金属材料的点腐蚀和缝隙腐蚀
金属材料的点腐蚀和缝隙腐蚀
点腐蚀和缝隙腐蚀(pitting and crevice corrosion)金属材料接触某些溶液,表面上产生点状局部腐蚀,蚀孔随时间的延续不断地加深,甚至穿孔,称为点腐蚀(点蚀),也称孔蚀。
通常点蚀的蚀孔很小,直径比深度小得多。
蚀孔的最大深度与平均腐蚀深度的比值称为点蚀系数。
此值越大,点蚀越严重。
一般蚀孔常被腐蚀产物覆盖,不易发现,因此往往由于腐蚀穿孔,造成突然性事故(见金属腐蚀)。
缝隙腐蚀是两个连接物之间的缝隙处发生的腐蚀,金属和金属间的连接(如铆接、螺栓连接)缝隙、金属和非金属间的连接缝隙,以及金属表面上的沉积物和金属表面之间构成的缝隙,都会出现这种局部腐蚀。
许多金属材料都能产生点蚀和缝隙腐蚀。
不锈钢、铝合金等靠钝化来增强耐蚀性的金属材料,也易产生点蚀和缝隙腐蚀。
许多环境介质都能引起金属材料的点蚀和缝隙腐蚀,尤其是含氯离子的溶液。
点腐蚀
金属表面的电化学不均匀性是导致点蚀的重要原因。
金属材料的表面或钝化膜等保护层中常显露出某些缺陷或薄弱点(如夹杂物、晶界、位错等处),这些地方容易形成点蚀核心。
金属浸入含有某些活化阴离子(特别是氯离子)的溶液中,只要腐蚀电位达到或超过点蚀电位(或称击穿电位),就能产生点蚀。
这是由于钝化膜在溶液中处于溶解以及可再度形成的动平衡状态,而溶液中的活化阴离子(氯离子)会破坏这种平衡,导致金属的局部表面形成微小蚀点,并发展为点蚀源。
例如不锈钢表面的硫化物夹杂的溶解,暴露出钢的新鲜表面,就会形成点蚀源。
点蚀的发展是一个在闭塞区内的自催化过程。
在有一定闭塞性的蚀孔内,溶解的金属离子浓度大大增加,为保持电荷平衡,氯离子不断迁入蚀孔,导致氯离子富集。
高浓度的金属氯化物水解,产生氢离子,由此造成蚀孔内的强酸性环境,又会进一步加速蚀孔内金属的溶解和溶液氯离子浓度的增高和酸化。
蚀孔内壁处于活化状态(构成腐蚀原电池的阳极),而蚀孔外的金属表面仍呈钝态(构成阴极),由此形成了小阳极/大阴极的活化-钝化电池体系,使点蚀急速发展。
缝隙腐蚀
是由缝隙内外介质间物质移动困难所引起的。
为此,缝隙的宽度应足够狭小。
它的发展也是一个闭塞区内的自催化过程。
例如处在海水等介质中的钢制零部件,在缝隙腐蚀的起始阶段,缝隙内外的金属表面都发生以氧还原作为阴极反应的腐蚀过程。
由于缝隙内的溶氧很快被消耗掉,而靠扩散补充又十分困难,缝隙内氧还原的阴极反应逐渐停止,缝隙内外建立了氧浓差电池。
缝隙外大面积上进行的氧还原阴极反应,则促进缝隙内金属阳极溶解。
缝隙内金属溶解产生过剩的金属阳离子(Me+),又使缝隙外的氯离子迁入缝隙内以保持电平衡。
随之而发生的金属离子水解,使缝隙内酸度增高,又加速了金属的阳极溶解(见图)。
点腐蚀和缝隙腐蚀的比较
点腐蚀和缝隙腐蚀两者的发展阶段的机理是一致的,但是它们的诱发机理和发生过程则有所不同。
前者是由于材料的钝态或保护层的局部破坏所引起,通过形成点蚀源而发展起来的;后者则是因介质的电化学不均匀性所引起,腐蚀一开始就在缝隙条件下受闭塞电池的作用。
从电极电位来看,发生和发展缝隙腐蚀的电极电位比点蚀更低。
从介质来看,缝隙腐蚀在不含氯离子的溶液中也会发生,而点蚀则多在含有特殊的活性阴离子条件下才会发生。
溶液中的氯离子浓度对两种腐蚀有很大的影响
通常是氯离子浓度愈高,点蚀和缝隙腐蚀发生的可能性也愈大,而且发展的速度也愈快。
