实验一失重法测定金属腐蚀速度
实验一 失重法测定金属腐蚀速度
一、实验目的：
1、通过实验进一步了解金属腐蚀现象和原理，了解某些因素（如不同介质，介质的浓度以及是否加有缓蚀剂等）对金属腐蚀速度的影响。
2、掌握失重法测定金属腐蚀速度的方法。 二、实验原理：
目前测定腐蚀速度的方法很多，如重量法、电流密度法、极化曲线法、线性极化法等。所谓重量法，就是试验金属材料在一定的条件下（一定的温度、压力、介质浓度等）经腐蚀介质一定时间的作用后，比较腐蚀前后该材料的重量变化从而确定腐蚀速度的一种方法。
对于均匀腐蚀，根据腐蚀产物容易除去或完全牢固地附着在试样表面的情况，可分别采用单位时间、单位面积上金属腐蚀后的重量损失或重量增加来表示腐蚀速度：
t
S W
W K ?-=
0 式中：
K ――腐蚀速度，克/米2.小时（K 为负值时为增重腐蚀产物未清除） s ――试样面积，米 2
t ――试验时间，小时
W 0――试验前试片的重量，克
W ――试验后试片的重量，克（清除腐蚀产物后）
对于均匀腐蚀的情况，以上腐蚀速度很容易按下式换算成以深度表示的腐蚀速度：
ρ
ρK
K K d 76.8100036524=??= 式中：
K d ——年腐蚀深度，毫米/年 ρ——试验金属的密度，克/厘米3。
重量法是一种经典的试验方法，然而至今仍然被广泛应用，这主要是因为试验结果比较真实可靠，所以一些快速测定腐蚀速度的实验结果还常常需要与其对照。
重量法又是一种应用范围广泛的实验方法，它适用于室内外多种腐蚀实验，可用于评定材料的耐蚀性能。评选缓蚀剂，改变工艺条件时检查防腐效果等。重量法是测定金属腐蚀速度的基础方法，学习掌握这一方法是十分必要的。
但是，应当指出，重量法也有其局限性和不足。首先，它只考虑均匀腐蚀的情况，而不考虑腐蚀的不均匀性；其次，对于失重法很难将腐蚀产物完全除去而不基体金属，往往由此造成误差，对于晶间腐蚀的情况，由于腐蚀产物残留在样品中不能除去，如果用重量法测定基腐蚀速度，肯定不能说明实际情况，另外对于重量法要想做出K-t曲线往往需要大量的样品和冗长的试验周期。
本实验是碳钢在敞开的酸溶液中的全浸试验，用重量法测定其腐蚀速度。
金属在酸中的腐蚀一般是电化学腐蚀，由于条件的不同而呈现出复杂的规律。酸类对于金属的腐蚀规律很大程度上取决于酸的氧化性。非氧化性的酸，如盐酸，其阴极过程纯粹是氢去极化过程；氧化性的酸，其阴极过程则主要是氧化剂的还原过程。
然而，我们不可能把酸类截然分为氧化性酸与非氧化性酸。如当硝酸比较稀时，碳钢的腐蚀速度随酸浓度的增加而增加，是氢去极化腐蚀，当硝酸浓度超过30%时，腐蚀速度迅速下降，浓度达到40%时，腐蚀速度降到最小成为氧化性的酸，此时碳钢在硝酸中的腐蚀的阴极过程是：
NO
3-+2H++2e――→NO
2
-+H
2
O
低碳钢在25℃时腐蚀速度与硝酸浓度的关系如图1-1所示。
图1-1低碳钢在25℃时腐蚀速度与硝酸浓度的关系
酸中加入适量缓蚀剂能阻止金属腐蚀或降低金属腐蚀速度。
三、实验内容与步骤：
（一）试样的准备工作：
1、每组自实验室领取八块长方形碳钢（A
2
）试样，其尺寸为50x25x(2-3)mm。
2、为了消除金属表面原始状态的差异，以获得均一的表面状态。试样需要打磨。
3、试样编号，用钢印将试样打上号码，以示区别。
4、准确测量试样尺寸，用游标卡尺准确测量试样尺寸，计算出试样面积，并将数据记录在表1－1中。
5、试样表面除油，首先用毛刷，软布在流水中清除试样表面粘附的残屑、油污，然后用丙酮清洗脱脂用滤纸吸干，经除油后的试样避免再用手摸，用干净纸包好，放入干燥器中干燥24小时。
6、将干燥后的试样放在分析天平上称重，准确度应达0.1毫克，称量结果记录在表1－2中。
（二）腐蚀实验：
1、分别量取800ml下列溶液：
20%H
2SO
4
（用GB625-77《化学试剂》优质纯H
2
SO
4
比重1.84
20% H
2SO
4
+硫脲10克/升
20%HNO
3
60% HNO
3
将其分别放在四个1000ml预先冲洗干净的烧杯中。
2、将试样按编号分成四组（每组两片），用尼龙丝悬挂，分别浸入以上四个烧杯中。试样要全部浸入溶液，每个试样浸泡浓度要求大体一样，上端应在液面以下20mm。
3、自试样浸入溶液时开始记录腐蚀时间，半小时后，将试样取出，用水清洗。
（三）腐蚀产物的去除：
腐蚀产物的清洗原则是应除去试样上所有的腐蚀产物，而只能去掉最小量的基本金属。通常去除腐蚀产物的方法有机械法、化学法及电化学方法。本实验试采用机械法和化学法。
2、化学法除锈。目前化学法除锈常用的试剂很多，对于铁和钢来说主要有：
（1） 20%NaOH+200g/L锌粉，沸腾5分钟。
（2）浓HCl+50g/l SnCl
2+20g/l SbCl
3
,冷，直至干净。
（3） 12%HCl+0.2% As
2O
3
+0.5% SnCl
2
+0.4%甲醛，50℃，15~40分钟。
（4） 10%H
2SO
4
+0.4%甲醛，40-50℃10分钟。
（5） 12%HCl+1~2%乌洛托品，50℃或常温。（6）饱和氯化铵+氨水，常温，直至干净。
本实验采用：
12%HCl+1～2%六次甲基四胺（乌洛托品），50℃或常温，此法效果是空白小、除锈快，经除锈后样品表面稍发黑。
3、除净腐蚀产物后，用水清洗试样（先用自来水后用去离子水）。再用丙酮擦洗、滤纸吸干表面，用纸包好，放在干燥器内干燥24小时。
4、干燥后的试样称重。结果记录在表1-2中。 四、实验用仪器设备、工具、药品：
钢印、榔头、游标卡尺、毛刷、干燥器、分析天平、烧杯、量筒、时钟、搪瓷盘、温度计、电炉、玻璃棒、镊子、滤纸、尼龙丝。
丙酮、去离子水，20%H 2SO 4， 20%H 2SO 4+硫脲10克/升，20%HNO 3，60% HNO 2，12%HCl+1～2%六次甲基四胺。
五、试验结果的评定：
金属腐蚀性能的评定方法分为定性及定量两类。 （一）定性评定方法：
1、观察金属试样腐蚀后的外形，确定腐蚀是均匀的还是不均匀的，观察腐蚀产物的颜色，分布情况及金属表面结合是否牢固。
2、观察溶液颜色有否变化，是否有腐蚀产物的沉淀。 （二）定量评定方法：
如果腐蚀是均匀的，可根据（1－1）式计算腐蚀速度，并可根据（1－2）式换算成年腐蚀深度。根据下式计算20% H 2SO 4加硫脲后的缓蚀率：
%100?'
-=
K
K K g 式中：K ――为未加缓蚀剂时的腐蚀速度。 K '――为加入缓蚀剂时的腐蚀速度。
