金属材料及其防腐措施分析

金属材料及其防腐措施分析

近年来金属材料的应用范围不断扩大，在金属材料应用过程中，需要对腐蚀问题给予充分重视，针对金属材料的腐蚀机理，采取切实可行的防腐措施，从而提高金属材料的使用寿命，确保其机械性能的有效发挥。

标签：金属材料；腐蚀；防腐措施

在当前许多领域中都会应用到金属材料，但在金属材料使用过程中，由于受到各种外部因素的影响，金属材料腐蚀现象十分常见，而这种腐蚀会对金属材料造成较大的损害，影响材料性能的发挥，因此需要做好金属材料的防腐工作，更好的发挥出金属材料的性能，确保其使用寿命的延长。

1 金属材料概述

金属材料多以金属元素或以金属元素作为主要构成，并具备金属特性的材料，日常我们所应用的金属材料多以纯金属、合金、金属化合物及特种金属材料为主。金属材料性能也主要是指其机械性能，具体可分为工艺性能和使用性能。工艺性能是金属材料在机械零件加工制造过程中在冷、热加工条件下所表现出来的性能，工艺性能直接关系到其在制造过程中加工成形的适应能力。但由于金属材料加工时所处条件不同，这也使其工艺性能会存在一定的差异。金属材料在使用过程中所表现出来的性能即是其使用性能，使用性能的好坏直接关系到金属材料的使用范围和使用寿命。

机械制造业中所使用的机械零件多为金属材料，其使用条件多处于常温、常压及非强烈腐蚀性介质中，而且在使用过程中需要承受不同的荷载，当荷载作用于金属材料上时，金属材料需要具备较好的抵抗破坏的能力，即金属材料的机械性能，这也是金属材料设计过程中的重要依据，在具体设计过程中或是选材时，需要针对外加载荷性质来选择适宜的金属材料机械性能，如强度、塑性等。外加载何性质不同情况下对金属材料的强度和塑性也具有不同的要求。

2 金属材料的腐蚀

当金属材料与周围介质发生接触时，避免不了会发生化学或是电化学反应，从而造成金属材料的腐蚀现象发生，一旦金属材料出现腐蚀现象，则会导致设备出现跑、冒、滴、漏及污染环境等问题发生，严重时还会引发功能通过事故，造成资源和能源的极大浪费。当前金属材料腐蚀主要以化学腐蚀及电化学腐蚀为主，但不管发生哪种形式的腐蚀，在腐蚀过程中，组成金属材料的金属原子都会被氧化，从而转化为金属阳离子。

2.1 化学腐蚀

当金属材料与非电解质发生接触时，会直接引化化学作用，这是一种纯氧化

和还原的纯化学反应，腐蚀介质会与金属表面的原子直接发生反应，形成腐蚀产物，整个过程中没有电流产生，与化学动力学规律相符合，这种腐蚀被称为化学腐蚀。

2.2 电化学腐蚀

当电解质溶液作用于金属表面时所引发的化学反应，在反应过程中阳极会失去电子，阴极获得电子，整个过程中遵循电化学的基本规律，当电解质溶液酸碱度不同时，这种电化学腐蚀还可分为吸氢腐蚀和析氢腐蚀两类。

3 金属材料的主要防腐措施

3.1 合理选材

在机械设备防腐措施中，合理选材作为最有效的方法之一，在具体做法选材过程中，需要对环境因素及腐蚀因素进行充分了解，并对相关资料数据进行深入研究，针对实际条件来开展模拟试验，从而为选材获得可靠的数据，还要对材料的耐蚀性和经济性进行综合考虑，以此来采取有效和适宜的防腐蚀措施。也可以针对材料用途不同来选择不同材料组成耐蚀合金，或是将合金元素添加到金属中，有效的提高金属材料的耐蚀性，减缓其腐蚀，确保材料防腐能力的增强。

