材料腐蚀失效形式与机理
腐蚀及开裂机理
腐蚀减薄1 盐酸（HCl）腐蚀盐酸（HCl）腐蚀在大多数普通精炼工艺中都受到关注。
不同浓度的盐酸对许多普通制造材料都产生侵蚀作用，而且常常存在于自然条件中。
特别是当它与会更容易发生腐蚀。
奥氏体不锈钢常常发生点蚀，而且会形成隙间腐蚀及/或氯致应力腐蚀裂纹。
如果含有氧化剂，或不经过退火处理（主要是指将材料曝露于高温一段很长时间后，然后再慢慢冷却的热处理制程。
主要目的是：(1)释放应力，(2)增加材料延展性和韧性，(3)产生特殊显微结构。
），则会加快镍合金的腐蚀。
人们关注的是主要精炼设备上的盐酸腐蚀，它包括原油蒸馏，氢处理，和催化重整。
在原油蒸馏中水解镁和钙氯盐后形成了HCl盐酸。
在氢处理设备中，进料口处有机氯化物加氢作用时会产生HCl，或者HCl 随着碳氢化合物或氢进入设备，然后在流体管道中与水浓缩在一起。
在催化重整设备中，氯化物会被催化剂和碳氢化合物带走，导致流体管道或再生系统发生盐酸腐蚀。
2 高温硫/环烷酸腐蚀高温硫腐蚀是一种常见的均匀腐蚀，当温度超过400ºF就会发生。
这种腐蚀在加工油的过程中，常与环烷酸腐蚀同时发生。
而环烷酸腐蚀通常为局部腐蚀。
这些自然存在的物质可能本身就具有腐蚀性，当热分解转化成硫化氢后也会产生腐蚀。
在加氢设备中存在氢元素和催化剂，使硫化物转变为H2S。
由于含有硫物质，许多原油会产生环烷酸。
在蒸馏过程中，这些酸易浓缩成高沸点的成分，例如常压下的重柴油，常压残油和真空柴油。
这些酸也可能存在于真空残油中，酸性较低的多产生点蚀，而酸性较高的产生槽状或沟状腐蚀，而且腐蚀速度更快。
环烷酸可以改变或破坏材料的保护层（硫化物或氧化物），从而持续加快硫化腐蚀速率，甚至会直接破坏原材料。
3高温H2S/H2腐蚀高温H2S/H2腐蚀是一种常见的均匀腐蚀，当温度超过400ºF时就会发生。
这种硫化物腐蚀不同于高温硫/环烷酸腐蚀。
H2S/H2腐蚀发生在氢加工设备中，例如氢除硫工艺和氢裂化装置中，当硫化物通过催化剂与氢气反应可转化为硫化氢。
腐蚀的机理及其控制措施
腐蚀的机理及其控制措施腐蚀是一种难以避免的自然现象，它会导致材料的破损、失效，对工业制造和设备维护带来极大的困扰。
有许多因素会影响材料的耐腐蚀性能，其中包括环境条件、材料成分、加工和使用方法等等。
在本文中，我们将深入探讨腐蚀的机理，以及如何采取措施来控制它。
1. 腐蚀机理腐蚀是材料在接触化学环境时发生的一系列反应的结果。
在这些反应中，材料的原子或分子被氧化或还原，从而导致其电位和化学性质发生变化。
这些反应可以来源于氧化、酸化、盐类反应和生物作用等不同因素。
一种常见的腐蚀形式是金属腐蚀，它具有很高的经济和环境影响。
在一般情况下，金属的腐蚀反应包括四种反应类型：腐蚀反应、电化学反应、热量反应和生物腐蚀。
腐蚀反应是指金属在非电解质(如酸、碱)中的离子交换反应。
电化学反应通常发生于电解质中，其中金属通过与溶液中的电荷交换来腐蚀。
热反应通常是指金属快速氧化和燃烧等高温现象。
生物腐蚀是指一些微生物在特定条件下对金属的化学反应。
除此之外，在腐蚀机理的研究中，需要探讨腐蚀的成因，包括干燥腐蚀、隐蔽腐蚀和应力腐蚀等等，因为它们都会成为影响腐蚀的因素。
干燥腐蚀是指材料在干燥的环境中产生氧化物而腐蚀，在一些研究中可以通过控制清洁度来避免。
隐蔽腐蚀是指在材料内部发生的腐蚀过程，难以发现和处理。
应力腐蚀则是指金属在受到外界应力和化学环境共同影响下的腐蚀过程。
2. 腐蚀控制措施腐蚀虽然不可避免，但可以通过多种措施来降低腐蚀的风险和减缓腐蚀速度。