表1-2 实验结果及数据处理
（三）实验结果的分析，结论及讨论。
六、思考题：
1、为什么试验前应明确试样的牌号、成份、组织、加工工艺，来源等问题？
2、为什么试样浸泡前表面要经过打磨？
3、为什么要保证试样面积与溶液体积之比？放太多的试样或同时放几种类型不同的金属对腐蚀速度测定有何影响？
4、试样浸泡深度对试验结果有何影响？
5、何谓缓蚀剂？
失重法测金属腐蚀速度
失重法测金属腐蚀速度 1. 实验目的 （1）掌握失重法测量金属腐蚀速度的原理和操作过程 （2）加强对金属腐蚀与环境条件密切相关的认识 （3）初步了解缓蚀剂对金属腐蚀的抑制作用 2. 基本原理 重量法是其中一种较为经典的方法，它适用于实验室和现场试验，是测定金属腐蚀速率最可靠的方法之一，是其它金属腐蚀速率测定方法的基础。 重量法是根据腐蚀前、后金属试件重量的变化来测定金属腐蚀速率的。重量法又可分为失重法和增重法两种。当金属表面上的腐蚀产物较容易除净，且不会因为清除腐蚀产物而损坏金属本体时常用失重法；当腐蚀产物牢固地附着在试件表面时则采用增重法。 把金属做成一定形状和大小的试件，放在腐蚀环境中（如大气、海水、土壤、各种实验介质等），经过一定的时间后，取出并测量其重量和尺寸的变化，即可计算其腐蚀速率。 对于失重法，可通过下式计算金属的腐蚀速率： 式中，v－为金属的腐蚀速率，g／(m2?h)；m 0为腐蚀前试件的质量，g；m 1 为经过一 定时间的腐蚀、并除去表面腐蚀产物后试件的质量，g；S 为试件暴露在腐蚀环境中的表面积，m2；t为试件腐蚀的时间，h 。 对于增重法，即当金属表面的腐蚀产物全部附着在上面，或者腐蚀产物脱落下来可以全部被收集起来时，可由下式计算腐蚀速率： 式中，v+ 为金属的腐蚀速率，g／(m2?h)；m 2 为腐蚀后带有腐蚀产物的试件的重量，g；其余符号同 (1-1) 式。 对于密度相同或相近的金属，可以用上述方法比较其耐蚀性能。但是，对于密度不同的金属，尽管单位表面的重量变化相同，其腐蚀深度却不一样。此时，用单位时间内的腐蚀深度表示金属的腐蚀速率更为合适。其换算公式如下： 式中，v t 为年腐蚀深度，mm／a；ρ为实验金属材料的密度，g／cm3；v－为失重腐
腐蚀测试方法
一、 填空题 1. 腐蚀的定义：物质（通常是金属）或其性能由于与环境发生反应所引起的变质。 2. 金属腐蚀测试方法按测试方法的性质可分为物理的、化学的和电化学的的试验方法。 3. 在重量法中清除腐蚀产物的方法有：机械法、化学清洗法、电解去膜法。 4. 在确定采用何种腐蚀研究方法时应从腐蚀介质、金属材质、腐蚀类型等三方面综合考虑。 5. 腐蚀试验结果的误差包括系统误差和偶然偏差。 6. 参比电极必需具备的性能有1）参比电极应是可逆电极，它的电极电位时可逆电位，符 合能斯特电极电位公式、2）电极过程的交换电流密度高，不易极化、3）具有良好的电 位稳定性和重现性、4）如果参比电极突然流过电流，断电后其电极电位应很快回复到 原先的电位值、5）电极电位随温度的变化小、6）制备、使用、维护简单方便。 7. 当两种不同金属在介质中相互接触，其中自腐蚀电位较负的金属在接触处的局部腐蚀速 度将加剧，而自腐蚀电位较正的金属在接触处的局部腐蚀速度将减慢。 二、 不定项选择题 1. 下列电极中，在任何温度时电极电位均为零的是：（C ） A 饱和甘汞电极 B 银—氯化银电极 C 标准氢电极 D 铜—硫酸铜电极 2. 下述方法中不属于电化学测试方法的有：（A 、C ） A 重量法 B 极化曲线法 C 电阻法 D 电偶法 E 交流阻抗法 3. 某金属工件由异种金属铆钉铆接而成，其工作时处于腐蚀介质中，从安全角度考虑，应 选用：（B ） A 小阳极大阴极结构 B 大阳极小阴极结构 C A 、B 都可以 4. 在经典电化学测试中，应通过盐桥与体系相连的是：（B ） A 辅助电极 B 参比电极 C 工作电极 D 全部需要 5. 在测定金属M 的电极电位M ?时，如测得M 与参比电极组成的电池的开路电压V 且连 接电极M 导线的极性为负，则M ?可表示为：（A ） A M V ??=-参比 B M V ??=+参比 C M V ?= D M V ??=-参比 6. A 、B 两种金属，令,c A ?＜B ?c ，，在介质中偶合后，如体系属于电化学极化控制体系， 则偶合电流I g 可表示为：（A ） A ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??-=- B ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??-=+ C ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??+=- D ,,,exp()0.434c A g g a A c A k I I I b ??+=+ 7. 金属腐蚀速率最常用的三种指标是：（A 、B 、C ） A 重量指标 B 深度指标 C 电流指标 D 机械强度指标 8. 一个金属浸在被氢气饱和的溶液中，则金属的有效溶解速度可表示为：（B ） A 1,1,a a k i i i =+ B 1,1,a a k i i i =- C 1,2,a a a i i i =- D 1,2,a a k i i i =-
腐蚀速率如何计算
腐蚀速率如何计算 金属材料的腐蚀速度常用金属腐蚀速度的重要指标、深度指标和电流指标表示。金属腐蚀速度表示法是在要评价的土壤中埋设金属材料试样，经过一定时间后，测试出试样的重量变化或深度变化或电流变化，以此来评价土壤腐蚀性。 重量指标就是把金属因腐蚀而发生的重量变化，换算成相当于单位金属面积与单位时间内的重量变化的数值。它又分为失重法和增重法两种。用公式表示为： 式中v-—失重时的腐蚀速度，克/米2.小时； v+—增重时的腐蚀速度，克/米2.小时； Wo-—金属的初始重量，克； W1—消除了腐蚀产物后金属的重量，克； W2—带有腐蚀产物的金属的重量，克； S—金属的面积，米2； T—腐蚀进行的时间，小时。 金属腐蚀速度的深度指标是把金属的厚度因腐蚀而减少的量，以线量单位表示，并换算成相当于单位时间的数值。用公式表示为： 式中vL—腐蚀的深度指标，毫米/年； p—金属的密度，克/厘米3。 金属腐蚀速度的电流指标是以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度的程度。