全面腐蚀与局部腐蚀精品PPT课件
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（3）蚀孔成核位置 金属材料表面组织和结构的不均匀性使表面钝化膜的某 些部位较为薄弱，从而成为点蚀容易形核的部位 晶界、夹杂、位错和异相组织
19
（4）蚀孔的孕育期 点蚀的孕育期 从金属与溶液接触到点蚀产生的时间 孕育期随溶液中Cl－浓度增加和电极电位的升高而缩短 Engell等发现低碳钢发生点蚀的孕育期 的倒数与Cl－浓 度呈线性关系。即： 1 k[Cl ]
3.1 3.2 点腐蚀 3.3 缝隙腐蚀 3.4 电偶腐蚀 3.5 晶间腐蚀 3.6 选择性腐蚀 3.7 应力腐蚀开裂 3.8 腐蚀疲劳 3.9 磨损腐蚀 3.10 氢损伤
1
3.1 全面腐蚀
2
按材料腐蚀形态
3.1.1 腐蚀的类型
全面腐蚀
•均匀腐蚀 •不均匀腐蚀
局部腐蚀
•点蚀（孔蚀） •缝隙腐蚀及丝状腐蚀 •电偶腐蚀（接触腐蚀） •晶间腐蚀 •选择性腐蚀
点蚀的断面形状 （a）窄深形（b）椭圆形 （c）宽浅形（d）皮下形 （e）底切形（f）水平形与
垂直形
点蚀的截面金相照片
11
点蚀的形貌
12
3.2.4 点蚀发生的条件 满足材料、介质和电化学三个方面的条件 (1) 点蚀多发生在表面容易钝化的金属材料上（如不锈钢、 Al及Al合金）或表面有阴极性镀层的金属上（如镀Sn、Cu 或Ni的碳钢表面） 当钝化膜或阴极性镀层局部发生破坏时，破坏区的 金属和未破坏区形成了大阴极、小阳极的“钝化-活 化腐蚀电池”，使腐蚀向基体纵深发展而形成蚀孔
e
21
闭塞电池的形成条件 在反应体系中具备阻碍液相传质过程的几何条件，如在
孔口腐蚀产物的塞积可在局部造成传质困难，缝隙及应 力腐蚀的裂纹也都会出现类似的情况 有导致局部不同于整体的环境 存在导致局部不同于整体的电化学和化学反应
22
蚀孔的自催化发展过程
点蚀一旦发生，蚀孔内外就会发生一系列变化： (a) 蚀孔外金属处于钝化态：
13
(2) 点蚀发生于有特殊离子的腐蚀介质中 不锈钢对卤素离子特别敏感，作用的顺序是：Cl－ >Br－>I－。这些阴离子在金属表面不均匀吸附易导致 钝化膜的不均匀破坏，诱发点蚀
14
(3)点蚀发生在特定临界电位（点蚀电位或破裂电位Eb)以上 具有活化-钝化转变行为的阳极极化曲线三个区域：
（a） E>Eb 将形成新的蚀孔，已有蚀孔 继续长大
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（1）钝化膜破坏理 论
当电极阳极极化时，钝化膜中的电场强度增加，吸 附在钝化膜表面上的腐蚀性阴离子（如 Cl－离子）因 其离子半径较小而在电场的作用下进入钝化膜，使 钝化膜局部变成了强烈的感应离子导体，钝化膜在 该点上出现了高的电流密度。
当钝化膜－溶液界面的电场强度达到某一临界值时， 就发生了点蚀
3
(1) 全面腐蚀 各部位腐蚀速率接近 金属的表面比较均匀地减薄，无明显的腐蚀形态差别 同时允许具有一定程度的不均匀性
(2) 局部腐蚀 腐蚀的发生在金属的某一特定部位 阳极区和阴极区可以截然分开，其位置可以用肉眼 或微观观察加以区分 同时次生腐蚀产物又可在阴、阳极交界的第三地点 形成
4
k－常数 [Cl－]在一定临界值以下，不发生点蚀
20
（5）蚀孔的生长（发展）
蚀孔内部的电化学条件发生了显著的改变，对蚀孔的生 长有很大的影响，因此蚀孔一旦形成，发展十分迅速
蚀孔发展的主要理论是以“闭塞电池” 的形成为基础， 并进而形成“活化-钝化腐蚀电池”的自催化理论
ClO2
ClO2
e
Fe2+ Fe2+
3.1.2 全面腐蚀 (1) 全面腐蚀 腐蚀分布于金属的整个表面，使金属整体减薄 (2) 全面腐蚀发生的条件 腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位，而且金 属的成分和组织比较均匀 (3) 腐蚀速率的表示方法 均匀腐蚀速率－失重或失厚 如通常用mm/a来表达全面腐蚀速率
5
(4) 全面腐蚀的电化学特点 腐蚀原电池的阴、阳极面积非常小，甚至用微观方法 也无法辨认，而且微阳极和微阴极的位置随机变化 整个金属表面在溶液中处于活化状态，只是各点随时 间（或地点）有能量起伏，能量高时（处）呈阳极， 能量低时（处）呈阴极，从而使整个金属表面遭受腐 蚀
6
比较项目 腐蚀形貌
腐蚀电池
电极面积 腐蚀极化图
wenku.baidu.com
全面腐蚀
腐蚀分布在整个金属 表面上
阴阳极在表面上变幻 不定，阴阳极不可辨 别 阴极=阳极
局部腐蚀
腐蚀破坏主要集中在一 定区域上，其它部分不 腐蚀 阴阳极在微观上可以分 别
阳极〈〈阴极
7
3.2 点蚀
8
3.2.1 点蚀的概念 点蚀又称孔蚀，是一种腐蚀集中在金属表面的很小范围内， 并深入到金属内部的小孔状腐蚀形态，蚀孔直径小、深度深 ，其余地方不腐蚀或腐蚀很轻微。通常发生在易钝化金属或 合金中，同时往往在有侵蚀性阴离子与氧化剂共存条件下发 生
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（2）吸附理论(吸附膜理论)
