no.6模塊三 任務(wù)三 局部腐蝕(縫隙腐蝕晶間腐蝕應(yīng)力腐蝕破裂)

1、化工腐蝕與防護(hù) 模塊三 常見的腐蝕類型任課教師：鐘 紅 梅任教班級：化工0913-8教學(xué)時間：20111知識回顧1、電偶腐蝕的防止方法2、點蝕的機(jī)理3、點蝕的防止方法22教學(xué)任務(wù)任務(wù)三 局部腐蝕（二） 一、縫隙腐蝕 二、晶間腐蝕 三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞應(yīng)力腐蝕破裂腐蝕疲勞空泡腐蝕33【知識目標(biāo)】 1、了解局部腐蝕的概念； 2、了解局部腐蝕的發(fā)生機(jī)理； 3、掌握局部腐蝕的防止措施。 【能力目標(biāo)】 1、能辨別化工生產(chǎn)實際中發(fā)生的局部腐蝕； 2、能對具體的局部腐蝕進(jìn)行分析并有效預(yù)防?！舅刭|(zhì)目標(biāo)】 1、培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實、勤奮好學(xué)、團(tuán)結(jié)協(xié)作精神； 2、培養(yǎng)理論聯(lián)系實際觀念。教學(xué)目標(biāo)44一、縫隙腐

2、蝕1、概念金屬部件在介質(zhì)中，由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙，使縫隙內(nèi)介質(zhì)處于滯留狀態(tài)，引起縫內(nèi)金屬加速腐蝕，這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。任務(wù)三 局部腐蝕（二）2、特征縫隙必須很小（一般0.0250.1mm）。 幾乎所有的介質(zhì)，包括中性、接近中性及酸性介質(zhì)都能發(fā)生縫隙腐蝕。具有自鈍化特性的金屬或合金敏感性較高。55任務(wù)三 局部腐蝕（二）一、縫隙腐蝕3、機(jī)理閉塞電池模型教材P49:圖3-5碳鋼在中性海水中縫隙腐蝕示意氧濃差電池閉塞電池的形成酸化自催化作用腐蝕加速縫隙腐蝕示意4、防止消除縫隙最好方法選用不吸濕墊片去除固體顆粒電化學(xué)保護(hù)通常采用陽極保護(hù)。教材P130【思考】為什么一般不

3、提倡用改變材料的方法來防止縫隙腐蝕？66二、晶間腐蝕1、概念指金屬材料在適宜的腐蝕性介質(zhì)中沿晶界發(fā)生和發(fā)展的局部腐蝕形態(tài)。任務(wù)三 局部腐蝕（二）2、特征金屬損失量很小。不銹鋼、鎳基合金、鋁合金、鎂合金等都是晶間腐蝕敏感性高的材料。晶間腐蝕示意77任務(wù)三 局部腐蝕（二）晶間腐蝕示意形成碳化物Cr23C6而析出。由于鉻的擴(kuò)散速度較慢且得不到及時補(bǔ)充，因此晶界周圍嚴(yán)重地貧鉻。而貧鉻區(qū)的小陽極（晶界）和未影響區(qū)域的大陰極（晶粒）構(gòu)成了局部腐蝕電池，因而使貧鉻區(qū)受到期了晶間腐蝕。二、晶間腐蝕3、機(jī)理理奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕機(jī)貧鉻理論當(dāng)奧氏體不銹鋼經(jīng)高溫固溶處理后，其中的碳處于過飽和狀態(tài)，當(dāng)在敏化溫度（5

