常见的局部腐蚀
缝隙腐蚀机理：
a) 氧浓差电池的形成促进缝隙腐蚀的开始；
b) 闭塞电池的形成，使蚀坑深化和扩展。
缝隙腐蚀与孔蚀的比较
4 晶间腐蚀
腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻 近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微。 这种腐蚀使晶粒间的结合力大大减小，严
重时可使机械强度完全丧失。不易检测，危害
性很大。 不锈钢、铝合金、镁合金、镍基合金等都 是晶间腐蚀敏感性强的材料。在受热情况下使 用或焊接过程都会造成晶间腐蚀的问题。
常见的腐蚀性细菌
（1）喜氧菌（嗜氧性菌）
嗜氧菌引起的腐蚀，常常是它们产生的代谢产物具
有腐蚀性。如氧化铁杆菌常与硫杆菌共生，它可以把二
价铁氧化成三价铁：
4Fe(OH)2 + 2H2O +O2= 4Fe(OH)3 依靠这个反应获得生长代谢所需能量。生成的三价铁可 以使硫化物氧化成硫酸盐。
（2）厌氧菌
应力腐蚀的特征 a) 在应力和腐蚀介质的共同作用下产生，二者相互 促进，且缺一不可。 b) 金属与合金发生应力腐蚀时，仅在局部区域出现 由表及里的腐蚀裂纹。腐蚀裂纹分为：晶界、穿晶、 混合型。 c) 在主干裂纹延伸的同时还有若干分支同时发展。 裂纹出现在最大拉应力垂直的平面上。 d) 破裂断口呈现脆性断裂的特征。
阴阳极面积比，介质的电导率是影响电 偶腐蚀的重要因素。 一般阴阳极面积比越大，作为阳极体的 金属腐蚀速度也越大。 对于全面腐蚀，一般来说介质的电导率 越大腐蚀速率越大。但对于电偶腐蚀，介质
电导率不仅影响溶液电阻，更影响腐蚀发生
的区域。
2 点蚀（孔蚀）
在金属表面的局部区域，出现向深处发 展的腐蚀小孔（直径数十微米，孔深度≥孔 径），其余部分不出现腐蚀或腐蚀很轻微。 一般只有表面有钝化膜的金属会出现这 种腐蚀形态。如不锈钢、铝和铝合金、钛和
硫酸盐还原菌（SRB），将硫酸盐还原为硫化物， 包括硫化氢。 SRB作用的反应机理可简单描述为： Fe – 2e Fe2+ （阳极反应）
8H2O 8H+ + 8OH8H+ +8e 8H（阴极保护） SO42- + 8H S2- + 4H2O （细菌引起的阴极去极化） Fe2+ + S2- FeS （腐蚀产物） 3Fe2+ + 6OH- 3Fe(OH)2 （腐蚀产物）
应力腐蚀的条件
应力必须是拉应力，其来源可以是金属内部的残余 应力，也可以是使用中所承受的各种应力。 构成一定材料发生应力腐蚀的介质是特定的介 质，不是任意的介质。即构成一个应力腐蚀的体系 要求一定的材料与一定的介质互相组合。例如：软 钢-NaOH，硝酸盐；奥氏体不锈钢-氯化物溶液，高 温高压蒸馏水。
某奥氏体 Cr-Ni钢的 沿晶应力 腐蚀开裂
某奥氏体 Cr-Ni钢的 穿晶应力 腐蚀开裂
-黄铜在含氨硫酸铜溶液中的应力腐蚀开裂 左：pH=9.4的情况，呈穿晶型，初期为沿晶型破坏。 右：pH=7.3的情况，呈沿晶型破坏。
6 腐蚀疲劳
金属材料在循环应力或脉动应力和腐蚀介质的共同 作用下所引起的腐蚀形态，称为腐蚀疲劳。 金属产生腐蚀疲劳时，局部产生宏观腐蚀裂纹。 和纯机械疲劳相比，腐蚀疲劳的危害性更大。因为， 机械疲劳只有在疲劳极限之上才会产生，而腐蚀疲 劳却可以在极低的循环应力作用下发生。
腐蚀疲劳的特征 a) 表面容易观察到短而粗的裂纹群，容易在原有的蚀
坑或蚀孔的底部开始，也可以从金属表面的缺陷部位
开始。
b) 裂纹多半穿越晶粒发展，只有主干没有分支，裂纹 前沿较钝，扩散速度没有应力腐蚀快。 c) 绝大多数的金属和合金在交变应力的作用下都可以 产生腐蚀疲劳，不要求特定的介质。在点蚀介质中更 易发生。
