第六章 局部腐蚀(简) 金属腐蚀和 与防护 .ppt

第六章 金属局部腐蚀;全面腐蚀（均匀腐蚀）— 阴阳极共扼反应在金属相同位置同时发生或交替发生，阴阳极没有时间和空间上的区别，整个表面用Ecorr表征，在此电位下表面均匀溶解腐蚀。腐蚀速度可测量/预测。 ;局部腐蚀形式多样性 — 电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐蚀（点腐蚀）、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂等。;一、电偶腐蚀的概念 ;电偶腐蚀的主要特征 电偶腐蚀主要发生在两种不同金属或金属与非金属导体相互接触的边线附近，而在远离边缘的区域，其腐蚀程度要轻得多。根据这一特征很易识别电偶腐蚀。 电偶腐蚀的情况较为普遍，因为在工程技术中，采用不同的金属或合金的组合是不可避免的。例如炮弹上的弹体与铜药筒的组合、钢结构与铜(铝)铆钉之间、镀层金属与基体之间等等所形成的腐蚀，都属于电偶腐蚀。 ; 值得注意的是，某些金属(如碳钢)与某些非金属导体(如石墨或碳纤维素复合材料)相互接触时，也会产生电偶腐蚀。 有时两种金属虽然没有直接接触，但在意识不到的情况下亦会发生电偶腐蚀，如循环冷却系统中的铜质冷凝器微量溶于冷却介质溶液中，当铜离子含量过高时，在碳钢设备的一些表面沉积，沉积的疏松铜离子会与金属铁发生置换而析出，从而发生电偶腐蚀。因此，冷凝水中Cu2+含量严格要求控制在0.1mg/L的范围以下。 ;二 电偶腐蚀的原理 ;当两块金属在介质中直接接触时，构成一个宏观腐蚀偶电池， 电位低的金属M1成为电池的阳极， 电位高的金属M2成为电池的阴极， 电偶电流从M2流向M1， M1向阳极极化， M2向阴极极化， 当极化达到稳态时，两条极化曲线的交点所对应的电位ψc为偶对的混合电位，对应的电流ic便是偶对电流， M1的溶解电流增大’； M2情况则相反，溶解电流减小。 ; 以上分析表明：在电偶腐蚀电池中，腐蚀电位较低的金属由于和腐蚀电位较高的金属接触而产生阳极极化，结果是溶解速度增加；电位较高的金属由于和电位较低的金属接触而产生阴极极化，结果是溶解速度降低，即受到了阴极保护。;三 电偶序与电偶腐蚀的倾向 ;;;根据电偶腐蚀原理，若表中电位高的金属材料与电位低的金??材料相接触，则低电位金属为阳极，被加速腐蚀。若两者之间电位差愈大，则低电位金属愈易被加速腐蚀。若两者之间电位差很小，即电偶序中位置相距愈近的不同金属相互接触，发生电偶腐蚀的倾向性愈小。若电位相同的不同金属相互接触，则不发生电偶腐蚀。 必须指出，利用电偶序来判断金属在偶对中的极性和腐蚀倾向时，仅仅是利用热力学数据预测腐蚀发生的方向和限度而已，并没有涉及腐蚀速度问题。 ;;;;;;; 偶对中阴阳极面积的相对大小对腐蚀速度有很大影响，如下图： ; 这种阴、阳极面积比对加快阳极金属腐蚀速度的影响可以这样来解释： 在氢去极化腐蚀情况下，阴极上的氢过电位与电流密度有关。阴极面积愈大，阴极电流密度愈小，氢过电位愈小，愈易产生氢去极化，因而阳极腐蚀速度加快。 在氧去极化腐蚀时，腐蚀电流密度由氧扩散所控制时，阴极面积增加能接受更多的溶解氧发生还原反应，因而扩散电流增加，导致阳极腐蚀加速。 ;;;; 一、小孔腐蚀的定义 二、小孔腐蚀的特征 三、小孔腐蚀的机理 四、影响小孔腐蚀的因素 五、孔蚀的防护与控制措施;小孔腐蚀的定义;;; 小孔腐蚀的蚀孔形貌;金属小孔腐蚀的产生条件（一); 发生孔蚀后，再将电位作逆向扫描，到达钝态电流密度所对应的电位 Ep ，称为“再钝化电位”或“保护电位”。 合金处于Ep以下的电位区，金属钝化不会生成小孔腐蚀。 正反向极化曲线所包括的面积，称之为滞后面积。在滞后环中(电位处于 Eb~Ep间)，不产生新的蚀孔源，但已产生的蚀孔会继续长大。 评价金属的小孔腐蚀性能不仅视Eb值的大小，还须视滞后环的大小。Ep 值愈接近Eb，说明钝化膜的自修复能力愈强。;金属小孔腐蚀的产生条件(二);金属小孔腐蚀的产生条件(三);;;;;;;;;;;;;;铝的小孔腐蚀成长图示;孔蚀停止; 原因２：当小孔内的电位转移到钝化区，并且低于保护电位时，就发生再钝化。可能是孔内的欧姆电位降逐渐增大，因而小孔底部的电位转移到钝化区，发生再钝化。;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;晶间腐蚀 ;;;;;;概念：应力腐蚀破裂是指金属材料在固定拉应力和特定介质的共同作用下所引起的破裂，简称应力腐蚀，英语缩写是SCC。 但应力腐蚀是一种更为复杂的现象，即在某一特定介质中，材料不受应力时腐蚀甚微；而受到一定拉伸应力时，经过一段时间甚至延性很好的金属也会发生脆性断裂。 ;;特征：一般认为发生应力腐蚀需