可由法拉第（Faraday）定律把电流指标和重量指标联系起来。可用公式表示为： 式中ia—腐蚀的电流指标，即阳极电流密度，安培/厘米2； A——原子量； N——化合价； 列举几个常用的腐蚀速率计算方法： 1、失重法 失重法直接表示由于腐蚀而损失的材料重量，其过程为：对预先制备的试样测量尺寸，净准确称重后置于腐蚀介质中，实验结束后取出，清除产物后清洗、干燥、再称重。试样的失重直接表征材料的腐蚀程度。 其腐蚀速率的计算方法：通常采用单位时间内单位面积上的重量变化表征平均腐蚀速率g*(m^-2)*(h^-1)。v=(w0-w1)/(At)； 其中，W0：试样原始重量（g）；w1：试样清除产物后的重量（g）； A：试样面积（m^2);t:试验周期（h） 但是这种表征方式仍然不能表示出浮士德损耗深度，为此可将腐蚀速度换算成单位时间内的平均腐蚀深度（如：mm/a)，其换算关系为： B=(1/ρ)*v*[(365*24*10)/(100*100)]=8.76*v/ρ=8.76*(w0-w1)/(ρ*A*t) B:腐蚀速率（mm/a)
金属腐蚀理论及腐蚀控制答案汇总
《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 （跟着剑哥走，有肉吃。） 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st
=(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6 =0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。 （2）对不锈钢在20%HNO 3( 25℃)有： 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有： 对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y
金属腐蚀研究报告方法
金属腐蚀研究方法 院（系）：材料科学与工程学院专业班级：金材1101班 学生姓名：卢阳 学号：9 完成日期：2014年11月16日
金属腐蚀研究方法 ——缝隙腐蚀的研究 缝隙腐蚀是在电解质溶液(特别是含有卤族离子的介质)中，在金属与金属或金属与非金属表面之间狭窄的缝隙内，溶液的移动受到阻滞，当缝隙内溶液中的氧耗竭后，氯离子从缝隙外向缝隙内迁移，金属氯化物的水解酸化过程发生，导致钝化膜的破裂而产生与自催化点腐蚀相类似的局部腐蚀。缝隙腐蚀现象非常普遍，对一些耐蚀金属材料的危害尤其明显[1]。 1、缝隙腐蚀的机理[2] 缝隙腐蚀可分为初期阶段和后期阶段。在初期阶段，发生金属的溶解和阴极的氧还原为氢氧离子的反应： 阳极：M→M++e 阴极：O2+2H2O+4e→4OH- 阳极阴极此时金属和溶液之间电荷是守恒的，金属溶解产生的电子立即被氧还原消耗掉。在经过一段时间后，缝内的氧消耗完后，氧的还原反应不再进行。这时缝内缺氧，缝外富氧，形成了氧浓差电池，金属M在缝内继续溶解，缝内溶液中M+过剩，为了保持电荷平衡，缝隙外部迁移性大的阴离子（如氯离子）迁移到缝内，同时阴极过程转到缝外。缝内已形成金属的盐类(包括氯化物和硫酸盐)发生水解： M+CI+H2O→MOH↓+H+CI- 结果使缝内pH值下降，可达2至3，这就促使缝内金属溶解速度增加，相应缝外邻近表面的阴极过程，即氧的还原速度也增加，使外部表面得到阴极保护，而加速了缝内金属的腐蚀。 而Myer等人认为，至少还有氢离子、中性盐和缓蚀剂的浓差电池存在于缝隙腐蚀过程中，Brown以水解后局部酸化引起局部腐蚀的依据，提出了闭塞腐蚀电池（occluded corrosion cell）的概念。另外，Fontana和Rosefeld等人，指出了蚀孔或缝隙闭塞电池的自催化理论。 缝内外溶液的对流和扩散受阻，导致闭塞区贫氧，缝隙外仍然富氧，造成的氧浓差电池使缝隙内金属的电位低于缝隙外金属的电位，pH值的降低以及H+和Cl-的作用（HCl）使金属处于活化状态，促进闭塞区内金属的溶解，形成二次腐蚀产物Fe(OH)3在缝口，造成正电荷过剩，Cl-迁入。而氯化物在水中发生水解，使缝隙内介质（H+离浓度增加）酸化，pH值下降，因此，加速了阳极的溶解。阳极的加速溶解，又引起更多的Cl-离子迁入，氯化物浓度又增加，氯化物的水解又使介质进一步酸化，如此反复循环，形成了一个闭塞电池内的自催化效应。 2、缝隙腐蚀试验方法 在相对闭塞的狭小缝隙中存留的溶液容量甚微，因此必须设计一些特殊的研究方法
金属腐蚀性测定
2.2.4 消毒剂对金属腐蚀性的测定 2.2.4..1 目的 测定消毒剂对各种金属的腐蚀程度，以能注明在使用时是否需给予应有的注意。 2.2.4.2 常用器材 (1) 金属片 圆形，直径24.0 mm，厚1.0 mm，穿一直径为2.0mm 小孔，表面积总值约为9.80 cm2 (包括上、下、周边表面与小孔侧面)。光洁度为6。原料如下: 碳钢(规格见GB 700-65)；铜(规格见GB 2060-80)； 铝(规格见GB 1173-74)；不锈钢(规格见GB 1220-75)。 碳钢易氧化生锈，应保存于油中。 (2) 浸泡容器(玻璃制，带盖，容积为800 ml～1000 ml)。 (3) 砂纸(120号粒度水砂纸，GB 2477)。 (4) 称量杯。 (5) 天平(感量0.1 mg)。 2.2.4.3 操作程序 (1)在有表面活性作用的清洁剂中浸泡10 min，充分去油，洗净；亦可用氧化镁糊剂涂抹除油后洗净；以120号粒度水砂纸磨去金属片两面和周边表面的氧化层，再用自来水冲净。测量片的直径、厚度、孔径（精确至0.1 mm）。用无水丙酮或无水乙醇再次脱脂。置50℃恒温箱中干燥1 h，待其温度降至室温后称重(每金属片待天平回零后称重3次，精确至0.1 mg，取其平均值作为试验前重量。称重时，应戴洁净手套，勿以手直接接触样片。 (2) 按消毒剂最高使用浓度配制试验用消毒液，用以浸泡试验样片。浸泡时，每一金属片需浸泡在200 ml 消毒液中。 (3) 金属样片用塑料线系以标签，编号和注明日期，悬挂于消毒液中。一次性浸泡72 h。易挥发性或有效成分不稳定的消毒剂，根据情况，酌情定时更换消毒液，直至浸泡72 h。 (4) 每种金属每次试验放置3片样片。