吸附理论认为蚀孔的形成是阴离子(如Cl－离子)与氧的竞 争吸附的结果
在除气溶液中金属表面吸附是由水形成的稳定氧化物离 子
一旦氯的络合离子取代稳定氧化物离子，该处吸附膜被 破坏，而发生点蚀
点蚀的破裂电位Eb是腐蚀性阴离子可以可逆地置换金属 表面上吸附层的电位。当E>Eb时，氯离子在某些点竞争 吸附强烈，该处发生点蚀
（b） Eb >E>Ep 不会形成新蚀孔，但原有蚀 孔将继续发展长大
（c） E≤Ep
原有蚀孔再钝化而不再发 展，也不会形成新蚀孔
点蚀电位Eb——在析氧电位以下由于点蚀而使电流密度急剧 上升的电位
保护电位Ep——逆向极化曲线与正向极化曲线相交点
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(或电流降至零)所对应的电位
3.2.5 点蚀机理 第一阶段——蚀孔成核（发生） 钝化膜破坏理论和吸附理论 第二阶段——蚀孔生长（发展） “闭塞电池” 的形成为基础，并进而形成“活化 －钝化腐蚀电池”的自催化理论
点蚀表面形貌和示意图
9
3.2.2 点蚀的危害 点蚀导致金属的失重非常小，由于阳极面积很小， 局部腐蚀速度很快，常使设备和管壁穿孔，从而导 致突发事故 对点蚀的检查比较困难，因为蚀孔尺寸很小，而且 经常被腐蚀产物遮盖，因而定量测量和比较点蚀的 程度也很困难 是破坏性和隐患性最大的腐蚀形态
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3.2.3 点蚀的形貌
（3）蚀孔成核位置 金属材料表面组织和结构的不均匀性使表面钝化膜的某 些部位较为薄弱，从而成为点蚀容易形核的部位 晶界、夹杂、位错和异相组织
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（4）蚀孔的孕育期 点蚀的孕育期 从金属与溶液接触到点蚀产生的时间 孕育期随溶液中Cl－浓度增加和电极电位的升高而缩短 Engell等发现低碳钢发生点蚀的孕育期 的倒数与Cl－浓 度呈线性关系。即： 1 k[Cl ]
3.1 3.2 点腐蚀 3.3 缝隙腐蚀 3.4 电偶腐蚀 3.5 晶间腐蚀 3.6 选择性腐蚀 3.7 应力腐蚀开裂 3.8 腐蚀疲劳 3.9 磨损腐蚀 3.10 氢损伤
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3.1 全面腐蚀
2
按材料腐蚀形态
3.1.1 腐蚀的类型
全面腐蚀
•均匀腐蚀 •不均匀腐蚀
局部腐蚀
•点蚀（孔蚀） •缝隙腐蚀及丝状腐蚀 •电偶腐蚀（接触腐蚀） •晶间腐蚀 •选择性腐蚀
点蚀的断面形状 （a）窄深形（b）椭圆形 （c）宽浅形（d）皮下形 （e）底切形（f）水平形与
垂直形
点蚀的截面金相照片
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点蚀的形貌
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3.2.4 点蚀发生的条件 满足材料、介质和电化学三个方面的条件 (1) 点蚀多发生在表面容易钝化的金属材料上（如不锈钢、 Al及Al合金）或表面有阴极性镀层的金属上（如镀Sn、Cu 或Ni的碳钢表面） 当钝化膜或阴极性镀层局部发生破坏时，破坏区的 金属和未破坏区形成了大阴极、小阳极的“钝化-活 化腐蚀电池”，使腐蚀向基体纵深发展而形成蚀孔
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闭塞电池的形成条件 在反应体系中具备阻碍液相传质过程的几何条件，如在
孔口腐蚀产物的塞积可在局部造成传质困难，缝隙及应 力腐蚀的裂纹也都会出现类似的情况 有导致局部不同于整体的环境 存在导致局部不同于整体的电化学和化学反应
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蚀孔的自催化发展过程
点蚀一旦发生，蚀孔内外就会发生一系列变化： (a) 蚀孔外金属处于钝化态：
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(2) 点蚀发生于有特殊离子的腐蚀介质中 不锈钢对卤素离子特别敏感，作用的顺序是：Cl－ >Br－>I－。这些阴离子在金属表面不均匀吸附易导致 钝化膜的不均匀破坏，诱发点蚀
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(3)点蚀发生在特定临界电位（点蚀电位或破裂电位Eb)以上 具有活化-钝化转变行为的阳极极化曲线三个区域：
（a） E>Eb 将形成新的蚀孔，已有蚀孔 继续长大
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（1）钝化膜破坏理 论