以下是几种常见的腐蚀控制措施：2.1 材料选择选用合适的耐腐蚀材料是一种很有效的腐蚀控制措施。
例如，在重化工行业中，选用防腐钢材料可以有效地降低设备和管道的腐蚀风险，从而延长使用寿命。
而在食品加工业中，采用不锈钢、铸铁等材料也可以有效地降低食品中的有害物质含量，提高食品的质量和安全性。
2.2 防腐涂料防腐涂料是一种常见的腐蚀控制方式。
涂料中含有具有防腐性能的化学物质，能够形成一层保护膜，保护金属材料不被化学环境侵蚀。
零件失效的形式与原因-精选文档
于其表面相对运动而在承载表面上不断出现材料损失的过 程。”
据统计有75%的汽车零件由于磨损而报废。因此磨损 是引起汽车零件失效的主要原因之一。
一、摩擦学基础理论
• ⒈摩擦理论；
Evaluation only. eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. • ⒉摩擦分类；
变形 化学腐蚀、电化学腐蚀、 穴蚀 过量弹性变形、过量塑性 变形
湿式汽缸套外壁麻点、孔穴
曲轴弯曲、扭曲，基础件（汽缸体、 变速器壳、驱动桥壳）变形
老化
龟裂、变硬
橡胶轮胎、塑料器件
三、零件失效的基本原因
⒈工作条件 包括零件的受力状况和工作环境； Evaluation only. ⒉设计制造 eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0 设计不合理、选材不当、制造工艺不 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. 当等； ⒊使用维修
形式只在某些特定条件下才会发生。
三、磨料磨损及其失效机理
定义：物体表面与硬质颗 • 磨料的来源； 粒或硬质凸出物（包括硬金属） 粒度为20μm～ 相互摩擦引起表面材料损失的 Evaluation only. 30 μm的尘埃将引起 现象称为磨料磨损；
eated with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0 曲轴轴颈、气缸表 Copyright 2019-2019 Aspose Pty Ltd. 面的严重磨损，而 在 各 类 磨 损 形 式 中 大 约 占 磨
金属贮罐腐蚀失效分析及预防措施(修改)
金属贮罐腐蚀失效分析及预防措施东北化工建设（大连）有限公司范业军摘要金属贮罐及辅属设施劣化最常见的形式是遭受各种腐蚀，针对金属贮罐中常出现的腐蚀失效形式及其产生原因进行分析，总结若干种金属材料贮罐的腐蚀防护措施，，并以一例腐蚀严重的液氯贮罐为例对抑制金属贮罐腐蚀的方法进行了讨论。
1．金属贮罐的主要腐蚀失效形式及原因金属贮罐及辅属设施劣化最常见的形式是遭受各种腐蚀，因此，对贮罐检查的主要目的就是要发现腐蚀的部位，并确定腐蚀的实际状况。
贮罐的外部腐蚀，主观的外部腐蚀最易发生在罐底，由此引出的问题也最严重。
罐底的铺垫物中可能含有能对罐底钢板产生腐蚀作用的物质，例如，铺垫的煤渣中会含有硫，当水气进入时就会产生很强的腐蚀作用；当铺垫的沙层中有粘土时，就会产生电偶腐蚀，在粘土集中的部位会产生腐蚀凹坑。
在作罐底铺垫层施工时，如果其排水系统处理不好，罐底就可能存水。
通常，通过向罐底注入沥青可以减轻这种不可预测的腐蚀。
如果罐内储存的介质有腐蚀性，且罐底有泄漏，那么泄漏出的介质积聚将会对罐的外部产生严重腐蚀。
虽然罐的安装位置高出地面，但是若其与基础的密封不好，也会使潮气进入罐底，在罐底与基础之间积聚，水分聚积的部位会加速罐底的腐蚀。