浸泡时，若同种金属每一样片相隔1 cm以上，可在同一容器内(含600 ml消毒液) 进行。 (5) 浸泡到规定时间后，取出金属片，先用自来水冲洗，再用毛刷或其它软性器具去除腐蚀产物。如仍有清除不掉的腐蚀产物，可按GB 10124-88所介绍的下列方法清除: 铜片: 在室温下浸泡于盐酸溶液(500ml 36%～38% 盐酸加蒸馏水至1000ml，盐酸比重为1.19)中1min～3min。 碳钢片：置含锌粉200 g/L的氢氧化钠溶液中，煮沸5 min～30 min。 铝片：浸泡于三氧化铬磷酸溶液(三氧化铬20 g，磷酸500ml，加蒸馏水至1000ml。磷酸比重为1.69)中，升温至80℃，持续5min～10min。如还未清除干净，可在室温浸于硝酸(比重1.42)溶液中1min。 不锈钢：浸泡于60℃硝酸溶液(66%～68%硝酸100 ml加蒸馏水至1000 ml) 20 min。或浸于70℃柠檬酸铵溶液(柠檬酸铵150 g 加蒸馏水至1000 ml)中10 min～60 min。 (6) 金属样片除去腐蚀产物并清洗后，用粗滤纸吸干水分，置于垫有滤纸的平皿中，放入50℃温箱，干燥1h，用镊子夹取，待其温度降至室温后分别在天平上称重。天平回零后称3 次，以其平均值作为试验后重量。 称重时，与试验前相同，应戴洁净手套，勿以手直接接触样片(下同)。 (7) 样片在用化学法去除腐蚀物时，需设相应空白对照以校正误差。空白对照样片与试验组样片同样进行表面处理、洗净和称重，但不经消毒剂浸泡。事后随同试验组样片用相同
实验报告-极化曲线测量金属的腐蚀速度
课程 实 验 者 名 称 页数（ ） 专业 年级、班 同组者姓名 级别 姓 名 实验 日 期 年 月 日 一、目的和要求 1、 掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。通过测定Fe 在NaCl 溶液中的极化曲线，求算Fe 的自腐蚀电位，自腐蚀电流 2、论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用 二、基本原理 当金属浸于腐蚀介质时，如果金属的平衡电极电位低于介质中去极化剂（如H +或氧分子）的平衡电极电位，则金属和介质构成一个腐蚀体系，称为共轭体系。此时，金属发生阳极溶解，去极化剂发生还原。在本实验中，镁合金和钢分别与0.5mol/L 的NaCl 溶液构成腐蚀体系。 镁合金与NaCl 溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为： 阳极： Mg= Mg 2++2e 阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH - 钢与NaCl 溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为： 阳极： Fe= Fe 2++2e 阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH - 腐蚀体系进行电化学反应时的阳极反应的电流密度以 i a 表示， 阴极反应的速度以 i k 表示， 当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，i a =i k =i corr （i corr 为腐蚀电流），体系不会有净的电流积累，体系处于一稳定电位c ?。根据法拉第定律，即在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比，故可阴阳极反应的电流密度代表阴阳极反应的腐蚀速度。金属自腐蚀状态的腐蚀电流密度即代表了金属的腐蚀速度。因此求得金属腐蚀电流即代表了金属的腐蚀速度。金属处于自腐蚀状态时，外测电流为零。 极化电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。测量腐蚀体系的阴阳极极化曲线可以揭示腐蚀的控制因素及缓蚀剂的作用机理。在腐蚀点位附近积弱极化区的举行集会测量可以可以快速求得腐蚀速度。在活化极化控制下，金属腐蚀速度的一般方程式为： 其中 I 为外测电流密度，i a 为金属阳极溶解的速度，i k 为去极化剂还原的速度，βa 、βk 分别 为金属阳极溶解的自然对数塔菲尔斜率和去极化剂还原的自然对数塔菲尔斜率。 令?E 称为腐蚀金属电极的极化值，?E ＝0时，I ＝0；?E>0时，是阳极极化，I>0,体系通过阳极电流。?E<0时，I<0， 体系通过的是阴极电流，此时是对腐蚀金属电极进行阴极极化。因此外测电流密度也称为极化电流密度 测定腐蚀速度的塔菲尔直线外推法：当对电极进行阳极极化，在强极化区，阴极分支电流i k =0, )]ex p()[ex p(k c a c corr k a i i i I β??β??---=-=c E ??-=?)]ex p()[ex p(k a corr E E i I ββ?--?=)ex p(a corr a E i i I β?==
金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法GB10124
金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法 GB 10124-88 1．主题内容与适用范围 本标准规定了金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法的适用范围、引用标准、试样、试验装置、试验溶液、试验时间、试验条件和步骤、试验结果和试验报告。本标准适用于评价金霭材料全浸试验的均匀腐蚀性能。 2引用标准(略) 3试样 3．1试样的形状和尺寸 3．1．1试样的形状和尺寸直随被试材料的原始条件及所使用的试验容器而定，应尽量采用单位质量表面积大的、侧面与总面积之比值小的试样。一般情况下，与轧制或锻造方向垂直的面积不得大于试样总面积的一半。每个试样表面积不应小于10cm2。 3．1．2推荐两种形状的试样，它们的规格如下： 板状试样：外形尺寸l×b×h， mm：50×25×(2～5)。 圆形试样：外形尺寸φ×h，mm：30×(2～5)。 根据试验目的不同，也可选用其他形状和尺寸的试样。 3．1．3同批试验的试样形状和规格应相同。 3．2试样的制备 3．2．1在板材或带材上取样时，应沿轧制方向切取，如轧制方向不清或不沿轧制方向切取时，须在报告中注明。要尽量避开板带边缘部分。 3．2．2在圆棒上取样时，应从棒材截面中部沿纵向切取。如沿径向切取，需在报告中注明。铸件、焊接件、敷熔金属材料等的取样和制备方法，由试验双方协商决定。 3．2．3试样可以用各种机械方法加工到预定的尺寸，但必须避免由此可能引起的试样性能的任何变化。采用剪切法时，需对剪切的断面进行再加工，以去除受剪切影响的部位。 3．2．4为了提高试验结果的均一性，可用砂纸研磨或其他机械方法去掉原始金属表面层。试样最终的表面使用符合GB2477规定的120号粒度的水砂纸进行研磨，在同一张砂纸(布)上只能磨同一种材料的试样。但检验原始金属表面对腐蚀速率影响的试验的试样不在此例。 3．2．5特殊情况下采用干磨时，必须在报告中注明。 3．2．6试样的棱角应予以保持，不允许倒角。 3．3对试样的其他要求