其他卤族离子也有类似的影响。
一般溶液的温度愈高,产生点蚀和缝隙腐蚀的危险性也愈大。
防止措施
提高材料耐点蚀性的重要措施是添加适当的合金元素(如在不锈钢中添加钼),采取钝化处理及适当的热处理,降低金属材料中的夹杂物含量。
防止缝隙腐蚀的主要措施是在结构中要避免缝隙和能造成表面沉积的几何形状,要尽量用焊接代替铆接,采用非吸湿性材料做垫圈。
电化学保护对防止点蚀和缝隙腐蚀都有效。
采用合适的耐点蚀和耐缝隙腐蚀的金属材料也是防止点蚀与缝隙腐蚀的有效措施。
金属的腐蚀与防护
化学腐蚀
在外界环境中的水蒸气、酸碱等物质影响下,金属表面发生氧化还原反应,形成氧化物或其他化合物。例如,当铁暴露于氧和水中时,会形成铁锈(Fe₂O₃·nH₂O),这是一种典型的化学腐蚀现象。
电化学腐蚀
在一定条件下,例如在电解质溶液中,不同电位造成的电流分布变化,会导致金属表面上出现阳极区和阴极区。在阳极区,金属发生氧化反应而溶解,释放出电子;在阴极区,则发生还原反应,这一过程是通过离子在溶液中传递形成闭合回路,从而加剧了金属的整体损失。
三、影响金属腐蚀因素
影响木材及其抗风雨能力的重要因素有很多,包括:
环境湿度
高湿度会加速空气中的氧气、水分与金属的接触,加快氧化反应。因此,在潮湿环境下,金属更易受到腐蚀。
温度
氧化反应通常随着温度升高而境下金属更容易发生严重腐蚀。
pH值
环境中的酸碱程度直接影响着局部区域的电极电位。不同pH值下的介质对不同类型的金属具有不同程度的侵害。例如,低pH值(酸性环境)往往对铁等铸铁材料具有较强的侵袭性。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是由于电流在金属表面产生的不均匀分布而导致的。比如,当金属与不同电位的金属连接时,低电位部分会被加速腐蚀。
生物腐蚀
这种腐蚀是由微生物造成的,尤其是在水体中生活的微生物,会通过其代谢过程改变周围环境,从而促进了金属的腐蚀过程。生物膜或污垢层常常在这种情况下形成,进一步加速了腐蚀。
二、金属腐蚀机制
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属在环境的作用下,发生化学或电化学反应,导致其物理和化学性能劣化的过程。腐蚀不仅削弱了金属材料的强度、韧性,还可能引发结构失效,造成巨大的经济损失和安全隐患。因此,了解金属腐蚀的原理和机制,以及实施有效的防护措施,对于延长金属构件的使用寿命,提高工程安全性具有重要意义。
金属常见的金属腐蚀形式
TTS曲线清楚地表明被试验不锈钢敏化处理的温 度和时间范围。
1100
温 1000 度
点蚀的控制
缓蚀剂的应用:加入点蚀缓蚀剂是有 效手段之一。通常,点蚀的严重程度不 仅与溶液中的侵蚀性离子的浓度有关之 外,还与非侵蚀性离子的浓度有关。
点蚀的控制
电化学保护:对金属设备、装置采用 电化学保护是防止点蚀发生的较好措施。 阴极极化使电位低于保护电位Ep,使设 备材料处于稳定的钝化区。
点蚀的控制
镍:增加敏感性。
防止晶间腐蚀的措施
生产中常通过合金化、热处理及冷加工等 措施来控制合金晶界的吸附及晶界的沉淀,以 提高耐晶间腐蚀性能。如降低含碳量;加入适 量的钛和铌;适当热处理;采用适当的冷处理, 采用双向合金等。
晶间腐蚀的控制