如果贮罐属埋地罐，那么在其罐壁的下部也易发生严重的腐蚀。
有时，当管的外保温与地表水相接触时，地表水可渗入保温层，并通过保温层扩散到罐壁，引起管壁的外部腐蚀。
大气会对贮罐的全部外表面产生程度不同的腐蚀作用。
大气环境越差，腐蚀越严重。
譬如，大气中的硫及其他酸性物质会以存积于贮罐外表面的形式对罐外表面产生腐蚀作用，如果贮罐及其辅助设施的外表面没有防腐油漆，那么这种大气所产生的腐蚀作用会对其外表面产生严重的腐蚀，任何表面漆层的起皮、裂口，都会使该处的金属因腐蚀物质的浓缩而成为腐蚀起源。
贮罐的结构形式也会对外部腐蚀产生影响。
譬如，老式的铆接式贮罐。
在其铆钉孔处往往容易形成因腐蚀介质浓缩而形成的缝隙腐蚀。
材料的腐蚀失效形式与机理
材料的腐蚀失效形式与机理材料的腐蚀失效是指材料在特定环境中，由于与介质的相互作用而发生结构破坏、性能下降或失去原有功能的现象。
腐蚀失效形式多种多样，包括点蚀、晶间腐蚀、面蚀、疲劳腐蚀、应力腐蚀裂纹等。
这些失效形式的背后有不同的腐蚀机理。
点蚀是指材料表面产生局部凹陷，通常呈圆形或坑状，直径从几个微米到数毫米，深度从亚微米到几百微米不等。
点蚀主要受介质的氧化性、酸度和温度等因素影响，一般发生在金属表面的氧化层上。
它的形成机理涉及到材料的局部电化学腐蚀过程，包括阳极溶解、阴极反应和局部电池腐蚀等。
晶间腐蚀是指局部晶界处或金属晶粒内部发生腐蚀现象。
晶间腐蚀通常是由于材料的晶界或金属晶粒内部间隙处存在特殊的化学环境，导致晶界或晶粒内部的原子被溶解出来。
这种腐蚀形式常见于不锈钢和高强度合金等金属材料，其机理涉及到晶间腐蚀敏感区域的析出物形成和腐蚀介质的侵入等。
面蚀是指材料表面连续性大面积消失的失效形式，通常是由于腐蚀介质与材料表面反应所致。
如金属表面遭受酸性溶液的腐蚀，溶液中的酸与金属表面的原子发生反应，从而导致金属离子溶解出来。
面蚀通常伴随着材料质量的明显损失，可以通过测量质量损失和材料厚度的减少来评估蚀损的程度。
疲劳腐蚀是指材料在交变应力作用下，在存在腐蚀介质的环境中发生疲劳失效。
疲劳腐蚀失效常常表现为材料表面出现裂纹，并逐渐扩展到内部，最终导致材料断裂。
疲劳腐蚀失效的机理涉及到腐蚀介质在裂纹尖端的浓聚、金属的动态应力强化、腐蚀产物的流失等因素。
应力腐蚀裂纹是指材料在受力的同时与腐蚀介质接触，引起裂纹形成和扩展。
应力腐蚀裂纹失效常见于高强度合金和不锈钢等材料，尤其是在高温、高湿度和高应力环境下。
其机理涉及到腐蚀介质的局部浸润和扩散，产生应力集中和材料内部的氢脆等。
综上所述，材料的腐蚀失效形式与机理是多种多样的，涉及到材料的电化学性质、晶体结构、应力状态、腐蚀介质特性和环境因素等。
对腐蚀失效形式和机理的深入研究有助于制定腐蚀防护策略，提高材料的耐腐蚀性能。
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施
酸性水汽提换热器管束腐蚀失效分析及预防措施1. 腐蚀机理酸性水汽提换热器在工作过程中，受到高温、高压、酸性气体的影响，容易产生腐蚀。
酸性气体对管束表面金属的电化学反应是导致管束腐蚀的主要机理之一。
在高温高压下，管束表面易形成缺陷，从而加剧了管束的腐蚀程度。
2. 腐蚀失效形式酸性水汽提换热器管束的腐蚀失效形式主要包括普通腐蚀、点蚀腐蚀、应力腐蚀裂纹和铬迁移等。
普通腐蚀是指管束表面均匀腐蚀，导致金属厚度减薄；点蚀腐蚀则是局部腐蚀引起管束表面出现小孔隙和凹痕；应力腐蚀裂纹是在受到应力的作用下，管束表面形成裂纹；铬迁移则是由于管束材料中的铬在高温高压下向金属表面迁移，导致金属变脆并且易于腐蚀。