ASTM G31——金属的实验室浸泡腐蚀标准
Designation:G31–72(Reapproved2004) Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals1 This standard is issued under the?xed designation G31;the number immediately following the designation indicates the year of original adoption or,in the case of revision,the year of last revision.A number in parentheses indicates the year of last reapproval.A superscript epsilon(e)indicates an editorial change since the last revision or reapproval. 1.Scope 1.1This practice2describes accepted procedures for and factors that in?uence laboratory immersion corrosion tests, particularly mass loss tests.These factors include specimen preparation,apparatus,test conditions,methods of cleaning specimens,evaluation of results,and calculation and reporting of corrosion rates.This practice also emphasizes the impor-tance of recording all pertinent data and provides a checklist for reporting test data.Other ASTM procedures for laboratory corrosion tests are tabulated in the Appendix.(Warning—In many cases the corrosion product on the reactive metals titanium and zirconium is a hard and tightly bonded oxide that de?es removal by chemical or ordinary mechanical means.In many such cases,corrosion rates are established by mass gain rather than mass loss.) 1.2The values stated in SI units are to be regarded as the standard.The values given in parentheses are for information only. 1.3This standard does not purport to address all of the safety concerns,if any,associated with its use.It is the responsibility of the user of this standard to establish appro-priate safety and health practices and determine the applica-bility of regulatory limitations prior to use. 2.Referenced Documents 2.1ASTM Standards:3 A262Practices for Detecting Susceptibility to Intergranu-lar Attack in Austenitic Stainless Steels E8Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials G1Practice for Preparing,Cleaning,and Evaluating Cor-rosion Test Specimens G4Guide for Conducting Corrosion Coupon Tests in Field Applications G16Guide for Applying Statistics to Analysis of Corrosion Data G46Guide for Examination and Evaluation of Pitting Corrosion 3.Signi?cance and Use 3.1Corrosion testing by its very nature precludes complete standardization.This practice,rather than a standardized pro-cedure,is presented as a guide so that some of the pitfalls of such testing may be avoided. 