基于奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是晶界产生贫铬 而引起的,控制晶间腐蚀可以从控制碳化铬在晶 界上沉积来考虑。通常可采用下述几种方法。 1、重新固溶处理 2、稳定化处理 3、采用超低碳不锈钢 4、采用双相钢
新钝化。使小孔腐蚀停止成长。
形核
在钝态金属表面上,点蚀核优先在一些敏感位 置上形成,这些敏感位置(即腐蚀活性点)包括: 晶界(特别是有碳化物析出的晶界),晶格缺陷 。 非金属夹杂,特别是硫化物,如FeS、MnS是 最为敏感的活性点。 钝化膜的薄弱点(如位错露头、划伤等)。
成长
影响点蚀的因素 材料因素 环境因素
镍在含有Cl- 、 Br- 、 I-的溶液中阳极极化时, 发生小孔腐蚀。不锈钢中Cr、Mo、N及Ni含量 增加,会提高对其对小孔腐蚀的耐蚀性。Cr提 高钝化膜的稳定性, Mo抑制金属溶解。
不锈钢的腐蚀方式与腐蚀性能
不锈钢的腐蚀方式与腐蚀性能⑴不锈钢的腐蚀方式简介在众多的工业用途中,不锈钢能提供令人满意的耐蚀性能。
根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂,点腐蚀,晶间腐蚀,腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。
①应力腐蚀开裂(SCC)应力腐蚀开裂是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的扩展而产生失效的一种形式。
应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。
发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是参与应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。
裂纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。
这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。
在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩展的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至一定的深度时(此处,承受荷载的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。
因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与显微缺陷的聚合想联系的“韧窝”区域。
通常是应力腐蚀开裂的基本条件是:弱的腐蚀介质,一定的拉应力和特定的金属材料构成的特定腐蚀系统。
下面将详细介绍这方面的内容。
a 仅当弱的腐蚀在金属表面形成不稳定的保护膜时,才可能发生应力腐蚀开裂。
实验结果表明:pH值降低将减弱奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂敏感性。
一般的结构用钢在中性pH 值和高pH值介质中,将发生不同机制的应力腐蚀开裂。
b 在一定的拉应力的应变条件下易产生腐蚀。
对Cr-Ni不锈钢的应力腐蚀开裂,应力(σ)和开裂时间(t s)关系一般认为符合1gt s=a+bσ方程,式中a,b为常数。