3. 腐蚀失效影响酸性水汽提换热器管束腐蚀失效会导致管束表面金属物质的丧失，进而会影响管束的热传导性能和机械强度，严重时还会引起管束的破裂和泄漏，对生产和环境安全造成严重威胁。
二、预防措施1. 材料选择为了提高酸性水汽提换热器管束的抗腐蚀能力，应选择耐腐蚀材料，如不锈钢、镍合金等。
这些材料具有较强的耐腐蚀性能，能够有效抵抗酸性气体和高温高压环境的侵蚀。
2. 表面保护对于已经选择的管束材料，需要在其表面进行保护处理，形成一层保护膜，以减缓管束的腐蚀速度。
可以采用防腐漆涂层、热浸镀锌、镀层阳极保护等方式进行表面保护。
3. 温度和压力控制合理控制酸性水汽提换热器的工作温度和压力，可以有效减少管束的金属表面缺陷形成，避免或减缓管束腐蚀失效。
4. 定期维护检查定期对酸性水汽提换热器进行维护检查，及时发现管束腐蚀和损伤情况，可以采取相应的修复措施，以延长管束的使用寿命。
5. 禁止使用腐蚀性物质在酸性水汽提换热器的使用过程中，应禁止使用对管束具有腐蚀作用的物质，以减少管束的腐蚀失效风险。
6. 管束防腐蚀设计对于在酸性水汽提换热器中使用的管束，在设计阶段就应考虑到腐蚀失效的问题，进行合理的防腐蚀设计，如设置保护层、引入防腐蚀设备等。
应力腐蚀开裂机理
应力腐蚀开裂机理
应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking）是金属材料在特定的腐蚀环境和应力作用下形成的一种破坏形式，具有破坏速度快、隐蔽性强、危害性大等特点，严重影响材料的安全性和寿命。
应力腐蚀开裂是由腐蚀和拉应力共同作用下产生的破裂，通常分为两种类型：
1. 沿晶界发展的应力腐蚀开裂（IGSCC）：在晶界处发生的裂纹，裂纹沿着晶界扩展，并导致金属材料的局部或整体失效。
2. 穿晶破裂的应力腐蚀开裂（CTSCC）：裂纹穿透晶粒，从表面穿透到内部，破坏材料的整体性能，使其失效。
应力腐蚀开裂的机理非常复杂，需要满足生成环境中的三个阶段：
1. 腐蚀阶段：材料表面受到腐蚀，形成腐蚀产物和坑洞。
2. 应力阶段：在腐蚀和坑洞的基础上，材料内产生应力，如拉应力、压应力等。
3. 裂纹阶段：在应力和腐蚀共同作用下，材料内产生裂纹，并迅速扩展。
腐蚀失效的基本类型
金属与其表面接触的介质发生反应而造成的损坏称为腐蚀。
腐蚀失效的特点是失效形式众多，失效机理复杂。
腐蚀失效占金属机械构件失效事故的比例相当高，仅次于疲劳断裂。
尤其是在化工、石油、电站、冶金等工业领域中，其腐蚀失效的事故较多，造成的损失是巨大的。
因此对腐蚀失效的研究和预防在失效分析中是非常重要的工作。
1、均匀腐蚀失效----是最常见的一种腐蚀，又称全面腐蚀失效。
它的特征是在整个暴露的金属构件表面或相当大的面积上发生化学或电化学反应而被腐蚀，构件由于腐蚀减薄而最终失效。
均匀腐蚀耗费掉大量金属材料，但比其它腐蚀失效的危险度小，比较容易进行预测和防腐，当金属材料减薄至一定程度后就进行更换，不至于造成突然断裂，对于均匀腐蚀常用腐蚀速率：毫米/年(mm/a)来表示。
均匀腐蚀的防护措施：选择合适的材料，可降低腐蚀速率。
在金属表面涂覆耐蚀涂层或镀层。
在工况介质许可情况下，在接触环境中添加缓蚀剂。
采用阴极保护。
2、电偶腐蚀----在电解质中，两种不同的金属相接触，由于电位不同，构成一个微电池，严重腐蚀发生在电极电位低的阳极上。
在机械构件最多见的是在异金属的管子接头处，异金属螺栓或铆钉的连接处，异金属焊料的焊接处。
如加热水箱或锅炉一般用钢板制成，外接水管若用铜管，则水箱和锅炉很快被腐蚀报废。
