金属腐蚀课件.pptVIP

第二節腐蝕的分類按環境腐蝕分類大氣腐蝕、水腐蝕、土壤腐蝕及化學介質腐蝕。機理：由於海水的中性特徵以及高溶解氧量，決定了絕大多數金屬和合金在海水中的腐蝕都是氧去極化過程。海水pH值一般為8.1～8.3。海水中溶有碳酸鹽等鹽類，具有一定的緩衝作用，所以海水的pH值相當穩定。海水腐蝕的電化學過程具有下列特徵（1）海水中的氯離子等鹵素離子能阻礙和破壞金屬的鈍化，使得陽極化過程較易進行。氯離子的破壞作用有：①破壞氧化鈍化膜。氯離子對氧化膜具有滲透破壞作用，對膠狀保護膜具有解膠破壞作用。②吸附作用。氯離子比某些鈍化劑更容易吸附，從而阻礙了鈍化過程。③電場效應。氯離子在金屬表面或在薄的鈍化膜上吸附，形成強電場，使金屬離子易於溶出。④形成配合物。氯離子與金屬可生成氯的配合物，加速金屬溶解。以上這些作用都能造成海水對金屬的高腐蝕性。一些耐大氣腐蝕的低合金鋼在海水中耐蝕性並不好，甚至不銹鋼在海水中也常因鈍態的局部破壞而遭受嚴重孔蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕。只有極少數易鈍化金屬，如鈦、鋯、鈮、鉭和哈氏合金等，才能在海水中保持鈍態。另外在高速流動的海水中，金屬材料容易發生衝擊腐蝕和空泡腐蝕。海水腐蝕的電化學過程具有下列特徵（2）海水腐蝕的陰極去極化劑主要是氧，陰極過程是腐蝕反應的控制性環節。在海水的pH條件下，陰極過程主要是氧的去極化。溶解氧的還原反應在Cu，Ag，Ni等金屬上比較容易進行，其次是Fe和Cr，在Sn，Al，Zn上因過電位較大，反應較困難。因此，Cu，Ag，Ni等金屬在溶氧量低的情況下是較穩定的金屬，而在溶氧量高和流速大的情況下腐蝕速度也是不小的。在含有大量H2S的污染海水中，還會發生硫化氫的陰極去極化作用。Cu，Ni是易受硫化氫腐蝕的金屬。Fe3+，Cu2+等高價重金屬離子也可促進陰極反應。由Cu2++2e→Cu的反應而析出的銅，能沉積在金屬表面成為有效的陰極。所以海水中如含有0.1×10-6以上濃度的Cu2+，就不宜使用鋁合金。（3）海水腐蝕的電阻性阻滯很小，異種金屬的接觸能造成顯著的腐蝕效應。海洋腐蝕區間的劃分：可按照浸入海水的深度通常是將海洋環境分為海洋大氣區、飛濺區、潮差區、全浸區和海泥區。鋼樁長試樣在海水中的腐蝕情況海洋大氣區的腐蝕遵循大氣腐蝕的規律。在飛濺區金屬表面常被充氣海水所潤濕，並受海水飛濺衝擊，腐蝕最為嚴重，該區的保護塗層也會較快地脫落破壞。潮差區的條件介於飛濺區和全浸區之間，在該區域內小塊試片的腐蝕行為和鋼樁等長尺試樣的腐蝕情況有很大差別，沒有一定的規律。全浸區的情況隨水深而不同。在淺水地帶的氧含量通常近於飽和，生物活性也很大，水溫又較高，腐蝕一般較嚴重。海泥區的介質條件較複雜，還常有厭氧性微生物存在。總的來說，鋼在海泥區的腐蝕較全浸區略為緩慢。合金全浸區腐蝕速度潮差區腐蝕速度/mm·a-1抗衝擊/mm·a-1腐蝕性能平均最大平均最大低碳鋼（無氧化皮）0.120.40.30.5劣低碳鋼（有氧化皮）0.090.90.21劣普通鑄鐵0.15—0.4—劣銅（冷軋）0.040.080.020.18不好頓巴黃銅（10%Zn）0.040.050.03—不好黃銅（70Cu—30Zn）0.05———滿意黃銅（22Zn—2Al—0.02As）0.020.18——良好黃銅（20Zn—1Sn—0.02As）0.04———滿意黃銅（60Cu—40Zn）0.06脫Zn0.02脫Zn良好青銅（5%Sn，0.1P）0.030.1——良好Al青銅（7%Al，2%Si）0.030.080.010.05良好金屬材料在海水中耐蝕性的比較表合金全浸區腐蝕速度潮差區腐蝕速度/mm·a-1抗衝擊/mm·a-1腐蝕性能平均最大平均最大銅鎳合金（70Cu—30Ni）0.0080.030.050.30.15%Fe，良好0.15%Fe，優秀鎳0.020.10.4—良好蒙乃爾（65Ni—31Cu—4（Fe+）0.030.20.50.25良好因科鎳合金（80Ni—13Cr）0.0050.1——良好Hastelloy（53Ni—19Mo—17Cr）0.0010.001——優秀Cr13鋼—0.28——滿意Cr17鋼—0.2——滿意Cr18Ni9—0.18——良好Cr28—Ni20鋼—0