3.2Experience has shown that all metals and alloys do not respond alike to the many factors that affect corrosion and that “accelerated”corrosion tests give indicative results only,or may even be entirely misleading.It is impractical to propose an in?exible standard laboratory corrosion testing procedure for general use,except for material quali?cation tests where standardization is obviously required. 3.3In designing any corrosion test,consideration must be given to the various factors discussed in this practice,because these factors have been found to affect greatly the results obtained. 4.Interferences 4.1The methods and procedures described herein represent the best current practices for conducting laboratory corrosion tests as developed by corrosion specialists in the process industries.For proper interpretation of the results obtained,the speci?c in?uence of certain variables must be considered. These include: 4.1.1Metal specimens immersed in a speci?c hot liquid may not corrode at the same rate or in the same manner as in equipment where the metal acts as a heat transfer medium in heating or cooling the liquid.If the in?uence of heat transfer effects is speci?cally of interest,specialized procedures(in which the corrosion specimen serves as a heat transfer agent) must be employed(1).4 4.1.2In laboratory tests,the velocity of the environment relative to the specimens will normally be determined by convection currents or the effects induced by aeration or boiling or both.If the speci?c effects of high velocity are to be studied,special techniques must be employed to transfer the 1This practice is under the jurisdiction of ASTM Committee G01on Corrosion of Metals and is the direct responsibility of Subcommittee G01.05on Laboratory Corrosion Tests. Current edition approved May1,2004.Published May2004.Originally approved https://www.360docs.net/doc/5c649988.html,st previous edition approved in1998as G31–72(1998). 2This practice is based upon NACE Standard TM-01-69,“Test Method-Laboratory Corrosion Testing of Metals for the Process Industries,”with modi?ca-tions to relate more directly to Practices G1and G31and Guide G4. 3For referenced ASTM standards,visit the ASTM website,https://www.360docs.net/doc/5c649988.html,,or contact ASTM Customer Service at service@https://www.360docs.net/doc/5c649988.html,.For Annual Book of ASTM Standards volume information,refer to the standard’s Document Summary page on the ASTM website. 4The boldface numbers in parentheses refer to the list of references at the end of this practice. 1 Copyright?ASTM International,100Barr Harbor Drive,PO Box C700,West Conshohocken,PA19428-2959,United States.