这表明所受应力越大,不锈钢产生应力腐蚀开裂的时间越短。
对不锈钢应力腐蚀开裂研究表明,存在产生应力腐蚀的临界应力值,常用σSCC表示。
8-点腐蚀缝隙腐蚀
二、缝隙腐蚀的特征
腐蚀介质包括酸性、中性或淡水介质,其中又以充气含氯 化物等活性阴离子溶液最为容易。
所有的金属或合金都会产生缝隙腐蚀。不锈钢等靠钝化耐 腐蚀的金属材料,愈易发生缝隙腐蚀。
与点蚀相比,同一种材料更易发生缝隙腐蚀。
缝隙的宽度必须在0.025-0.15 mm的范围内,有介质滞流在 缝内才会发生缝隙腐蚀。当宽度大于0.25 mm,介质不再处于滞 流状态,则不发生缝隙腐蚀。
2H+ + 2e- H2
(逐渐加强)
闭塞电池形成过程也是闭塞区的自腐蚀由吸氧腐蚀向析
氢腐蚀转变过程。
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四、点蚀的影响因素
1、环境因素 介质类型:金属发生点蚀的介质是特定的。
不锈钢在含卤素离子的溶液中腐蚀 黄铜在含硫酸根离子的溶液中腐蚀
氧化性金属离子促进点蚀,如:Fe3+、Cu2+、Hg2+能参与阴极 反应加速点蚀形成和发展。
课程回顾
R
K
A
FZen Cu
高阻电压表 V
参比电极
K开路时, Re ∞,I=0, 此 时测到的Cu和Zn的电位分别为 静止电位EeC(Cu),EeA(Zn) K闭路,电路欧姆电阻R减 小,电流I增大,阴极和阳极发 生极化:Zn电位正移,Cu电位 负移
K闭路,电路欧姆电阻R减 小Re 0变化,电流越大,供电 子的数量越多,阴极电位越负
区(又称为“钝化型阴极保护”)
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第三节 缝隙腐蚀
一、缝隙腐蚀的概念
金属部件在介质中,由于金属与金属(或非金属)之间 形成特别小的缝隙,使介质进入缝隙内而又处于阻滞状态而 引发的缝内金属的局部腐蚀。 缝隙的形成:
1)机器和设备上的结构缝隙 2)固体沉积(泥沙、腐蚀产物等)形成的缝隙 3)金属表面的保护模 (如瓷漆、清漆、磷化层、金属涂层)与金属 基体之间形成的缝隙
ASTM G48-2011(R2015)使用三氯化铁溶液做不锈钢及其合金的耐点腐蚀和抗缝隙腐蚀性试验的标准方法
ASTM G48-2011(R2015)使用三氯化铁溶液做不锈钢及其合金的耐点腐蚀和抗缝隙腐蚀性试验的标准方法(中文翻译版)本标准以固定名称G48发布;紧跟在名称后面的数字表示最初采用的年份,如果是修订,则表示最后修订的年份。
括号中的数字表示上次重新批准的年份。
上标(ε)表示自上次修订或重新批准以来的编辑性更改。
1.范围1.1本试验方法包括若干测定规程,用于测定不锈钢及其台金暴露于氯-氧化环境时的耐麻点和缝隙腐蚀性(见术语G15)。
介绍六种规程,命名为方法A、B、C、D、E和F。
1.1.1方法A——三氯化铁点腐蚀试验。
1.1.2方法B——三氯化铁缝隙腐蚀试验。
1.1.3方法C——镍基和铬包复合金的临界点腐蚀温度试验。
1.1.4方法D——镍基和铬包复合金的临界缝隙腐蚀温度试验。
1.1.5方法E——不锈钢的临界点腐蚀温度试验。
1.1.6方法F——不锈钢的临界缝隙腐蚀温度试验。
1.2方法A用于测定不锈钢和镍基、铬包复合金的相对耐点腐蚀性,方法B可用于侧定这些合金的耐麻点和缝隙腐蚀性。
