金属常见的腐蚀形式ppt课件

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第四节 缝隙腐蚀
1 缝隙腐蚀：金属部件在介质中，由于金属 与非金属或金属与金属之间形成特别小的 缝隙，使缝隙内介质处于滞留状态，引起 缝内金属加速度腐蚀。 特点：极为普遍，金属与任何材料；
具有自钝化特性的材料易发生点蚀，钝 化膜局部有缺陷时，点蚀核在这些点上优 先形成。
材料的表面粗糙度和清洁度对耐点蚀能 力有显著影响，光滑和清洁的表面不易发 生点蚀。
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（2）介质成分 多数点蚀破坏是由氯化物和含氯离子引
起的。 在阳极极化条件下，介质只要含有一定
量的氯离子便可使金属发生点蚀。 氯离子——激发剂 氯离子浓度增加，点蚀更易发生。 在氯化物中，以含有氧化性金属离子的
第三章 金属常见的腐蚀形式
1 全面腐蚀与局部腐蚀 2 电偶腐蚀 3 点蚀 4 缝隙腐蚀 5 晶间腐蚀 6 力与环境联合作用产生的腐蚀破坏
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第一节 全面腐蚀与局部腐蚀
1 全面腐蚀：腐蚀分布在整个金属表面，腐蚀的分 布和深度相对较均匀。
腐蚀量大，腐蚀速度较稳定，危险性小，可预测；阴极阳 极为微电极，面积大致相等，反应速度较稳定。
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2 机理
点蚀为什么要有诱导期？为什么仅在极其 局部的区域内发生？
点蚀核的形成及材料表面状况
金属表面
膜不完整
钝化金属（钝化膜）：溶解—修复
➢ 基底金属与邻近完好钝化膜之间构成局部电池
（基底金属为阳极，钝化膜为阴极）→点蚀核→孔 口介质pH增大→有沉淀生成→ 孔口沉积形成闭塞 电池→保护穴位→酸度增加，腐蚀速度增大（自 催化酸化作用）→蚀坑增大→诱导期结束（进入 高速溶解阶段）
氯化物（CuCl2，FeCl3等）为强烈的点蚀 促进剂。
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（3）流速和温度 有流速或提高流速减轻或不发生点蚀。
好处：增大流速有助于溶解氧向金属表面的 输送，使钝化膜容易形成和修复；减少沉积 物及氯离子在金属表面的沉积和吸附，从而 减少点蚀发生的机会。 坏处：流速过高，会对钝化膜起冲刷破坏作 用，引起磨损腐蚀。
Fe2++2Cl- →FeCl2
FeCl2+2H2O → Fe(OH)2+2HCl → 酸性增加导致金属的更大溶解→ Fe(OH)2在孔口氧化为Fe(OH)3疏松沉淀→ 氯离子不断向孔内迁移→水解pH下降→ 环境不断恶化——由闭塞电池引起孔内酸化 从而加速腐蚀的作用，称“自催化酸化作用”
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3 影响因素：材料，介质成分，流速和温度 （1）材料
➢ 含义：电偶序按非平衡可逆体系的稳定电位排列 电动序按纯金属在平衡可逆的标准条件下
测得的电极电位排列 ➢ 用途：电偶序判断在一定介质中两种金属耦合时
产生电偶腐蚀的可能性（阳极？阴极？） 电动序判断金属的腐蚀倾向
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使用电偶序的注意事项： （1）根据相对位置√ 具体数据？
不涉及腐蚀速度 （2）同一组内的金属或合金电位数值相差不大，无

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以不锈钢在氯化钠溶液中点蚀为例
• 蚀孔内金属电位较负，阳极； • 蚀孔外金属电位较正，阴极；
——活态-钝态腐蚀电池 （大阴极/小阳极）
孔内（阳极）：Fe→Fe2++2e Cr→Cr3++3e Ni→Ni2++2e
孔外（阴极）： ½O2+H2O+2e →2OH——宏观腐蚀电池