7 磨损腐蚀
由于介质的运动速度大，或介质与金属构件的 相对运动速度大，导致金属局部表面遭受严重的腐 蚀破坏，简称磨蚀。
流动介质可以是气体、液体、或含有固体颗粒、 气泡的液体等。绝大多数的金属与合金都难免遭受 这类腐蚀的损坏。
主要包括：湍流腐蚀和空泡腐蚀。
8 细菌腐蚀
细菌生命活动的结果间接对腐蚀的电化学过程 产生影响，由此引起的局部腐蚀为细菌腐蚀。细菌 主要以如下四种方式影响腐蚀过程： （1）新陈代谢产物的腐蚀作用； （2）生命活动影响电极反应的动力学过程； （3）改变金属所处环境的状况； （4）破坏金属表面保护性的非金属覆盖层或缓蚀 剂的稳定性。
2 点蚀（孔蚀）
孔蚀机理： 孔蚀必须经历：孔蚀诱发与孔蚀发展阶段。 孔蚀产生的必备条件：钝化体系，临界Cl-浓 度，临界温度，孕育（诱发）时间 孔蚀发展的机理：闭塞电池+酸化自催化机理 Fe – 2e → Fe2+ Fe2+ + 2Cl- → FeCl2 FeCl2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+ + 2Cl-
钛合金等。
小孔腐蚀发展阶段示意图
点蚀发生于易钝化的金属。由于钝化的表面通常存在 局部缺陷，一些破坏钝化膜的活性离子（主要是卤素离子） 与配位体易于吸附在这些部位，引起钝化膜的局部破坏。此 时，微小破口处暴露的金属成为阳极，周围钝化膜成为阴极。 阳极电流高度集中使腐蚀迅速向内发展，形成蚀孔。 蚀孔形成后，孔外被腐蚀产物堵塞，内外的对流和扩 散受到阻滞，孔内形成独特的闭塞区（闭塞阳极），孔内的 氧迅速耗尽，只剩下金属腐蚀的阳极反应，阴极反应完全移 到孔外进行。因此孔内很快积累了带正电的金属离子并发生 水解，产生的H+使pH降低。为了保持电中性，带电的Cl-将 从孔外迁入孔内，Cl-浓度增高，其配位作用使金属更不稳 定。孔内的H+和Cl-形成强腐蚀性的盐酸，酸环境使蚀孔内 壁处于活性状态，成为阳极，而孔外的金属表面仍处于钝态 成为阴极，构成由小阳极/大阴极组成的活化态-钝化态体系， 致使蚀孔加速发展。以上过程具有自催化加速效应。
极电位的金属构成的宏观腐蚀电流，引起电位较低
的金属加速腐蚀，而同时对电位较高的金属起阴极
保护作用。
镀Zn板（阳极镀层）
马口铁（即镀锡薄 板）（阴极镀层）
活泼金属Zn充当牺 牲阳极，为已暴露 的Fe基体提供电子， 使其作为阴极免受 腐蚀。
较为惰性的金属Sn 从已暴露的Fe基体 得到电子，使其充 当阳极，加速了铁 基体的腐蚀。
3 缝隙腐蚀
金属部件在介质中，由于金属与金属或金属 与非金属之间形成很小的缝隙（ 0.0250.1 mm），使缝隙内介质处于滞留状态，引起缝内 金属的加速腐蚀。（机理为闭塞电池）。 宽度大于0.1 mm的缝隙，缝内介质不至于
形成滞留，也就不会形成这种腐蚀 法兰连接面、螺母压紧面、焊缝气孔、 锈层等，他们与金属的接触面上无形中形成了 缝隙；砂泥、积垢、杂屑等沉积在金属表面上， 无形中也会形成缝隙。 几乎所有的金属和合金都会产生缝隙腐 蚀。几乎所有的介质，包括中性、接近中性、 以及酸性的介质都会引起缝隙腐蚀，但又以充 气的含活性阴离子的中性介质最易发生。
5 应力腐蚀开裂（SCC）
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。 工程中常用的金属材料，如不锈钢、铜合 金、碳钢和高强度钢等，在特定介质中都有可 能产生应力腐蚀。按照腐蚀条件的苛刻程度， 材料可在几分钟或几年内破裂。 在腐蚀过程中，材料先出现微裂纹后再扩 展为宏观裂纹。裂纹一旦形成，其扩展速度很 快。