方法C、D、E 和F可在标准三氯化铁溶液中,按导致不锈钢、镍基和铬包复合金各自开始点腐蚀和缝隙腐蚀的最低(临界)温度,为这些合金划分等级。
1.3这些试验可用于测定合金填加剂、热处理和表面光洁度对耐点腐蚀性和耐缝隙腐蚀性的影响。
1.4以SI单位表示的值被认为标准。
在括号中给出其它单位,仅供参考。
1.5本标准并不意味已提及与其使用相关的所有安全事项。
制定合适的安全和健康规范,确定规章限制的适用性,是本标准用户的职责。
2.引用文件2.1 ASTM标准A262检测奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性规范D1193试剂水技术规范E691进行实验室间研究以测定试验方法精度的规范E1338计算机化材料性能数据库中金属与合金识别指南G1制备、清洗和评估腐蚀拭验试样的规范G15与腐蚀和腐蚀试验相关的术语(2010年撤回)33该历史标准的最新批准版本在上引用。
材料腐蚀与防护第四章金属在各种环境中的腐蚀
2.大气腐蚀机理 大气腐蚀特点:金属表面处于薄层电解液下的腐蚀过程,符合
电化学腐蚀的一般规律。 (1)大气腐蚀的电化学过程 当金属表面形成连续的电解液薄层时,大气腐蚀的阴极过程主要 是氧去极化。
阴极过程:
阳极过程:
在薄的液膜下,大气腐蚀的阳极过程受到阻滞,因为氧更容 易到达金属表面,生成氧化膜或氧的吸附膜,使阳极处于钝态。
引起材料的破损称为大气腐蚀。 大气腐蚀是常见的一种腐蚀现象。据统计由于大气腐蚀而
损失的金属约占总的腐蚀量的50%以上,因在大气中使用的钢材 量一般超过其生产总量的60%。例如,钢梁、钢轨、各种机械设 备、车辆等都是在大气环境下使用。因此了解和研究大气腐蚀是 非常必要的。 1.大气腐蚀的分类
大气的主要成分不变,只有水分含量随地域、季节、时间 等条件而变化。根据金属表面潮湿度的不同,把大气腐蚀分为三 类:
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图4-2 抛光钢在不同大气环境中腐 蚀与相对湿度的关系
A-纯净空气 B-有(NH4)SO4颗粒,无SO2
C-仅0.01﹪SO2,没有颗粒 D-(NH4)SO4颗粒+0.01﹪SO2
E-烟粒+0.01﹪SO2
3)被硫酸铵和煤烟粒子污 染的空气加速金属腐蚀。
可见:在污染大气中,低于 临界湿度时,金属表面无水膜, 化学作用引起腐蚀,腐蚀速度很 小;高于临界湿度时,由于水膜 的形成,发生了电化学腐蚀,腐 蚀速度急剧增加。
图4-2 抛光钢在不同大气环境中腐蚀与相对湿 度的关系
A-纯净空气 B-有(NH4)SO4颗粒,无SO2
C-仅0.01﹪SO2,没有颗粒 D-(NH4)SO4颗粒+0.01﹪SO2
E-烟粒+0.01﹪SO2
2)在污染的空气中,空气的 相对湿度低于70%时,即使是长 期暴露,腐蚀速度也是很慢的。 但有SO2存在时,当相对湿度略 高于70%时,腐蚀速度急剧增加。
缝隙腐蚀
清理,去除污垢等。
2. 设计无法避免缝隙时,可采用阴极保护。例如在海水中, 采用牺牲锌极或镁极。但采取这种方法时,要注意氢脆
问题。
3. 改用合适材料,对于某些重要部件,可以改用抗缝隙腐 蚀能力较强的材料,比如高铬高钼的不锈钢等。
