材料的表面防护.pdfVIP

第十第十第十第十一一章章章章 材料的表面防护材料的表面防护材料的表面防护材料的表面防护 腐蚀、磨损和断裂是结构材料主要的失 效原因。 腐蚀和磨损为渐变过程腐蚀和磨损为渐变过程。 断裂为突变过程断裂为突变过程。 腐腐蚀主要由主要由化学和学和电化学作用引起学作用引起，，而 磨损强调力学和运动因素。 1985年年8月月12 日，，日本本一架波音架波音747 客机由于发客机由于发生 应力腐蚀破裂而坠毁，一次死亡500 多人。 1979年年，，我国某市液我国某市液化石油气罐爆炸起火气罐爆炸起火，，死伤伤 几十人。 美国的的阿波罗空间计划中美国的的阿波罗空间计划中，，氧化剂氧化剂NN OO 的储罐的储罐 22 44 使用高强度钛合金制造的，这是通过应力腐蚀试 验选出的验选出的。。但在运行前的模拟试压但在运行前的模拟试压 （（压力为规定压力为规定 值的1.5倍）中很快发生破裂，原因是试验中使用 的的NN OO 是不纯的是不纯的，，含有含有NONO ，，而模拟实际使用的而模拟实际使用的 22 44 N O 纯度高，不含NO 。经分析研究加入0.6%NO 2 4 之后才得之后才得以解决解决。美国著名的腐蚀学专家方坦纳美国著名的腐蚀学专家方坦纳 认为，如果找不到这个解决办法，登月计划会推 迟若干年迟若干年。 第一节材料的腐蚀与防护 一.概述 １.腐蚀定义 １腐蚀定义 腐蚀是材料与环境之间因化学或电化学 反应而导致的破坏性侵蚀现象。 微观上表现为材料相态或价态发生变化 微观上表现为材料相态或价态发生变化 ；宏观上表现为材料质量、强度等性能 损失。 ２.腐蚀分类 有多种腐蚀分类方法： 环境境 腐蚀后材料表面形貌腐蚀后材料表面形貌 腐蚀原因腐蚀原因 ３.腐蚀表示方法 反映材料腐反映材料腐蚀前前后质量质量、厚度厚度、机械性机械性 能等变化的任何物理、电学或力学指标 都可用来表示腐蚀发生的速度。 常采用腐蚀所造成的常采用腐蚀所造成的质量质量、深深 （（厚厚））度度 或与腐蚀过程对应的电量这三种指标表 示示。 最常用的单位是每年侵最常用的单位是每年侵蚀的毫米的毫米 （（mm/a 2 ）或每天每平方米侵蚀的克（g/m .d） ４.腐蚀研究的重要性 经济因素。 据工业发达国家统计据工业发达国家统计，材料腐蚀造成的直材料腐蚀造成的直 接经济损失大约占国民经济净产值（GNP ））的的2%2%~4%4% 。我国中型油田每年因腐蚀我国中型油田每年因腐蚀 损失及腐蚀维修的费用超过一个亿。 节约资源，保护环境。 二、腐蚀理论简介 １. 电极电位与材料腐蚀倾向 （１）腐蚀电池： 金属腐蚀可看作金属金属腐蚀可看作金属- 环境界面无数个局部环境界面无数个局部 电池电池 （（腐蚀电池腐蚀电池））作用的结果作用的结果。 和干电池不同的是，腐蚀电池的电极靠靠 导电金属表面始终短路着，一旦与其接 触的环境介质具有导电性就会有电流在 局部电池阴局部电池阴、阳极间流动阳极间流动；； 腐蚀电池和干电池腐蚀电池和干电池一样样，，电流流动是电流流动是以 消耗阳极金属为代价。 A K ZZn CCu ZZn CCu Cu Cu Cu HCl溶液 HCl溶液 Zn (a)Zn 块和Cu块通 （b)Zn 块和Cu块直 （