总反应: 4Fe + SO42- + 4H2O FeS + 3Fe(OH)2 + 2OH-
常见的局部腐蚀
1 电偶腐蚀 2 点蚀（孔蚀） 3 缝隙腐蚀 4 晶间腐蚀 5 应力腐蚀 6 腐蚀疲劳 7 磨损腐蚀 8 细菌腐蚀
1 电偶腐蚀
异种金属在同一介质中接触，由于金属的电极 电位不等，构成腐蚀电池，有电偶电流流动，使电 位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐 蚀。
电偶腐蚀的本质是：在电解质溶液中，不同电
1Cr18Ni9Ti不锈钢的晶间腐蚀金相照片
晶间腐蚀机理 贫化理论：对不锈钢和钼铬镍合金是贫铬 论，对铝铜合金为贫铜论。 以不锈钢为例，不锈钢在出厂前，为了得 到均相固溶体，经过了固溶处理（加热至 10501150 C,然后进行淬火）。这一过程 使晶界的含铬量低于晶粒本身，形成贫铬 区（低于钝化所必需的限量12%）。这样 在腐蚀介质中会产生活化态-钝态微电偶电 池，并具有大阴极小阳极面积比，导致晶 界腐蚀。
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全面腐蚀与局部腐蚀
D点蚀程度
点蚀程度可用点蚀系数或点蚀因子来表示:
点蚀系数=最大腐蚀深度/平均腐蚀深度
点蚀因子= P/d
图3-3 最深点蚀、平均侵蚀深度及点蚀 因子的关系。
3.2.3 影响点蚀的因素及预防措施
3.2.3.1 材料因素
1)合金元素的影响 不锈钢中Cr是最有效提高耐 点蚀性能的合金元素。
随着含Cr量的增加，点蚀电位向正方向移动。 如与Mo、Ni、N等合金元素配合，效果最好。
孔内 阳极反应：Fe→Fe+2 + 2e
(3-5)
孔外 阴极反应：1/2 2H2O + 2e → 2OH- (3-6) 孔口 pH值增高，产生二次反应：
Fe+2 + 2OH- → Fe(OH)2
Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → Fe(OH)3 ↓
(3-7) (3-8)
Fe(OH)3沉积在孔口形成多孔的蘑菇状壳层。 使孔内外物质交换因难，孔内介质相对孔外介质 呈滞流状态。
局部腐蚀类型，主要有点蚀(孔蚀)、缝隙腐蚀、 晶间腐蚀、选择腐蚀，应力腐蚀、腐蚀疲劳、湍 流腐蚀等。
3.1.1 全面腐蚀的特征
全面腐蚀是常见的一种腐蚀。全面腐蚀是指整个 金属表面均发生腐蚀，它可以是均匀的也可以是 不均匀的。
钢铁构件在大气、海水及稀的还原性介质中的腐 蚀一般属于全面腐蚀。
全面腐蚀一般属于微观电池腐蚀。通常所说的铁 生锈或钢失泽．镍的“发雾”现象以及金属的高 温氧化均属于全面腐蚀。
B点蚀发生的条件
1) 表面易生成钝化膜金属材料，如不锈钢、 铝、铅合金：或表面镀有阴极性镀层的金 属，如碳钢表面镀锡、铜、镍等。
2) 在有特殊离子的介质中易发生点蚀，如 不锈钢在有卤素离子溶液中易发生点蚀。
5 局部腐蚀
氧 浓 8 度 升 6 毫 克
4 2
缝隙宽度: 1
2 3
Байду номын сангаас
3.5mm
2.7mm 2.0mm
-0.9
铝合金
-0.7
( / )
-0.5
1 2
-0.1
0
3 0 12 24 36 48
0.1
2
4
6 8 氧浓度(毫克/升)
时间(小时)
缝隙内海水中氧浓度的变化
玻璃-钛缝隙
海水中氧的浓度对铝合金 和钛合金电位的影响
• • • • • • 1.中性盐雾试验（NSS） 35℃，NaCl浓度50g/L，pH7，连续喷雾 2.醋酸盐雾试验（ASS） 在NSS的盐水中加入适量冰醋酸，pH3.2 3.铜加速醋酸盐雾试验（CASS） 在ASS溶液中加入0.26g/L CuCl2.H2O