4. 由于缓蚀剂较难进入缝隙,所以可以在接合面上涂上加有 缓蚀剂的油漆。常用的缓蚀剂有硝酸盐,铬酸盐,硫酸盐 和碱性物质等。例如,对于钢材,使用加有 PbCrO4的油 漆,对于铝,使用加有ZnCrO4的油漆;对于金属片,可
相同之处:
由于几何形状或腐蚀产物在缝隙、蚀坑或裂纹出口处的 堆积,使腐蚀介质流动的通道闭塞。
耐蚀性依赖于钝态的金属材料在含氯化物的溶液中容易 发生,造成典型的局部腐蚀。 点蚀和缝隙腐蚀成长阶段的机理都可以用闭塞电池自催
化效应说明。
不同之处:
点蚀的闭塞区是在腐蚀过程中形成的,闭塞程度较大;缝 隙腐蚀的闭塞区在开始就存在,闭塞程度较小。
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀
缝隙腐蚀的定义
缝隙的种类
缝隙腐蚀的特征
缝隙腐蚀的形成条件&机理
点蚀和缝隙腐蚀的比较 缝隙腐蚀的影响因素 缝隙腐蚀的防止措施
缝隙腐蚀的定义
在腐蚀介质中的金属构件,由于金属与金属或金属与 非金属之间存在特别小的缝隙,造成缝内介质处于滞 流状态而发生的一种局部腐蚀形态称为缝隙腐蚀。
点蚀发生需要活性离子(如Cl- 离子),缝隙腐蚀则不需要。
形态:缝隙腐蚀广而浅、点蚀窄而深
产生原因:缝隙腐蚀介质的浓差、点蚀钝化膜的破坏
发生难易:缝隙腐蚀更易发生
缝隙腐蚀的防止措施
1. 合理设计,避免缝隙。例如:焊接优于铆接;对焊优于
搭焊;焊接必须保证质量,避免焊孔;螺钉接合结构,
点腐蚀与缝隙腐蚀
闭塞电池形成 随着腐蚀的进行,孔口介质 PH值逐渐升高,水中可溶 性盐转化为CaCO3沉淀。 结果绣层和垢层一起在孔口 堆积形成闭塞电池
影响因素
材料种类:自钝化材料容易产生点腐蚀 材料表面状态:不光滑、不清洁表面易产生点腐蚀 溶液组成及浓度: Cl-是点腐蚀的主要激发剂,随其浓度增 加,点腐蚀电位下降,点腐蚀易发生 溶液温度:温度升高, Cl-的反应能力增大,点腐蚀电位明
几何因素 缝隙宽度为0.025~0.1mm最容易发生腐蚀 环境因素 PH:缝隙内溶液PH下降使Cl-浓度增加,腐蚀加速 温度:温度升高,腐蚀加速
氧浓度:溶液中氧浓度增加,腐蚀加速
介质流速:流速适当增加,缝外含氧量增加,腐蚀加速;如有沉 积物,流速增大,缝隙腐蚀因沉积物冲掉而减轻
点腐蚀与缝隙腐蚀
• 腐蚀开始时,缝内外均发生阳极金属溶解,阴极吸 氧的电化学反应 • 介质在缝隙内滞留,缝隙内供氧不足,发生金属溶 解反应;缝外供养充足,发生阴极吸氧反应 • 正电荷在缝内聚集,促使Cl离子迁入以平衡电荷
• 金属氯化物水解,缝内酸度增加,在酸化自催化作 用下,腐蚀加速
• 金属表面钝化膜被破坏
影响因素
显降低,使点腐蚀加速
PH:酸性介质,PH影响不明显 溶液流速:静止溶液中易形成点腐蚀;随流速的增加,有利 于氧输送和钝化膜的建立,点腐蚀速度减小;流速增加到湍 流时,易发生磨损腐蚀。
缝隙腐蚀
金属之间或金属与非金属之间形成很小的缝 隙,使缝内介质处于静滞状态,从而引起缝 内金属加速腐蚀的局部腐蚀现象
蚀孔常沿重力方向或横向发展,具有“深挖”的倾向
一般过程
当介质中含有活性阴离子(如 Cl-)时,平衡被破坏,溶解 占优势,金属表面出现宏观可 见的蚀孔
金属材料腐蚀的分类
金属材料腐蚀的分类一般将腐蚀形态分为八类,分别是:①均匀腐蚀或全面腐蚀:腐蚀均匀分布在整个金属表面上。
镁合金牺牲阳极从重量上来看,均匀腐蚀代表金属的最大破坏。
但从技术观点来看,这类腐蚀形态并不重要。
