

26、具有抗生物污損的能力。五鋁與鋁合金鋁合金有較高的強(qiáng)度/質(zhì)量比，良好的塑性和耐海水、大氣腐蝕性能。許多鋁合金在海水中也有較好的耐蝕性，它們?cè)诤Ｑ蟓h(huán)境中的應(yīng)用不斷增加。鋁是活潑金屬，它的標(biāo)準(zhǔn)電極電位很負(fù)（-1.66V），由于它在海洋環(huán)境中能生成一層致密的氧化膜（在90以下主要生成的是-Al2O3·3H2O），這層氧化膜使鋁鈍化。鋁及鋁合金在海水中的穩(wěn)定腐蝕電位為-0.65-0.95V(SCE)，它在海水中有析氫反應(yīng)發(fā)生，但主要陰極過(guò)程還是氧的去極化反應(yīng)。鋁及鋁合金在海洋環(huán)境中，常常因點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕或應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等局部腐蝕而受到破壞。在海洋大氣中，曝露的鋁及鋁合金顯示出良好的耐蝕

27、性，純鋁、防銹鋁及鍛鋁在海洋大氣中曝露一年的平均腐蝕速率為0.21m/a，隨曝露時(shí)間的延長(zhǎng)，腐蝕速率逐漸下降。硬鋁和超硬鋁的腐蝕速率較大，在實(shí)際應(yīng)用中通常加覆鋁包層。鋁及鋁合金在海洋大氣中有點(diǎn)蝕傾向，在海水飛濺帶的腐蝕比大氣帶的情況嚴(yán)重一些。在飛濺帶曝露一年的平均腐蝕速率為110m/a，這個(gè)數(shù)值不包括無(wú)包鋁層的硬鋁或超硬鋁的腐蝕速率。通常鋁合金在飛濺帶的腐蝕速率隨曝露時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，在飛濺帶，鋁合金易發(fā)生縫隙腐蝕，比點(diǎn)蝕嚴(yán)重；鋁合金在潮差帶的腐蝕比全浸帶輕，多數(shù)鋁合金在全浸帶有極好的耐蝕性。鋁合金在深海的平均腐蝕速率和最大點(diǎn)蝕深度大于表層海水中相應(yīng)的數(shù)值。高強(qiáng)度鋁合金有應(yīng)力腐蝕破裂的危險(xiǎn)，使

28、用時(shí)應(yīng)注意避免與其它合金發(fā)生接觸腐蝕，也不能涂裝防污漆。鋁合金（Al-Zn-Sn、Al-Zn-In和Al-Zn-Si等）經(jīng)常用作海洋構(gòu)筑物陰極保護(hù)的犧牲陽(yáng)極材料。六 鈦與鈦合金鈦在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定金屬，它的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-1.63V。但在大氣或海水中，鈦表面會(huì)立即生成一種保護(hù)性氧化膜，使鈦處于鈍化狀態(tài)。鈦與鈦合金是目前所知材料中抗常溫海水腐蝕性能最好的材料，即使在污染海水、熱海水（<120）、海泥、流動(dòng)海水中均具有良好的耐腐蝕。其優(yōu)異的耐蝕性是由于它具有很好的自鈍化性，當(dāng)受到某種程度的破壞時(shí)，表面氧化膜或鈍化膜可以很快的自行修復(fù)。鈦與鈦合金在常溫海洋環(huán)境中不發(fā)生點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕，腐蝕速率極

29、低。只有在某些特殊條件（如高溫、高鹽度）下，才會(huì)出現(xiàn)縫隙腐蝕、點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等局部腐蝕。七 鎳與鎳合金鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.25V，比鐵正，比銅負(fù)，在中性、堿性環(huán)境中具有鈍化能力，尤其耐堿的腐蝕。鎳合金中，蒙乃爾、哈氏合金C和因科耐爾合金都是耐海洋腐蝕最好的結(jié)構(gòu)材料。蒙乃爾在缺氧時(shí)有點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕發(fā)生。八 其它有色金屬及其合金除銅、鋁、鈦、鎳及其合金以外的有色金屬及其合金，由于其價(jià)格昂貴，機(jī)械性能不佳，來(lái)源稀缺，在某些情況下的抗腐蝕能力差等原因，不能作為結(jié)構(gòu)材料，但其中的許多金屬及合金卻經(jīng)常被成功地應(yīng)用于某些特殊的場(chǎng)合。Zn、Mg、Sn、Pb、Ag、Au、Pt、Nb等有色金屬及其合金在海洋環(huán)境中的腐蝕及主要用途如表4-5所示5表4-5 其它有色金屬及合金在海洋環(huán)境中的腐蝕及主要用途金屬或合金海洋大氣腐蝕海水腐蝕主要用途典型速度/ mma-1類(lèi)型典型速度/ mma-1類(lèi)型鋅0.00060.0016J0.020.05D鋼鐵鍍層，犧牲陽(yáng)極高純鎂0.025D0.25D犧牲陽(yáng)極工業(yè)鎂0.025D嚴(yán)重錫0.0025J0.0130.08D. F鉛0.00040.0025