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• 孔内金属离子浓度增加→氯离子向孔内迁移
并尽量避免大阴极/小阳极的面积组合； （2）施工中可考虑在不同金属的连接处加以绝
缘。（法兰连接处用绝缘材料的垫片） （3）涂料涂覆在阴极性金属，减小阴极面积； （4）缓蚀剂，减缓介质的腐蚀性； （5）设计时要考虑到易于腐蚀的阳极部件在维
修时易于更换或修理。
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第三节 点蚀
1 点蚀：破坏主要集中在某些活性点上并向 金属内部深处发展，腐蚀深度大于孔径， 而其他地方几乎不腐蚀或腐蚀轻微。 特点：孔径小，金属损失量小；蚀孔产生 有诱导期；自催化作用下加速进行，破坏 性和隐患较大；蚀孔沿重力方向生长；点 蚀经常发生的具有自钝化性能的金属或合 金上，并在含氯离子的介质中更易发生。
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（3）介质导电性 • 介质的电导率高，则较活泼金属的腐蚀可
能扩展到距接触点较远的部位，即有效阳 极面积增大，腐蚀不严重。 • 在电解质溶液中，如果没有维持阴极过程 的溶解氧，氢离子或其他氧化剂，不能发 生电偶腐蚀。如在封闭热水体系中，铜与钢的
连接不产生严重的腐蚀。
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4 防止 （1）设计时尽量采用电偶序中相近的金属元素，
➢ 两种金属的电极电位相差越大，电偶腐蚀 越严重。
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2 电偶序
电位较负的金属是阳极，加速腐蚀
电位较正的金属是阴极，受到保护
➢判断 标准电极电位→腐蚀电位→电偶序
×
（稳定电位） √
电偶序：根据金属（或合金）在一定条件 下测得的稳定电位的相对大小排列而制成
的表。 （p43 Tab.3-1）
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电偶序与标准电动序区别：
显著电偶效应，可联合使用 （3）表上方的金属或合金电位低于下方的，两种耦
合的金属位置距离越远，电位差值越大，阳极金 属（电位较负）腐蚀程度显著增加。 （4）腐蚀介质的导电性：介质导电性差，电阻大， 电偶腐蚀电流不易分散而集中在阳极上，腐蚀加 剧。
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3 影响因素 （1）环境
电偶腐蚀中一般较不耐蚀的金属是阳极，但环境 不同电位有时出现逆转。(Tab.3-2) （2）面积效应 电偶腐蚀电池中阴极和阳极面积之比对腐蚀过程 的影响。 阴、阳极面积比的增大与阳极的腐蚀速度呈直线 函数关系，增加极为迅速。 大阳极-小阴极，阳极腐蚀速度较慢； 大阴极-小阳极，阳极腐蚀速度加剧。
2 局部腐蚀：腐蚀主要集中在金属表面某些局部区 域，其余大部分区域几乎不腐蚀。
腐蚀的分布和深度很不均匀，金属损失总量不大，危险性
很大，突发性破坏。
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第二节 电偶腐蚀
1 电偶腐蚀（异金属接触腐蚀）：当两种具 有不同电位的金属相互接触（或通过电子 导体连接），并浸入电解质溶液时，电位 较负的金属腐蚀速度变大，而电位较正的 金属腐蚀速度减缓。 主要因素：不同的金属的不同电位
介质温度升高，会使低温下不发生点蚀 的材料发生点蚀。
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4 防止 （1）从材料角度出发
①选用耐点蚀合金（钼、高纯不锈钢） ②保护表面膜 ③增加壁厚延长蚀孔穿透时间 （2）从环境、工艺角度出发 尽量降低介质中氯离子、溴离子及氧化性金属 离子的含量。 （3）添加缓蚀剂 （4）控制流速（滞流或缺氧下易发生点蚀） （5）电化学保护—阴极保护