电偶腐蚀的重要影响因素----大阴极与小阳极，如一艘高级游艇用钢制铆钉铆接蒙乃尔合金制作的壳体，在海水中使用仅几周，铆钉被腐蚀掉，船解体沉没。
电偶腐蚀预防措施：（1）尽可能使用电极电位接近的异金属连接。
（2）避免使用大阴极、小阳极。
（3）异金属连接处采用加绝缘材料。
（4）表面采用涂层或镀层，与腐蚀介质隔离。
3、腐蚀疲劳：在具有腐蚀性的介质中，金属材料的疲劳极限（或疲劳强度）显著降低。
腐蚀疲劳的机理较为复杂，通常认为，腐蚀疲劳是一种局部腐蚀与周期交变载荷共同作用下引起开裂的一个复杂过程。
腐蚀疲劳开裂的影响因素：较应力腐蚀更为复杂。
除材料本身及环境介质外，受力因素也相当复杂，应力幅值和频率对其影响很大。
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世界腐蚀损失巨大
1937年美国壳牌公司 (Shell Company) 推算出，世界 每年因腐蚀造成的金属材料损失至少1亿吨以上腐蚀损失 占各国GDP的2 - 4%。
我国腐蚀损失更惊人
据 2002年中国工程院咨询项目《中国工业和自然 环境腐蚀问题的调查和对策 》的统计，我国当年因腐蚀 造成的直接经济损失超过5000 亿元。2013 年7月， 某 院士说仅海洋腐蚀引起的经济损失，我国每年就超过1.5 万亿元人民币。
M＋ ＋Cl－→ MCl ( 点蚀坑内）
MCl ＋H2O →MOH ＋H＋ Cl－（点蚀坑外）
金属表面不均匀性，如划痕、凹陷、夹杂物等，往往是点 蚀的源点，介质中卤素离子和氧化剂（如溶解氧）同时存在时 容易发生点蚀，故氧化性氯化物如CuCl 2 、FeCl3 等是强烈的 点蚀剂。 钝化金属如 不锈钢、表面镀层金属 较易发生点蚀坑， 蚀坑小而深。 典型的点腐蚀形貌如图3-6 、图3-7 所示。
腐蚀机理和形式
2.1 腐蚀机理（corrosion mechanism）
腐蚀是指材料与环境发生化学反应或电化学反应所造成 的破坏（DIN 50900- 2002）。 按腐蚀反应机理，腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 化学腐蚀是指反应前后无电子转移，原子价数不发生增 减 ， 即反应过程没有电流的产生。 电化学腐蚀是材料表面与环境介质发生电化学反应而引 起的破坏。其特点是在腐蚀过程中有电流的产生， 反应前后 包含了电子转移、原子价数发生增减，这是典型的电化学反 应。
全面腐蚀和局部腐蚀
3.1 均匀腐蚀
均匀腐蚀是最普遍的腐蚀形式。 它是腐蚀介质均匀抵达 金属的各个表面上发生电化学反应, 宏观上表现为均匀减薄， 是典型的小阴极、大阳极 的腐蚀破坏形式。 电极反应 阳极 : Fe → Fen+ + ne ( 溶解） 阴极: : H2O +0.5O2 +2e → 2OH反应：Fe2+ +2OH- → Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O +O2 → 4Fe(OH)3 进一步反应： Fe2+→ Fe3++e Fe3++3H2O → Fe(OH)3 +3H+ H+ + H+ → H2 ↑
4.3 氢脆（ hydrogen embrittlement）
氢脆是由于氢离子扩散到金属内部形成固溶态或金属氢化 物，导致金属韧性下降和材料变脆的现象。