pH值
在较宽的pH值范围内，孔蚀电位Eb与溶液pH值 关系不大。当pH﹥10，随PH值升高，孔蚀电位增 大，即在碱性溶液中，金属孔蚀倾向较小。 温度 温度升高，金属的孔蚀倾向增大。当温度低于某 个温度，金属不会发生孔蚀。这个温度称为临界 孔蚀温度(CPT) ，CPT愈高，则金属耐孔蚀性能 愈好。
溶液中阳离子和气体
• 氧化性金属阳离子：Fe 3+、Cu 2+等与侵 蚀性Cl—等共存时，它们的电位往往高于 点蚀电位，如同溶液中的O2等氧化剂一 样，是有效的阴极去极化剂，因此可以 促进点蚀。因此FeCl3、CuCl2等常用于点 蚀的加速腐蚀实验。
5.3 缝隙腐蚀
缝隙腐蚀是指腐蚀破坏发生在金属表面上的缝 隙部位，在缝隙内区域，腐蚀破坏形态可以是 蚀孔，蚀坑，也可能是全面腐蚀。 • 缝隙种类 (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。
《常见的局部腐蚀》课件
《常见的局部腐蚀》PPT 课件
欢迎来到《常见的局部腐蚀》课程！在这个课件中，我们将深入探讨常见的 局部腐蚀类型、形成原因、预防措施、案例分析、实验方法和破坏机理。让 我们开始吧。
ห้องสมุดไป่ตู้
常见的局部腐蚀类型
• 点蚀 • 缝蚀 • 晶间腐蚀 • 电化学腐蚀
局部腐蚀的形成原因
1 腐蚀介质
介质的酸碱性、含氯量等因素影响了局部腐蚀的形成。
使用显微镜观察材料表面的微观腐蚀结 构。
常见的局部腐蚀材料破坏机理
金属腐蚀 孔洞形成 应力腐蚀开裂
晶界腐蚀 过氧化物腐蚀 电化学腐蚀
结论和总结
局部腐蚀是一种常见的材料损坏形式，对各行各业都有重要的影响。通过了 解不同类型的局部腐蚀、预防措施和实验方法，我们能够更好地保护材料并 延长其使用寿命。
常见的局部腐蚀案例分析
金属管道
局部腐蚀在金属管道上的表现和 影响。
汽车电池
局部腐蚀对汽车电池的影响及如 何延长使用寿命。
铁钉
局部腐蚀对铁钉的强度和牢固性 的影响。
常见的局部腐蚀实验方法
1
盐雾实验
用盐雾环境模拟局部腐蚀的条件进行实
电化学测量
2
验。
通过测量电流和电位来研究材料的腐蚀
行为。
3
显微镜观察
2 材料特性
材料的抗腐蚀性能、晶粒度、含杂质等因素也会导致局部腐蚀的发生。
3 应力
应力会促使局部腐蚀的发生，特别是在应力集中区域。
局部腐蚀的预防措施
选择合适的材料
使用抗腐蚀性能好的材料，如 不锈钢。
保持材料表面清洁
定期清洗和维护材料表面，防 止腐蚀物聚集。
添加防腐涂层
使用特殊的防腐涂层来提供额 外的保护。
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常见的局部腐蚀类型
• 点蚀 • 缝蚀 • 晶间腐蚀 • 电化学腐蚀
局部腐蚀的形成原因
1 腐蚀介质
介质的酸碱性、含氯量等因素影响了局部腐蚀的形成。
使用显微镜观察材料表面的微观腐蚀结 构。
常见的局部腐蚀材料破坏机理
金属腐蚀 孔洞形成 应力腐蚀开裂
晶界腐蚀 过氧化物腐蚀 电化学腐蚀
结论和总结
局部腐蚀是一种常见的材料损坏形式，对各行各业都有重要的影响。通过了 解不同类型的局部腐蚀、预防措施和实验方法，我们能够更好地保护材料并 延长其使用寿命。
常见的局部腐蚀案例分析
金属管道
局部腐蚀在金属管道上的表现和 影响。
汽车电池
局部腐蚀对汽车电池的影响及如 何延长使用寿命。
铁钉
局部腐蚀对铁钉的强度和牢固性 的影响。
常见的局部腐蚀实验方法
1
盐雾实验
用盐雾环境模拟局部腐蚀的条件进行实