当电极阳极极化时，钝化膜中的电场强度增加，吸 附在钝化膜表面上的腐蚀性阴离子（如 Cl－离子）因 其离子半径较小而在电场的作用下进入钝化膜，使 钝化膜局部变成了强烈的感应离子导体，钝化膜在 该点上出现了高的电流密度。
当钝化膜－溶液界面的电场强度达到某一临界值时， 就发生了点蚀
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(1) 全面腐蚀 各部位腐蚀速率接近 金属的表面比较均匀地减薄，无明显的腐蚀形态差别 同时允许具有一定程度的不均匀性
(2) 局部腐蚀 腐蚀的发生在金属的某一特定部位 阳极区和阴极区可以截然分开，其位置可以用肉眼 或微观观察加以区分 同时次生腐蚀产物又可在阴、阳极交界的第三地点 形成
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k－常数 [Cl－]在一定临界值以下，不发生点蚀
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（5）蚀孔的生长（发展）
蚀孔内部的电化学条件发生了显著的改变，对蚀孔的生 长有很大的影响，因此蚀孔一旦形成，发展十分迅速
蚀孔发展的主要理论是以“闭塞电池” 的形成为基础， 并进而形成“活化-钝化腐蚀电池”的自催化理论
ClO2
ClO2
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Fe2+ Fe2+
3.1.2 全面腐蚀 (1) 全面腐蚀 腐蚀分布于金属的整个表面，使金属整体减薄 (2) 全面腐蚀发生的条件 腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位，而且金 属的成分和组织比较均匀 (3) 腐蚀速率的表示方法 均匀腐蚀速率－失重或失厚 如通常用mm/a来表达全面腐蚀速率
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(4) 全面腐蚀的电化学特点 腐蚀原电池的阴、阳极面积非常小，甚至用微观方法 也无法辨认，而且微阳极和微阴极的位置随机变化 整个金属表面在溶液中处于活化状态，只是各点随时 间（或地点）有能量起伏，能量高时（处）呈阳极， 能量低时（处）呈阴极，从而使整个金属表面遭受腐 蚀
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比较项目 腐蚀形貌
腐蚀电池
电极面积 腐蚀极化图
wenku.baidu.com
全面腐蚀
腐蚀分布在整个金属 表面上
阴阳极在表面上变幻 不定，阴阳极不可辨 别 阴极=阳极
局部腐蚀
腐蚀破坏主要集中在一 定区域上，其它部分不 腐蚀 阴阳极在微观上可以分 别
阳极〈〈阴极
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3.2 点蚀
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3.2.1 点蚀的概念 点蚀又称孔蚀，是一种腐蚀集中在金属表面的很小范围内， 并深入到金属内部的小孔状腐蚀形态，蚀孔直径小、深度深 ，其余地方不腐蚀或腐蚀很轻微。通常发生在易钝化金属或 合金中，同时往往在有侵蚀性阴离子与氧化剂共存条件下发 生
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（2）吸附理论(吸附膜理论)
吸附理论认为蚀孔的形成是阴离子(如Cl－离子)与氧的竞 争吸附的结果
在除气溶液中金属表面吸附是由水形成的稳定氧化物离 子
一旦氯的络合离子取代稳定氧化物离子，该处吸附膜被 破坏，而发生点蚀
点蚀的破裂电位Eb是腐蚀性阴离子可以可逆地置换金属 表面上吸附层的电位。当E>Eb时，氯离子在某些点竞争 吸附强烈，该处发生点蚀
（b） Eb >E>Ep 不会形成新蚀孔，但原有蚀 孔将继续发展长大
（c） E≤Ep
原有蚀孔再钝化而不再发 展，也不会形成新蚀孔
点蚀电位Eb——在析氧电位以下由于点蚀而使电流密度急剧 上升的电位
保护电位Ep——逆向极化曲线与正向极化曲线相交点
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(或电流降至零)所对应的电位
3.2.5 点蚀机理 第一阶段——蚀孔成核（发生） 钝化膜破坏理论和吸附理论 第二阶段——蚀孔生长（发展） “闭塞电池” 的形成为基础，并进而形成“活化 －钝化腐蚀电池”的自催化理论
点蚀表面形貌和示意图
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3.2.2 点蚀的危害 点蚀导致金属的失重非常小，由于阳极面积很小， 局部腐蚀速度很快，常使设备和管壁穿孔，从而导 致突发事故 对点蚀的检查比较困难，因为蚀孔尺寸很小，而且 经常被腐蚀产物遮盖，因而定量测量和比较点蚀的 程度也很困难 是破坏性和隐患性最大的腐蚀形态
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3.2.3 点蚀的形貌