氢化物的析出，破坏了晶体结构的完整性，在外加应力作 用下局部引发了裂纹，材料变脆，这与应力腐蚀开裂有点相似， 只是应力腐蚀开裂出现在金属的阳极敏感区，氢脆出现在金属 阴极敏感区，有时称为氢致应力腐蚀开裂（HISCC ）。 氢脆是高强合金钢中经常出现的一种隐患。 在核电设备中，锆包壳在高温运行时，由于吸收腐蚀反应 生成氢，形成 ZrH1.5脆性相，最终加速包壳材料的老化和脆化。
图3 - 1 电化学腐蚀反应
图3 - 2 是均匀腐蚀的圆杆形貌
金属在大气中的腐蚀、高压蒸汽管的高温氧化等均属 于均匀腐蚀。 解决方法：可以通过表面涂耐蚀涂层或镀层、缓蚀剂、 阴极保护、合理的设计、选择合适的材料等加以防止。
3.2 电偶腐蚀 (galvanic corrosion)
电偶腐蚀，也称接触腐蚀或异金属间腐蚀。 当电解质溶液中有两种金属接触时，由于氧浓差效应，电 极电位较负的贱金属成为阳极, 较高的贵金属成为阴极，构成 了腐蚀电池，贵金属受到了保护，这种现象叫电偶腐蚀。其电 极反应与均匀腐蚀基本相同。
3.4 点腐蚀（pitting corrosion）
点腐蚀（点蚀）也叫孔蚀。它与缝隙腐蚀一样，是一种非 常局部的腐蚀形式， 与Cl－、F－等卤素离子有关 。它是一种 自催化过程，小孔内金属发生溶解，使孔内H+ 浓度增加， 虽 不发生氧的还原反应 ，但与小孔毗邻的表面，发生了氧的阴 极还原反应，使小孔可以迅速沿深度方向扩展。因而，点蚀 最具破坏性，隐蔽性强，在有Cl－ 存在的介质中最易发生点蚀。 它的反应式与缝隙反应类似，反应过程如下：
3.3 缝隙腐蚀（crevice corrosion ）
在腐蚀介质中，金属与金属或金属与非金属固体形成了 缝隙，宽度仅几十到几百个微米，电解质溶液进入了缝隙， 但又保持了溶液的停滞状态，由于缝隙表面和缝隙内部存在 氧的浓差，从而 形成了 腐蚀电池，见图3-5。而且，缝隙内 因活性阴离子移迁进去增多，使浸蚀性加剧，产生了缝隙腐 蚀。垢下腐蚀就是缝隙腐蚀的一种。 电极反应 阳极：M＋ ＋Cl－→ MCl ( 缝隙内 ） MCl＋H2O → MOH ＋H＋ Cl－ 阴极：H2O ＋0.5O2 ＋2e → 2OH－ （缝隙外）
有些金属对SCC 很敏感，一开始就受到拉应力如热应力、 冷加工、热加工等残余应力。当总应力超过某个临界应力值， 在腐蚀环境下就发生应力腐蚀开裂，产生裂纹、甚至断裂。 裂纹的起源点往往是点蚀或腐蚀小孔的底部。裂纹扩展 有沿晶界、穿晶或混合型三种。主裂纹通常垂直于主应力， 并伴有分叉裂纹，裂纹扩展速度极快。断口呈脆断特征。图 3-12 、图3-13是不锈钢SCC的裂纹形态。 在含氯离子的介质中，奥氏体不锈钢热交换器、蒸发器及 管道最易发生应力腐蚀开裂。 防止应力腐蚀开裂的方法 （1 ）将外加应力控制在临界开裂应力之下； （2 ）更换用对环境应力腐蚀开裂不敏感的材料； （3 ）电化学保护； （4 ）缓蚀剂。
(a) 形成机制
（ b ）缝隙腐蚀原理
图3- 5缝隙腐蚀机理
缝隙内作为阳极加速腐蚀，缝隙外作为阴极腐蚀较微。 随着缝隙内阴离子浓度和酸度增大，缝隙腐蚀扩展，最终留 下月牙型腐蚀形态（图3-4a ）。
缝隙腐蚀常发生在螺帽下、垫圈接触的法兰里面、搭接 接头、以及表面沉积物底部等部位。
解决和预防缝隙腐蚀的措施 （1 ）合理设计结构型式； （2 ）正确选材（普通 304 、316不锈钢易发生缝隙腐蚀）； （3 ）电化学保护； （4 ）应用缓蚀剂（一定量的磷酸盐、铬酸盐等；对钢、铜、 锌等的保护有效）。
材料的腐蚀失效形式与机理
某某某
腐蚀的危害性
腐蚀机理和形式 主要 内容
全面腐蚀和局部腐蚀 应力作用下的腐蚀 苛性腐蚀（碱脆）
腐蚀的危害性
基本概况