电化学测量
2
验。
通过测量电流和电位来研究材料的腐蚀
行为。
3
显微镜观察
2 材料特性
材料的抗腐蚀性能、晶粒度、含杂质等因素也会导致局部腐蚀的发生。
3 应力
应力会促使局部腐蚀的发生，特别是在应力集中区域。
局部腐蚀的预防措施
选择合适的材料
使用抗腐蚀性能好的材料，如 不锈钢。
保持材料表面清洁
定期清洗和维护材料表面，防 止腐蚀物聚集。
添加防腐涂层
使用特殊的防腐涂层来提供额 外的保护。
金属腐蚀类型
金属腐蚀类型金属腐蚀是指金属表面与周围环境发生化学反应，导致金属的物理和化学性质发生改变，最终导致金属失去原有功能的过程。
金属腐蚀是一种常见的现象，对工业生产和日常生活都有重要影响。
本文将介绍几种常见的金属腐蚀类型，并探讨其产生的原因及防治措施。
一、电化学腐蚀电化学腐蚀是最常见的金属腐蚀类型之一，也是最具破坏力的一种。
它是由于金属与电解质溶液中的氧、水和其他物质发生电化学反应而引起的。
电化学腐蚀的原理是基于电化学原理，即金属在电解质中发生氧化和还原反应，形成电流。
电化学腐蚀的速率受到多种因素的影响，如温度、湿度、pH值和金属的纯度等。
为了防止电化学腐蚀，可以采取多种措施。
首先，可以通过涂层或镀层来保护金属表面，阻止金属与电解质接触。
其次，可以使用抗腐蚀合金或高纯度金属来替代易腐蚀的金属。
此外，定期清洁金属表面，及时修复和更换腐蚀严重的部件也是有效的防腐措施。
二、化学腐蚀化学腐蚀是指金属与化学物质直接接触而发生的腐蚀反应。
化学腐蚀可以是酸性、碱性或盐性的，不同的化学物质对金属的腐蚀性也不同。
一些化学物质如酸、碱、氧化剂和盐等都具有强腐蚀性，能迅速侵蚀金属表面。
为了防止化学腐蚀，需要正确选择金属材料，避免与腐蚀性物质接触。
此外，可以采用涂层、包覆、阻隔等方法来隔离金属与化学物质的接触。
另外，在使用化学物质时，应严格遵守操作规范，避免事故发生。
三、局部腐蚀局部腐蚀是指金属表面的局部区域受到腐蚀，而其他区域未受到腐蚀的现象。
常见的局部腐蚀类型包括点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀裂纹等。
局部腐蚀通常是由于金属表面受到破坏，形成微观差异，导致局部区域更易于腐蚀。
为了防止局部腐蚀，可以采取多种措施。
首先，可以改变金属的组成和结构，增加其抗腐蚀性。
其次，可以使用保护层或涂层来保护金属表面，减少局部腐蚀的发生。
此外，加强金属的维护和保养，定期检查和修复潜在的腐蚀问题也是非常重要的。
金属腐蚀是一种常见而严重的问题，对工业和生活都有很大的影响。
5-4 局部腐蚀-2
•缝隙尺寸 缝隙尺寸
造成缝隙腐蚀的缝隙是狭缝， 造成缝隙腐蚀的缝隙是狭缝，一般认
0.1毫米范围。 为其尺寸在0.025 ∼ 0.1毫米范围。宽
度太小则溶液不能进入，不会造成缝内 度太小则溶液不能进入， 腐蚀；宽度太大则不会造成物质迁移困 腐蚀； 难，缝内腐蚀和缝外腐蚀无大的差别。 缝内腐蚀和缝外腐蚀无大的差别。
●●
腐蚀因素
（1）SCC对环境有选择性 SCC对环境有 （2）氧化剂的存在有决定性作用 氧化剂的存在有决定性作用 （3）温度有着重要的影响。一般来说，温 温度有着重要的影响。一般来说， 有着重要的影响 度升高，材料发生SCC的倾向增大。 SCC的倾向增大 度升高，材料发生SCC的倾向增大。 干湿交替环境使有害离子浓缩，SCC更 使有害离子浓缩 （4）干湿交替环境使有害离子浓缩，SCC更 容易发生。 容易发生。
同孔蚀） 评定方法 （同孔蚀）
氧 浓 度 升 毫 克 6 8
缝隙宽度: 缝隙宽度: 1
2 3
3.5mm 2.7mm 2.0mm