4、00800）范圍內(nèi)受熱時，奧氏體中過飽和的碳就會迅速向晶界擴(kuò)散，與鉻88任務(wù)三 局部腐蝕（二）二、晶間腐蝕4、防止降低鋼中含碳量 因為碳與鉻形成Cr23C6碳化物導(dǎo)致晶間腐蝕的發(fā)生，當(dāng)含碳量降到0.02%（超低碳）以下時，不易產(chǎn)生晶間腐蝕。加入穩(wěn)定化元素 在不銹鋼中加入穩(wěn)定化元素鈦（Ti）或鈮（Nb），可優(yōu)先與碳形成穩(wěn)定型碳化物，不至于形成Cr23C6，有利于防止貧鉻現(xiàn)象。采用固溶處理 使Cr23C6向TiC或NbC轉(zhuǎn)變，不再析出碳化鉻。99任務(wù)三 局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（一）拉應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用應(yīng)力腐蝕破裂1、概念拉應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的聯(lián)合作用所引起金屬的腐蝕破裂，稱為

5、應(yīng)力腐蝕破裂（一般簡稱SCC）。 2、應(yīng)力腐蝕破裂的條件和破裂形式條件：拉應(yīng)力與特定介質(zhì)破裂形式：穿晶型、晶界型和混合型。 教材P51：表3-3 常用金屬易于產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的腐蝕介質(zhì)Stress Corrosion Craking1010任務(wù)三 局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（一）拉應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用應(yīng)力腐蝕破裂3、應(yīng)力腐蝕破裂的力學(xué)過程和特性力學(xué)過程拉應(yīng)力主要因素之一 裂紋的存在重要因素之一特性應(yīng)力必須是拉應(yīng)力。合金對SCC的敏感性比純金屬高。對某一種合金僅有幾種化學(xué)介質(zhì)能引起它的應(yīng)力腐蝕破裂。應(yīng)力腐蝕裂紋的走向在宏觀上與主拉應(yīng)力的方向垂直，且斷口總是宏觀脆性的，即使韌性

6、很好的合金也是如此。對某種金屬材料，在特定的腐蝕環(huán)境中，只有足夠大的拉應(yīng)力才會發(fā)生SCC，否則應(yīng)力腐蝕破裂就不會發(fā)生。1111任務(wù)三 局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（一）拉應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用應(yīng)力腐蝕破裂4、應(yīng)力腐蝕破裂的防止選擇適當(dāng)?shù)牟牧?。熱處理消除殘余?yīng)力。改變金屬表面應(yīng)力的方向。合理設(shè)計設(shè)備結(jié)構(gòu)和控制制造工藝。嚴(yán)格控制腐蝕環(huán)境。添加緩蝕劑。采用保護(hù)性覆蓋層。采用陰極保護(hù)。1212任務(wù)三 局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（二）交變應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用腐蝕疲勞1、概念材料或結(jié)構(gòu)在交變載荷和腐蝕介質(zhì)共同作用下而引起的材料疲勞強(qiáng)度或疲勞壽命降低的現(xiàn)象稱為腐蝕疲勞。如

7、：化工行業(yè)的泵軸及汽車彈簧經(jīng)常受拉壓交變應(yīng)力；間隙性輸送熱流體的管道、傳熱設(shè)備、反應(yīng)釜等也有可能由于溫度周期性變化而產(chǎn)生腐蝕疲勞。 1313任務(wù)三 局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（二）交變應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用腐蝕疲勞2、防止a.降低應(yīng)力如：通過設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)，采用合理的加工、裝配方法以及消除應(yīng)力處理等措施，減小構(gòu)件的應(yīng)力。b.陰極保護(hù)如：低碳鋼在3%氯化鈉溶液中，外加電流可實現(xiàn)陰極保護(hù)。c.陽極保護(hù)如：不銹鋼可采用陽極保護(hù)。1414任務(wù)三 局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（三）沖擊應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用空泡腐蝕1、概念空泡腐蝕是金屬與液體介質(zhì)之間作調(diào)整相對運動時液體介質(zhì)對金屬進(jìn)行的沖擊加腐蝕的一種腐蝕形式，空泡腐蝕的結(jié)果使金屬表面呈蜂窩狀腐蝕坑。2、防止設(shè)計結(jié)構(gòu)合理的流道合理選材如：選用硬度大并有足夠的延展性、組織均勻、表面光滑、耐 蝕能力