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案
金属腐蚀与防护试卷1 一、解释概念:（共8分，每个2分） 钝性，碱脆、SCC、缝隙腐蚀 二、填空题：（共30分，每空1分） 1．称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为，好氧腐蚀主要为控制，其过电位与电流密度的关系为。 2．在水的电位-pH图上，线?表示关系，线?表示关系，线?下方是的稳定存在区，线?上方是的稳定存在区，线?与线?之间是的稳定存在区。 3．热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是，其腐蚀特征是，防止游离CO2腐蚀的措施是，运行中将给水的pH值控制在围为宜。 4．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。淡水作冷却水时易发生脱锌，海水作冷却水时易发生脱锌。 5．过电位越大，金属的腐蚀速度越，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离E corr足够远时，电极电位与极化电密呈关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。 6．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入，使水中氧含量达到以下，其含量应控制在，与氧的反应式为，加药点常在。 7．在腐蚀极化图上，若P c>>P a，极极化曲线比极极化曲线陡，这时E corr值偏向电位值，是控制。 三、问答题：（共24分，每小题4分） 1．说明协调磷酸盐处理原理。 2．自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么？ 3．锅炉发生苛性脆化的条件是什么？ 4．凝汽器铜管用硫酸亚铁造膜的原理是什么？ 5．说明热力设备氧腐蚀的机理。 6．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。 四、计算：（共24分，每小题8分）
析氢腐蚀？并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。（E 0Fe 2+/Fe = - 0.44） 2．写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式，并说明式中各项的物理意义。 3．已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位： Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + 0.337V H 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 0.000V 2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = +1.229V 问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀？ 五、分析：（共14分，每小题7分） 1．试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低？ 2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。 (25 15 20 pH o C) 9.80 9.60 9.40 9.20 9.00 8.802 3 4 5 6 7 8 9 10 R =2.8 R =2.6 R =2.4R =2.3R =2.2R =2.1 图1. 协调磷酸盐—pH 控制图
金属腐蚀学习题
腐蚀学第一章习题 1、导出腐蚀速度mm/a与mg/dm2·d间的一般关系式。 思考题 2、什么是腐蚀?为何提出几种不同的腐蚀定义? 3、举例说明研究腐蚀的意义. 4、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别是什么？ 5、金属的主要腐蚀形态有哪些？ 10、表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有什么联系？这些腐蚀速度表达式中，哪些是量方程式？哪些是数值方程式？它们之间的主要区别是什么？ 腐蚀学第二章习题 1、计算在25℃和50℃下的F值。 2、计算Zn在L ZnSO4溶液中的电极电位（相对于SHE），换算成SCE电位值是多少？ 3、计算离子活度为10-6mol/L时，Ag/Ag+、Cu/Cu2+和Fe/Fe2O3/H+的平衡电极电位以及第三个电极的pH 值。(已知：uoAg=0 , uoCu=0 , uoFe=0, uoFe2O3=mol , uoAg+= mol , uoCu2+= KJ/mol, uoH+=0) 4、计算25℃时，下列电极的标准电极电位 a)、Cu在氰化物溶液中（注意铜为1价） b)、Ni在氨溶液中 c)、Zn在碱溶液中 5、计算Ag/AgCl电极在1mol/L NaCl溶液中的电位。 6、计算40℃氢分压P H2=时氢电极在PH=7的溶液中电极电位。 7、计算25℃时，铁在pH=的L NaCl溶液中的电极电位。 10、Zn(阳极)与氢电极(阴极)在L ZnCl2溶液中组成电池的电动势为+，求溶液的pH值。 11、把Zn浸入pH=2的 mol/LZnCl2溶液中，计算该金属发生析氢腐蚀的理论倾向。(以电位表示) 12、计算镍在pH =7的充空气的水中的理论腐蚀倾向。假定腐蚀产物为H2和Ni(OH)2, Ni(OH)2的溶度积为×10-16。 13、铜电极和氢电极(P H2=浸在Cu2+活度为１且pＨ＝１的硫酸铜溶液中组成电池，求该电池的电动势，并判断电池的极性。 14、计算在pH=0的充空气的CuSO4溶液中铜是否因腐蚀而生成Cu2+（活度为１）和H2（），并以电位差表示腐蚀倾向的大小。 类似的，计算在pH＝10的充空气的KCN溶液中(CN- 活度为是否腐蚀，假定生成Cu(CN)2–离子，其活度为10-4；且下列反应的E0 =–。 Cu(CN)2–+ e =2 CN–+ Cu 15、计算下列电池的电动势：Pt∣Fe3+ (αFe3+ = ，Fe2+(αFe2+ = ‖Ag+(αAg+ = ∣Ag，并写出该电池的自发反应，判定哪个电极为阳极？ 16、计算铜电极在LCuSO4和中构成的浓差电池的电动势，忽略液界电位，写出该电池的自发反应并指出哪个电极为阳极？ 17、计算40℃时下列电池的电动势：Pt∣O2（），H2O，O2（）∣Pt，并指出该电池的极性，哪个电极