因为如果知道了腐蚀速度,便可估算出材料的腐蚀公差,并在设计时将此因素考虑在内。
②电偶腐蚀或双金属腐蚀:凡具有不同电极电位的金属相互接触,并在一定介质中所发生的电化学腐蚀称为电偶腐蚀或双金属腐蚀。
③缝隙腐蚀:浸在腐蚀介质中的金属表面,在缝隙和其它隐蔽的区域内常常发生强烈的局部腐蚀.这种腐蚀常和空穴、垫片底面、措接缝、表面沉积物以及螺帽和铆钉下的缝隙内积存的步量静止溶液有关。
④小孔腐蚀(简称孔蚀):这种腐蚀的破坏主要集中在某些活性结点上,并向金属内部深处发展。
通常其腐蚀深度大于孔径,严重时可穿透设备。
⑤晶间腐蚀:这种腐蚀首先在晶粒边界上发生,并沿着晶界向纵深发展。
测试桩虽然外观没有明显的变化,但其机械性能大为降低。
⑥选择性腐蚀:合金中的某一组分由于腐蚀优先地溶解到电解质溶液中,铝热焊接从而造成另一组分富集于金属表面上。
⑦磨损腐蚀:腐蚀性流体和金属表面间的相对运动,引起金属的加速磨损和破坏。
一般这种运动的速度很高,同时还包括机械磨耗和磨损作用。
⑧应力腐蚀:应力腐蚀破坏是指在拉应力和一种给定腐蚀介质共存而引起的破坏。
金属或合金发生应力腐蚀破坏时,大部分表面实际不遭受腐蚀,只有一些细裂纹穿透内部,破坏现象能在常用的设计应力范围内发生,因此,后果很严重。
金属腐蚀又根据其发生的部位,可分为全面金属腐蚀和局部金属腐蚀两大类。
金属腐蚀还可按腐蚀环境分类,即分为化学介质腐蚀、大气介质腐蚀、海水介质腐蚀和土壤腐蚀等。
也可按腐蚀过程的特点,分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀三大类。
上述腐蚀分类方法虽。
常见的腐蚀形式
4、腐蚀介质能显示出晶
的电化学不均匀性
1、黄铜中的 锌优先溶解而 残留铜;2、
选择腐蚀 黄铜脱锌 (多元合 金中较活 泼组分或 负电性金 属的优先 石墨化腐蚀(灰 溶解) 铸铁中,铁素
体相为阳极,
溶解-沉积理 论(黄铜溶解>锌离子留在 溶液中->铜回 镀在基体上)
石墨为阴极, 铁北溶解,而
缓慢而均匀的过程
局部腐蚀只要有:点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择腐蚀、应力腐蚀、腐
腐蚀类型 定义
特征
机理
全面腐蚀
整个金属均发 生的腐蚀
可以是均匀腐蚀, 也可是不均匀腐蚀
合金成分、表面状态、介
成,ph值、温度——
点蚀表面直径等于
提高耐点蚀性能的合金元
点腐蚀
集中在金属表 面数十微米范 围内且向纵深 发展地腐蚀
或小于深度,有蝶 形浅孔,有窄深 形、有舌形。表面 易生成钝化膜的金 属材料,有特殊离 子的介质,电位大
由于土壤的组 成和性能的不 土壤腐蚀 均匀,极易构 成氧浓差电池 腐蚀。
氧去极化腐蚀,阳 充气不均匀、
极过程主要受金属 杂散电流、微 土壤的多相性,导电性,
离子化过程的难易 生物引起的腐 性,酸碱性。
程度控制。
蚀。
注:1、点腐蚀中,点蚀电位越正,耐点蚀性能越好,保护电位与点蚀电位越接近,
2、碳钢不能依靠自身形成保护膜,需加附加表面保护层,也可加铜、磷等合金元素
剩下的石墨被
沉积在铸铁表
面)
脆性断裂——无颈 1、阳极快速
应力与环境共 应力腐蚀 同作用下的腐
蚀
缩现象;2、断口 溶解理论; 呈黑色或灰黑色; 2、闭塞电池 3、晶间断裂呈冰 理论;3、膜 糖状花样,穿晶断 破裂理论(滑
