第3章 金属局部腐蚀幻灯片.ppt

二、局部腐蚀 概述 定义 局部腐蚀是指金属表面局部区域的腐蚀破坏比其余表面大得多，从而形成坑洼、沟槽、分层、穿孔、破裂等破坏形态。 主要类型 (1)晶间腐蚀、缝隙腐蚀 (2)电偶腐蚀、氢损伤、细菌腐蚀、杂散电流腐蚀 (3)小孔腐蚀、选择性腐蚀 (4)应力腐蚀、磨损腐蚀 危害性 局部腐蚀破坏有如下特征 : 复杂性 集中性 突发性 发生局部腐蚀的条件 (1) 金属方面或溶液方面存在较大的电化学不均一性。 (2) 阳极区和阴极区的电化学条件差异在腐蚀过程中一直保持下去。 1.电 偶 腐 蚀 电偶腐蚀 ：由电极为不同材料的双金属组成原 池的作用引起的。 1.1发生电偶腐蚀的几种情况 (1)异金属部件的组合。 (2)金属镀层。 1.2电偶腐蚀的影响因素 （1）腐蚀电位差 表示电偶腐蚀的倾向。两种金属在使用环境中的腐蚀电位相差愈大，组成电偶对时阳极金属受到加速腐蚀破坏的可能性愈大。 将各种金属材料在某种环境中的腐蚀电位测量出来，并把它们从低到高排列，便得到所谓电偶序(galvanic series)。 注意： 比较腐蚀电位从而确定电偶对中哪个金属是阳极时绝不能离开环境条件。(38页表2-2) 问题：异种金属在同一介质中相接触，哪种金属受腐蚀，阳极体金属的腐蚀倾向有多大，这些都是热力学方面的问题，要回答这些问题，能不能利用它的的标准电极电位来判断？ 铝和锌在海水中接触，若从它拉的标准电极电位来看（P38），铝是-1.66V,锌是-0762V，二者组成偶对，铝为阳极，锌为阴极，所以铝受到腐蚀，锌被保护。但事实上则恰相反，锌受腐蚀铝受保护，因为铝在海水的腐蚀电位是-0.60V,锌的腐蚀电位是-0.83V。 （2）阴、阳极表面面积比S1/S2 随着阴极性金属M1面积增大，阳极性金属M2的电偶电流密度ig都增大，电偶腐蚀破坏加重。 所以，大阴极小阳极的电偶组合是很有害的，应当避免。 某工厂安装了几百个大槽,大部分是普通钢材料,内壁用酚醛烤漆涂层,处理的溶液对钢腐蚀性不大,底部的涂层由于机械磨损而损坏需要定期维修，为了改善这种情况，该厂在新槽的软钢底上衬了18-8型不锈钢，不锈钢与钢铁用焊接方法接连，壁同样用酚醛漆涂盖，不锈钢不进行涂漆。如下图： 结果新槽开工只有几个月，由于槽壁穿孔就报废了，大多数孔是在焊缝上面50mm的区带内。这是为什么？ 一般来说，涂层都是可渗透的，并且可能含有地多缺陷。在新槽的破坏是由于不利的面积比效应，在侧壁软钢上产生了小阳极，与大表面积的不锈钢底有良好的接触，阳极面积和阳极面积比几乎是无限大，以致于引起非常高的腐蚀率。 （3）溶液导电性 溶液导电性对电偶电流的分布有很大的影响。 当金属发生全面腐蚀时，一般来说，介质的电导率高，金属的腐蚀速度大，介质的电导率低则金属的腐蚀速度小。 但对电偶腐蚀而言，介质电导率的高低对金属腐蚀程度的影响不同。如某金属偶对在海水中发生电偶腐蚀，由于海水的电导率高，两极间溶液的电阻小，所以溶液的欧姆压降可以忽略，电偶电流可分散在离接触点较远的阳极表面，阳极所受的腐蚀较为“均匀”。如果这一偶对在普通软水或普通大气中发生电偶腐蚀，由于介质电导率低，两极之间欧姆压降大，腐蚀使集中在离接触点较近的阳极表面进行，结果相当于把阳极的有效面积“缩小”，使阳极的局部表面上溶解速度较大。 1.3 防止电偶腐蚀主要措施 （1）避免把电化学序相差过大的金属连接一起。 （2）必要时将异种金属相互隔开，防止金属接触，如采用抗老化塑料。 （3）使用涂层时，必须涂覆在阴极金属上，以减少阴极面积。 （4）设计时还要安装一块比电偶接触的两块金属更负的第三种金属，把容易更换的部分作为阳极。 腐蚀的破坏特征 破坏高度集中 蚀孔的分布不均匀 蚀孔通常沿重力方向发展 蚀孔口很小，而且往往覆盖有固体沉积物，因此不易发现。 孔蚀发生有或长或短的孕育期(或诱导期)。 点蚀的发生条件: (1)表面易生成钝化膜的金属材料.如不 锈钢、铝合金、铅合金；或表面镀有阴极性镀层的金属，如碳钢表面镀锡、铜、镍等.(2)在有特殊离子的介质中易发生点蚀，如卤素离子的溶液中. (3)电位大于点蚀电位（Ebr）易发生点蚀 3.2.2点蚀的机理 . 金属孔蚀倾向的电化学指标 环状阳极极化曲线上的特征电位Ebr和Ep可以用来表示金属的孔蚀倾向。Ebr称为击穿电位，或孔蚀电位。Ep称为孔蚀保护电位或再钝化电位。 Ebr愈正，则金属材料发生孔蚀的倾向愈小，耐孔蚀性能愈好。 Ebr