4金属在各种环境中的腐蚀2.pptVIP

思考题： 1、应力腐蚀发生的条件与特征是什么？ 2、应力腐蚀经过怎样的历程？ 3、应力腐蚀发生的电位范围有哪些？ 4、用阳极快速溶解理论解释应力腐蚀。 5、大气腐蚀是怎样分类的？ 6、说明大气腐蚀的电化学过程。 7、影响大气腐蚀的因素有哪些？ 8、说明海水腐蚀的特点。 大气腐蚀的分类 大气腐蚀机理 腐蚀机理 图4-5 大气中SO2含量对碳钢腐蚀速度的影响 海水腐蚀电化学特点 4.3 金属在土壤中的腐蚀 4.3.1 土壤腐蚀的特点 4.3.2 土壤腐蚀的几种形式 4.3.3 防止土壤腐蚀的措施 小结: 土壤腐蚀形式：氧浓差、 杂散电流、微生物 土壤腐蚀的电化学过程： 阳极过程：Fe→Fe2+ +2e 阴极过程：1/2O2 + H2O +2e→2OH- 4.4 金属在工业环境中的腐蚀 金属在无机酸溶液中腐蚀 钢和铅的腐蚀规律 B 金属在盐酸中的腐蚀 纯铁、碳钢腐蚀速度随HCl浓度成指数关系 沸HCl中各种金属腐蚀速度与HCL浓度关系 表4-9Ti 合金在HCl中的腐蚀率/mma-1 C 金属在硝酸中腐蚀 Al及其合金 本节重点： Fe、Pb在H2SO4中的互补性； 耐HCl腐蚀材料； 碳钢在HNO3的腐蚀规律。 4.5 人体环境中金属植入材料腐蚀 4.5.1 人体环境特点 人体环境电化学特点 4.5.2 人体环境中可发生腐蚀形式 4.5.3 常用金属植入材料 2 常用金属植入材料 本节重点： 1、人体环境腐蚀特点； 2、植入材料的要求； 3、常用的植入材料。 思考题： 1、土壤腐蚀有哪些的形式？怎样防止其发生？ 2、为什么铁罐可用来存储和运输浓硫酸？ 3、对人体植入材料有哪些要求？ HNO3强酸, 在其中能钝化的金属适用于HNO3 1) 碳钢 碳钢在HNO3中的腐蚀行为见图4-16 2)不锈钢 对硝酸有良好的耐蚀性。 W(HNO3)70%热硝酸中易发生过钝化腐蚀。 3)Al及其合金 对中等温度的发烟HNO3良好蚀性; W(HNO3)85%，室温，Al耐蚀性差。 4)高硅铸铁。 W(Si)13％合金铸铁称为高硅耐酸铸铁。 它对各种无机酸包括盐酸均有良好的耐蚀性。 高硅铸铁中W(Si)≤15％，否易产生脆性η相(Fe5Si2)。 植入材料是指用于制造人体内部的人工器官、小型监测仪器和治疗装置等植入器件。 特定金属材料、有机高分子材料和陶瓷材料。 高分子材料超高分子聚乙烯人工关节材料。 人体高腐蚀性环境，材料耐蚀性要求相当高。 1）构成 体液(生理液)是1%的NaCl、少量其他盐类及有机化合物的充气溶液。温暖的海水。 2）特点 人体环境复杂活体, 其变化规律缺乏足够认识。 人体环境中可发生多种腐蚀行为交织在一起，互相影响。 人体敏感性，植入材料修复和治疗目的，对周围的组织、血液及对人体无有害的影响。 电解质溶液, 电化学规律适用。 氧去极化腐蚀, 其阴极过程： O2 +2 H2O + 4e → 4OH- (中性) (4-11) O2 + 4H+ + 2e → 2H2O (弱酸性) (4-13) 阳极过程： Me→Men+ + ne (4-13) 阳极溶解，离子迁移，体液及部件周围存在钴、铬、镍、钼、钛等金属离子。 1）均匀腐蚀 植入材料均匀腐蚀速度比一般工业材料的腐蚀速度低2-3个数量级。 均腐大面积发生，金属离子进入人体组织的量是相当可观的。耐均腐的要求更高，V0.254μm/a。 钛钝化性很好， 植入材料令人满意。 2）点腐蚀 不锈钢、钴基、铁基合金，易钝化，有钝化膜。 316不锈钢点蚀明显； 钴铬合金件强制取出率为3%，无明显点腐蚀； 模拟生理研究表明，钛合金及钴铬钼合金点蚀倾向非常小。 含Mo不锈钢抗点蚀，Mo含量不足也发生点蚀。 大承载力骨骼部件，用抗点蚀不锈钢及钛合金。 3）电偶腐蚀 多个零件植入。 材料电位差异产生电偶腐蚀。 如骨板和螺钉。 手术器械与植人材料间也可电偶腐蚀。 金属切屑与同一材料接触也引起电偶腐蚀。 4）缝隙腐蚀 多零件植入装置，骨板和螺钉会遭受缝隙腐蚀，不锈钢缝隙腐蚀，占50%。 5）磨损腐蚀 植入器件之间反复的、相对的滑动所造成的表面磨损与腐蚀环境的综合作用结果。 6）晶间腐蚀 不锈钢易发生晶间腐蚀，危害相当大。 制不锈钢植入器件，必须避开材料敏化温度。 W(C)0.03%，可消除不锈钢的晶间腐蚀。 医用不锈钢按ISO832/1标准，W(C)0.03% 。 7）腐蚀疲劳 金属材料在交变应力与介质的共同作用下产生的断裂现象为腐蚀疲劳。 下肢植入件，髋关节，耐腐蚀疲劳性至关重要。 器件表面腐蚀疲劳裂