所有材料都会与周围的环境介质发生相互作用， 故腐蚀问题遍及各行各业，从日常生活、工业生产、 国防工业等等。 凡有金属使用的地方，就有各种类型的腐蚀问题。 尤其在工业生产中，因介质性质使腐蚀变得更为重。 腐蚀使完好的金属设备局部泄漏，导致报废，甚至 造成重大的人员伤亡事故，危害性极大。 因此，腐蚀问题一直是世界各国高度关注并应解 决的工程技术难题。
发生晶间腐蚀后，金属的外形尺寸几乎不变，大多数 仍保持金属光泽，但金属的强度和延性大大下降，冷弯后 表面出现裂纹，严重者还失去金属的光泽性。
对晶间腐蚀敏感部位腐蚀后进行断面金相分析，可以发现 晶界或毗邻区域发生了局部腐蚀甚至晶粒脱落，腐蚀沿晶界 发展，推进较为均匀。图3-10 、图3-11是典型的晶间腐蚀形 态。 在紧靠焊缝处的二边，发生了几个晶粒宽度的狭条状晶 热区，尤其在焊接接头 热影响区，由于晶界区贫铬出现了晶间腐蚀倾向。 在有色金属铝中，含少量的铁在晶界沉淀就会引起晶间 腐蚀；高强度铝合金因CuAl 2 化合物沉淀而强化，但在贫铜 和邻近金属间显著的电位差会导致晶间腐蚀。
图3 - 12 不锈钢 SCC 分叉裂纹
图3 - 13 SCC 的沿晶开裂（ 150 ×）
4.2 腐蚀疲劳（ corrosion fatigue）
腐蚀疲劳，即腐蚀疲劳开裂，是指金属在交变载荷 和腐蚀介质的共同作用下发生的脆性断裂。
腐蚀疲劳有以下几个特点：
（1）没有疲劳极限（ fatigue limit ）； （2）与应力腐蚀开裂不同，纯金属只要有腐蚀介质存在， 也会发生腐蚀疲劳； （3）金属的腐蚀疲劳强度与其耐蚀性有关； （4）腐蚀疲劳裂纹大多起源于表面或凹坑，裂纹源数量 较多，腐蚀疲劳裂纹主要是穿晶，也有沿晶开裂； （5）腐蚀疲劳开裂是脆性断裂，没有宏观的塑性变形， 断口面上有腐蚀物。
例如，碳钢管板与钛管间就会构成电偶腐蚀( 图3-3) ： 阳极 ：Fe → Fe2＋＋2e 阴极 ：1/2O2 ＋H2O＋2e → 2OH－ 反应 ： Fe2+ +2OH－ → Fe(OH)2 4Fe(OH)2 + 2H2O +O2 → 4Fe(OH)3 进一步反应： 3Fe2＋＋4H2O → Fe3O4 ＋8H+＋2e Fe2＋＋ → Fe3＋＋e Fe3＋＋3H O → Fe(OH) ＋3H+
钛材
碳钢
图 3-3 钛材与碳钢的电极电位序
图3-4 不同金属间的电极电位序（海水）
析氢反应 ：2H+＋2e → 2H 不同的金属材料之间的组合在工程中常常不可避免，发 生电偶腐蚀比较普遍。例如，钢制泵轴、阀杆与石墨垫料接 触处，钢受到了电偶腐蚀；换热器管子与铸铁、钢制管板的 接触处，管板被加速腐蚀。 不同金属在海水中的电极电位排序如图3-4所示。 利用金属间的电极电位差及其电偶腐蚀原理，可以通过 对贱金属与有用金属部件进行配对，以牺牲贱金属阳极来达 到保护阴极材料。例如，表面喷铝、镀锌的金属部件就是成 功应用的实例。 解决和预防电偶腐蚀的措施 （1 ）设计大阳极、小阴极的电偶组合或尽量让电偶序中 位臵靠近的材料放在一起； （2 ）表面涂层； （3 ）阴极保护，如外加电流、或者牺牲阳极块。
图3 -7 TP312 不锈钢点蚀形貌
图3-8 不锈钢在 NaCl 中的点腐蚀
图3-9 是另一种不锈钢（SUS317 ） 在有Cl- 溶液介质中浸泡形成点腐蚀的 另一形貌。
解决和预防点腐蚀的措施
图3-9 SUS317 在含有Cl - 水溶液 中浸泡形成的点蚀坑
（1）改善介质条件，降低 Cl－含量； （2 ）选用耐点腐蚀的合金材料，如双相钢； （3 ）钝化材料表面，提高钝化稳定性； （4 ）阴极保护，使不锈钢处于稳定钝化区。