铝合金
4
1 2
2 3 0
12
24
36
48
2
4
6 度
8
时间(小时 时间 小时) 小时
缝隙
度
缝隙
度
主体溶液Cl-浓度(ppm) 主体溶液Cl-浓度(ppm) Cl
104
100~200 1000 10000
(4) 裂缝方向宏观上和拉引力垂直，其形态 裂缝方向宏观上和拉引力垂直， 宏观上和拉引力垂直 有晶间型，穿晶型，混合型。 有晶间型，穿晶型，混合型。 的破断时间tf (5) SCC有孕育期，因此 有孕育期，因此SCC的破断时间 的破断时间 可分为孕育期，发展期和快断期三部分。 可分为孕育期，发展期和快断期三部分。 (6)发生 (6)发生SCC的合金表面往往存在钝化膜或 发生 的合金表面往往存在钝化膜或 其他保护膜， 其他保护膜，在大多数情况下合金发生 SCC时均匀腐蚀速度很小，因此金属失 时均匀腐蚀速度很小，因此金属失 时均匀腐蚀速度很小 重甚微。 重甚微。
No5模块三常见的腐蚀类型任务一全面腐蚀与局部腐蚀任务二局部腐蚀一电偶腐蚀点蚀共18页
2、培养理论联系实际的观念。
2019/11/14
3
任务一 全面腐蚀与局部腐蚀
一、全面腐蚀
1、概念
全面腐蚀亦称为均匀腐蚀指腐蚀作用以基本相同的速度在
整个金属表面同时进行。如碳钢在强酸、强碱中发生的腐蚀一
般都是全面腐蚀。
2、特点 腐蚀分布相对较均匀 金属的腐蚀量较大 腐蚀速度较稳定，设备的寿命可以预测
Fe（OH）2＋O2 →Fe（OH）3↓ 由于介质中的Cl－不断向孔内迁移，形成 的FeCl2不断水解，孔内PH值越来越低， 导致金属更多的溶解。这种由闭塞电池
引起孔内酸化从而加速腐蚀的作用，称 2为01“9/11自/14催化酸化作用”。
不锈钢在充气的氯化钠 溶液中的点蚀示意图
14
任务二 局部腐蚀—点蚀
H＋＋OH－ → H2O c.添加缓蚀剂
在循环水体系中，添加缓蚀剂可防止点蚀的发生。
d.控制流速
控制适当的流速可防止点蚀。
e.电化学保护
采201用9/11电/14化学保护方法也可控制点蚀。
16
【思考与讨论】
教材P54：思考题第1～3题 1、全面腐蚀和局部腐蚀有哪些区别？ 2、什么是电偶腐蚀、电偶序？ 3、什么是点蚀？特征有哪些？
Cl－向孔内迁移后与蚀孔内的Fe2＋生成 FeCl2，FeCl2再水解生成Fe（OH）2与 HCl。 Fe2＋ ＋2 Cl－ → FeCl2 FeCl2＋H2O → Fe（OH）2 ↓＋2HCl
酸性的增加会导致金属更多的溶解，而
Fe（OH）2在蚀孔处再次氧化成Fe（OH）3 而呈疏松的沉积，无多大保护作用。
【作业】 教材P55：习题第2题019/11/14
电偶腐蚀原理示意
6
任务二 局部腐蚀—电偶腐蚀
腐蚀与防腐复习题
《腐蚀与防腐》综合复习资料（二）一、填空题1.列举四种常见的局部腐蚀（）、（）、（）和（）。
2.影响土壤腐蚀性的重要因素有（）、（）和（）等。
3.形成微电池的因素重要有（）、（）、（）和（）。
4.原电池的电化学过程是由（）、（）和（）构成的。
5.浓差电池有（）和（）两种形式。
6.辅助阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。
7.双电层是由（）和（）构成的。
8.阳极极化的因素有（）、（）和（）。
9.吸氧腐蚀是以（）的（）反映为（）极过程的腐蚀。
10.惯用的防腐办法有（）、（）、（）和（）。
11.石油沥青防腐层的最小厚度分别为：普通级（）、加强级（）和特加强级（）。
12.实施阴极保护的基本条件是（）、（）、（）和（）。
13.钢铁的阴极保护准则为（）（相对于（）参比电极）。