3.2 形成保护层

可以对金属材料或是金属制品表面采取有效的防护层，有效的隔开金属表面下外界的介质，避免两者之间发生反应，而且还能够起到美化外观的效果。在金属材料及制品防腐措施中，表面防护是极为普遍的方法，通常以金属镀层及非金属涂层为主。

3.2.1 扩散渗镀

通过热扩散方法使具有较好耐腐蚀能力的金属或是合金渗入到金属材料或是金属制品的表面，使其与基体金属溶为一体，形成渗镀层，具有较强的耐蚀性。在具体渗镀过程中，在包渗箱中加入惰性填料、渗镀金属元素及卤化物活化剂，并将待镀件埋置在其中，将包渗箱保持在规定温度下，将待镀件置于其中保持一定时间，这样渗入金属与基体金属之间互相扩散，从而在金属表面形成合金覆盖层。通常情况下渗入元素以锌、铝、铬、硅等为主，需要根据基体材料及耐蚀性要求来选择适宜的渗入元素，从而使金属材料及金属制品表面具备良好的氧化性能和硫化性能。

3.2.2 喷镀

主要是利用喷枪并借助于压缩空气或惰性气体流将熔融金属喷射到金属制品表面，形成防护性覆盖层。这种方法在高熔点金属及难溶材料中较为常用，同时在大面积工件及修复工作也会采用喷镀的方法，具体喷镀时通常会采用火焰喷

镀法和等离子喷镀法，但这种方法所形成的保护层与基体金属之间结合不紧固，覆盖层较为疏松。

3.2.3 电镀

利用直流电从电镀液中电解析出金属，并在作为阴极的工件表面沉积结晶，形成电镀层。电镀技术应用广泛，主要用于耐蚀、耐磨和装饰的器件。

此外，还有热浸镀层、金属包覆、真空镀膜、气相沉积和阴极溅射等表面防护技术。近来离子注入和激光非晶态表面处理等新技术也在迅速发展。

3.2.4 其他

为了提高制品的耐蚀性和装饰性，会采用非金属涂层的方法，如采用油漆、塑料、橡胶、搪瓷及玻璃等作为涂料。在非金属涂层中还可以利用化学转化膜，在特定化学溶液中对工件进行电解和浸渍处理，在工件金属表面形成一层镀膜。另外还会采用暂时性防护剂、介质处理及添加缓蚀剂等方法来提高金属制品的防腐性能。

暂时性防护剂是在金属制品运输和贮存时使用，能够防锈并在使用前去除掉。环境（介质）处理改变起腐蚀作用的介质的性质，以防止或减轻介质对金属制品或设备的腐蚀。这种方法只能在有腐蚀性的介质的体积有限的条件下使用，除去或减少介质中的有害组分。

添加缓蚀剂是在腐蚀介质中加入少量能显著降低腐蚀速度的物质，不同的缓蚀剂虽然化学结构不同，但在酸性介质中的缓蚀率都相当大。缓蚀剂的使用效果同腐蚀介质的各种参数和条件有密切的关系，使用时应严格选择。一些缓蚀剂有毒，不能用于与制备食品有关的介质中。此外，气相缓蚀剂（如防锈纸等）也广泛用来防止大气对金属制品的腐蚀。

4 结束语

近年来，随着对金属材料腐蚀研究的不断深入，取得了较好的防腐成果，而且在实际防腐工作中进行应用，有效的降低了金属材料腐蚀的损失。当前现代腐蚀科学发展速度较快，一些新的防腐蚀技术不断涌现出来，这对我国腐蚀知识的普及起到了有效的促进作用，各种防腐蚀技术在各个领域开始广泛应用，这對金属材料使用寿命的增强起到了重要作用，而且有效的实现了对资源的保护，减少了污染和灾害隐患，无论是在社会效益、环境效益还是经济效益方面都取得了显著的成效。

参考文献

[1]劳军，陈发泉，何克甫，等.关于金属材料的防腐蚀措施的几点研究[J].民营科技，2012（9）.