金属腐蚀学讲义(试验2011)
金属腐蚀学试验讲义 实验一重量法测定金属腐蚀速度 一、目的要求 1、通过实验进一步了解金属腐蚀的基本原理及各种因素（如温度、介质及其浓度、缓蚀剂）对它的影响；加强对金属腐蚀与环境条件密切相关的认识。 2、通过实验掌握重量法测定金属腐蚀速度的方法。 3、初步了解缓蚀剂对金属腐蚀的抑制作用。 二、实验原理 测定金属腐蚀速度的方法很多，如重量法、电阻法、极化曲线法等等。重量法是一种古典方法，然而重量法得到的数据比较真实可靠。所以使用快速测定法如电阻法、线性极化法等得到的数据一般都要与重量法得到的加以对照，并以重量法为依据。但是，这种方法主要只能用于全面腐蚀，不宜用于晶间腐蚀、孔蚀等局部腐蚀。 重量法分为增重法和失重法。前者只限于腐蚀产物不脱落而且附着牢固的情况，如高温氧化及耐蚀金属的大气腐蚀等。失重法应用范围较广，但测定精度因试片大小、实验时间、腐蚀程度而异。重量法一般采用分析天平，精确到0.1mg。 酸在工业上广泛使用，金属在酸中的腐蚀属于电化学腐蚀，其腐蚀严重，规律复杂。酸对金属的腐蚀规律在很大程度上取决于酸的氧化性质。非氧化性酸如盐酸，其阴极过程纯粹是氢去极化过程，而氧化性酸如浓硝酸，其阴极过程主要是氧化剂的还原过程，在金属表面生成一层耐蚀的氧化膜。 但是我们不可能把酸类截然分为氧化酸与非氧化酸，如硝酸的浓度较稀时，腐蚀随浓度增加而增加，属氢去极化腐蚀，当浓度超过30%，则腐蚀速度迅速下降，浓度达到50%时，腐蚀速度降到最小，此时硝酸成为氧化性的酸，如碳钢在浓硝酸中腐蚀的阴极过程。 NO3- + 2H++e→NO2 + H2O 或NO3-+4H++3e→NO+2H2O 缓蚀剂是添加到腐蚀介质中能阻止金属腐蚀或降低腐蚀速度的物质，在用化学法除锈时，酸中加入少量的硫脲或乌洛托品就是起该种作用，它们能抑制金属的腐蚀，但却并不妨碍氧化皮层及锈层的溶解和脱落。有的缓蚀剂还能减小氢脆。 三、实验内容及步骤 （一）试片的准备 1、准确测量碳钢试片的尺寸（每组十二片）
腐蚀电化学实验报告
精心整理 腐蚀电化学分析 杨聪仁教授编撰 一、实验目的 以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。 二、实验原理 2-1均匀腐抑制剂及以免产生所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。 孔蚀腐蚀 孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。
间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。 粒间腐蚀 粒间腐蚀是发生在合金晶界及晶界附近的局部腐蚀现象。在正常情况下，若金属均匀腐蚀时，晶界的反应只会稍快于基地的反应。但在某些情况下，晶界区域会变得很容易起反应而导致粒间腐蚀，如此会使合金的强度下，甚至导致晶界分裂。 应力腐蚀 金属 播时， 当腐蚀 当金 因此摩擦 2-2腐蚀速率之测试 在实验室中一般用来评估材料的耐蚀性及腐蚀行为有下列几种方式： (1)计划性间歇测试法(Planned-intervaltests) 腐蚀反应是涵括环境反应与金属反应两者。计划性间歇测试法(ASTMG31)可显示两件事：环境之侵蚀性(corrosivity,reactivity)是如何随时间在改变，以及金属腐蚀度(corrodibility)是如何随时间在改变，溶液侵蚀性是由于腐蚀生成物浓度增高，溶液中所含原侵蚀性物种逐渐消耗短缺，或因微生物在溶液中生长或死亡等原因而随时间在改变。金属腐蚀度通常会因腐蚀生成物有趋势在金属表面
极化曲线测量金属的腐蚀速度
极化曲线测量金属的腐蚀速度 一、 目的和要求 1. 掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。通过测定Fe 在NaCl 溶液中的 极化曲线，求算Fe 的自腐蚀电位，自腐蚀电流。 2. 讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。 二、 基本原理 当金属浸于腐蚀介质时，如果金属的平衡电极电位低于介质中去极化剂（如H +或氧分子）的平衡电极电位，则金属和介质构成一个腐蚀体系，称为共轭体系。此时，金属发生阳极溶解，去极化剂发生还原。以金属锌在盐酸体系中为例： 阳极反应： Zn-2e=Zn 2+ 阴极反应： H ++2e=H 2 阳极反应的电流密度以 i a 表示， 阴极反应的速度以 i k 表示， 当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，i a =i k =i corr （i corr 为腐蚀电流），体系不会有净的电流积累，体系处于一稳定电位c ?。根据法拉第定律，体系通过的电流和电极上发生反应的物质的量存在严格的一一对应关系，故可阴阳极反应的电流密度代表阴阳极反应的腐蚀速度。金属自腐蚀状态的腐蚀电流密度即代表了金属的腐蚀速度。因此求得金属腐蚀电流即代表了金属的腐蚀速度。 金属处于自腐蚀状态时，外测电流为零。 极化电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。极化曲线在金属腐蚀研究中有重要的意义。测量腐蚀体系的阴阳极极化曲线可以揭示腐蚀的控制因素及缓蚀剂的作用机理。在腐蚀点位附近积弱极化区的举行集会测量可以可以快速求得腐蚀速度。还可以通过极化曲线的测量获得阴极保护和阳极保护的主要参数。 在活化极化控制下，金属腐蚀速度的一般方程式为： 其中 I 为外测电流密度，i a 为金属阳极溶解的速度，i k 为去极化剂还原的速度，βa 、βk 分别为金属阳极溶解的自然对数塔菲尔斜率和去极化剂还原的自然对数塔菲尔斜率。若以十为底的对数，则表示为b a 、b k 。 这就是腐蚀金属电极的极化曲线方程式，令 ?E 称为腐蚀金属电极的极化值，?E ＝0时，I ＝0；?E>0时，是阳极极化，I>0,体系通过阳极电流。?E<0时，I<0， 体系通过的是阴极电流，此时是对腐蚀金属电极进行阴极极化。因此外测电流密度也称为极化电流密度 测定腐蚀速度的塔菲尔直线外推法 当对电极进行阳极极化，在强极化区， 阴极分支电流i k =0, )]ex p()[ex p(k c a c corr k a i i i I β??β??---=-=c E ??-=?)]ex p()[ex p(k a corr E E i I ββ?--?=)ex p(a corr a E i i I β?==