14.辅助阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。
15.扩大阴极保护区的办法有（）和（）。
16.牺牲阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。
17.阳极保护的三个基本参数为（）、（）和（）。
18.现在为大多数人所接受的解释缓蚀作用机理的理论有（）、（）和（）。
19.当在管道上任意点的管地电位较自然电位（）向偏移（） mV 或管道附近土壤电位梯度不不大于（） mV/m，拟定有直流干扰。
20.四种排流办法分别是（）、（）、（）和（）。
21.平衡电位是指当金属电极于溶液界面的电极过程建立起平衡反映，平衡过程涉及两个含义：（）、（）。
22.腐蚀原电池的腐蚀电流大小，取决于 4 个因素：（）、（）、（）和_ （）。
23.阴极放氢的反映式：（）、（）。
24.实践中用的最多的防腐蚀办法基本上分为：（）、（）、（）、（）。
25.去除钝化膜的办法大致能够分为（）和（）两种。
26.（）是腐蚀的原动力。
27.（）表达了阳极保护正常操作时耗用电流的多少，同时也决定了金属在阳极保护时的腐蚀速度。
第三章 局部腐蚀
0C)
18 Cr) 缝隙 CPT Mo
流动状态
在流动介质中金属不容易发生孔蚀， 在流动介质中金属不容易发生孔蚀， 而在停滞液体中容易发生， 而在停滞液体中容易发生，这是因为介质 流动有利于消除溶液的不均匀性，所以输 流动有利于消除溶液的不均匀性， 送海水的不锈钢泵在停运期间应将泵内海 水排尽。 水排尽。
在钝态金属表面上，蚀孔优先在一些敏感位置 在钝态金属表面上，蚀孔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 包括： 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 特别是有碳化物析出的晶界)， 晶界 特别是有碳化物析出的晶界 ，晶格缺陷 。 特别是硫化物 硫化物,如 非金属夹杂 特别是硫化物 如FeS、MnS，是 、 ， 最为敏感的活性点。 最为敏感的活性点。 钝化膜的薄弱点 如位错露头、划伤等)。 的薄弱点(如位错露头 钝化膜的薄弱点 如位错露头、划伤等 。 孕育期： 孕育期：1/τ=K[Cl-]
几
25-13-1MO-N
与 海 水 温 度 的 关 系
种 不 锈 钢 的 孔 蚀 电 位
( ( ( ( 系 ) ) ) )
蚀 1.6 电 位 （伏 1.2 ） 0.8
孔
孔蚀临界Cl 离子浓度与 孔蚀临界Cl-离子浓度与Cr 含量的关系
[H+]=iN 孔蚀临界Cl 孔蚀临界 -离 铬含量（%） 铬含量（ ） 子浓度（N） 子浓度（ ）
缝隙形成
机器和设备上的结构缝隙 机器和设备上的结构缝隙 结构 固体沉积 泥沙 腐蚀产物等)形成的缝 固体沉积(泥沙、腐蚀产物等 形成的缝 沉积 泥沙、 隙。 金属表面的保护模 如瓷漆 清漆、 如瓷漆、 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 化层、金属涂层 与金属基体之间形成的 缝隙。 缝隙。
18 Cr) 缝隙 CPT Mo
流动状态
在流动介质中金属不容易发生孔蚀， 在流动介质中金属不容易发生孔蚀， 而在停滞液体中容易发生， 而在停滞液体中容易发生，这是因为介质 流动有利于消除溶液的不均匀性，所以输 流动有利于消除溶液的不均匀性， 送海水的不锈钢泵在停运期间应将泵内海 水排尽。 水排尽。
在钝态金属表面上，蚀孔优先在一些敏感位置 在钝态金属表面上，蚀孔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 包括： 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 特别是有碳化物析出的晶界)， 晶界 特别是有碳化物析出的晶界 ，晶格缺陷 。 特别是硫化物 硫化物,如 非金属夹杂 特别是硫化物 如FeS、MnS，是 、 ， 最为敏感的活性点。 最为敏感的活性点。 钝化膜的薄弱点 如位错露头、划伤等)。 的薄弱点(如位错露头 钝化膜的薄弱点 如位错露头、划伤等 。 孕育期： 孕育期：1/τ=K[Cl-]
几
25-13-1MO-N
与 海 水 温 度 的 关 系
种 不 锈 钢 的 孔 蚀 电 位
( ( ( ( 系 ) ) ) )
蚀 1.6 电 位 （伏 1.2 ） 0.8
孔
孔蚀临界Cl 离子浓度与 孔蚀临界Cl-离子浓度与Cr 含量的关系
[H+]=iN 孔蚀临界Cl 孔蚀临界 -离 铬含量（%） 铬含量（ ） 子浓度（N） 子浓度（ ）
缝隙形成
机器和设备上的结构缝隙 机器和设备上的结构缝隙 结构 固体沉积 泥沙 腐蚀产物等)形成的缝 固体沉积(泥沙、腐蚀产物等 形成的缝 沉积 泥沙、 隙。 金属表面的保护模 如瓷漆 清漆、 如瓷漆、 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 化层、金属涂层 与金属基体之间形成的 缝隙。 缝隙。
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
常见的局部腐蚀
常见旳腐蚀性细菌
（1）喜氧菌（嗜氧性菌） 嗜氧菌引起旳腐蚀，经常是它们产生旳代谢产物具
有腐蚀性。如氧化铁杆菌常与硫杆菌共生，它能够把二 价铁氧化成三价铁：
4Fe(OH)2 + 2H2O +O2= 4Fe(OH)3 依托这个反应取得生长代谢所需能量。生成旳三价铁能 够使硫化物氧化成硫酸盐。
（2）厌氧菌 硫酸盐还原菌（SRB），将硫酸盐还原为硫化物，
小孔腐蚀发展阶段示意图
点蚀发生于易钝化旳金属。因为钝化旳表面一般存在 局部缺陷，某些破坏钝化膜旳活性离子（主要是卤素离子） 与配位体易于吸附在这些部位，引起钝化膜旳局部破坏。此 时，微小破口处暴露旳金属成为阳极，周围钝化膜成为阴极。 阳极电流高度集中使腐蚀迅速向内发展，形成蚀孔。
蚀孔形成后，孔外被腐蚀产物堵塞，内外旳对流和扩 散受到阻滞，孔内形成独特旳闭塞区（闭塞阳极），孔内旳 氧迅速耗尽，只剩余金属腐蚀旳阳极反应，阴极反应完全移 到孔外进行。所以孔内不久积累了带正电旳金属离子并发生 水解，产生旳H+使pH降低。为了保持电中性，带电旳Cl-将 从孔外迁入孔内，Cl-浓度增高，其配位作用使金属更不稳 定。孔内旳H+和Cl-形成强腐蚀性旳盐酸，酸环境使蚀孔内 壁处于活性状态，成为阳极，而孔外旳金属表面仍处于钝态 成为阴极，构成由小阳极/大阴极构成旳活化态-钝化态体系， 致使蚀孔加速发展。以上过程具有自催化加速效应。
金属产生腐蚀疲劳时，局部产生宏观腐蚀裂纹。 和纯机械疲劳相比，腐蚀疲劳旳危害性更大。因为， 机械疲劳只有在疲劳极限之上才会产生，而腐蚀疲 劳却能够在极低旳循环应力作用下发生。
腐蚀疲劳旳特征
a) 表面轻易观察到短而粗旳裂纹群，轻易在原有旳蚀 坑或蚀孔旳底部开始，也能够从金属表面旳缺陷部位 开始。 b) 裂纹多半穿越晶粒发展，只有主干没有分支，裂纹 前沿较钝，扩散速度没有应力腐蚀快。 c) 绝大多数旳金属和合金在交变应力旳作用下都能够 产生腐蚀疲劳，不要求特定旳介质。在点蚀介质中更 易发生。