金属材料的耐蚀性能(一)

任务一
一、铁碳合金
（二）耐蚀性能 3、在盐溶液中 （1）中性盐溶液
金属材料的耐蚀性能（一）
如：NaCl、 KCl溶液等 （2）酸性盐溶液 如：NaNO3、NH4NO3溶液等 （3）碱性盐溶液 如：Na3PO4、 Na2SiO3溶液等 （4）氧化性盐溶液 如：强去极剂，如FeCl3 、 CuCl2等——加速腐蚀 钝化剂，如K2CrO7、 NaNO2等——缓蚀作用
在低合金钢中，由于与铬的同时加入而显著改善了钢的钝 化能力； 镍的加入则可提高钢的耐酸耐碱性，还能提高耐腐蚀疲劳 及耐海水腐蚀的能力。
如：10MnSiCu、09MnCuPTi等。
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任务一
金属材料的耐蚀性能（一）
三、低合金钢
（二）在高温氢气中的耐蚀性
在化学工业中的高温氢侵蚀主要发生合成氨工业中的氨合成 塔。氢侵蚀的作用主要是脱碳生成CH4。
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任务一
二、高硅铸铁
金属材料的耐蚀性能（一）
含硅10%～16%的一系列合金铸铁。
（一）性能 1、耐蚀性能 良好的耐蚀性——硅在铸铁表面形成一层由SiO2组成的保护膜。 在氧化性介质及某些还原性酸中具有优良的耐蚀性。如能耐各 种温度和浓度的硝酸、硫酸、醋酸、常温下的盐酸、脂肪酸等。 不耐高温盐酸、亚硫酸、卤素、氢氟酸、苛性碱溶液和熔融碱 等介质的腐蚀。 4HF + SiO2 → SiF4↑+ H2O 2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O 为什么不能耐氢氟 酸和强碱的腐蚀？
应注意些什么？
3、含碳量对铁碳合金在酸中的耐蚀性能有何影响？解释为什 么在浓硫酸中铸铁的耐蚀性优于碳钢？ 4、指出碳钢及铸铁在下列溶液中的耐蚀性： （1）30%的H2SO4； （3）10%的NaCl； （5）5%的Na3PO4。 （2）80%的H2SO4； （4）3%的CuSO4；
【作业】
教材P86：习题第1题
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任务一
金属材料的耐蚀性能（一）
碳钢
一、铁碳合金
铁碳合金 普通铸铁
（一）合金元素对耐蚀性能的影响
主要元素：铁和碳
基本组成：铁素体、渗碳体及石墨
基本组成与耐蚀性的关系： 三者电极电位相差很大，当与电解质溶液接触构成微电池 时，便会促进铁碳合金腐蚀。（详见教材P67表5-1）
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任务一
金属材料的耐蚀性能（一）
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任务一
二、高硅铸铁
（一）性能 2、力学性能
金属材料的耐蚀性能（一）
硬而脆，力学性能差，应避免承受冲击力，不能用于制造压力
容器。铸件一般不能采用除磨削以外的机械加工。 （二）机械加工性能的改善 加入稀土镁合金，可提高强度、耐蚀性及加工性能。 加入钼、铜和稀土元素等，可改善机械加工性能。
增加钼的含量，可提高耐盐酸（特别是热盐酸）腐蚀的性
一、铁碳合金
（一）合金元素对耐蚀性能的影响
（1）碳 在非氧化性酸中,腐蚀较严重，随着含碳量的增加而加快； 在氧化酸中，如果是稀的，则腐蚀较严重，随着含碳量增加百 加快；如果是浓的，则由于随着含碳量的增加发生钝化更容易， 腐蚀速度降低。 （2）锰 对耐蚀性影响不大。 （3）硅 对耐蚀性影响不大。 （4）硫 由于硫和铁和锰形成硫化物而析出，所以会加速腐蚀。 （5）磷 4 对耐蚀性影响不大。
能优于碳钢。
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任务一
一、铁碳合金
金属材料的耐蚀性能（一）
（二）耐蚀性能 铁碳合金不能直接 2、在酸中 用作处理盐酸设备 （1）盐酸 —— 腐蚀较严重 的结构材料！ （2）硫酸 —— 腐蚀程度与浓度有关 稀硫酸对其腐蚀严重；浓硫酸，由于发生钝化，腐蚀速度很低。 （3）硝酸 —— 腐蚀程度与浓度有关 稀硝酸中：腐蚀较严重； 浓硝酸中：由于发生钝化，腐蚀速度很低。 （4）氢氟酸 碳钢在低浓度氢氟酸中，腐蚀较严重； 在浓氢氟酸中，较稳定。 （5）有机酸 6 没有在无机酸中腐蚀强烈。
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任务一
金属材料的耐蚀性能（一）
一、铁碳合金
（二）耐蚀性能
1、在中性或碱性溶液中 （1）在中性溶液中 主要为氧去极化腐蚀，碳钢和铸铁的腐蚀行为相似。 （2）在碱性溶液中 举例：铁碳合金在NaOH溶液中的腐蚀 结论：一般来说，当拉应力小于某一临界应力时， NaOH溶液
浓度小于35%、温度低于120℃，碳钢可以用；铸铁耐碱腐蚀性
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任务一
一、铁碳合金
（二）耐蚀性能 4、在气体介质中
金属材料的耐蚀性能（一）
干燥气体（如Cl2、SO2等）中：腐蚀不强烈 潮湿气体（如Cl2、SO2等）中：腐蚀强烈 5、在有机溶剂中 无水：耐蚀 有水、溶解氧或盐类等：腐蚀 总结：碳钢和普通铸铁耐蚀性基本相同，但不完全一样，在有 些介质中相差很大。 如：在发烟硫酸一定的范围内碳钢能耐蚀，而铸铁却不能用； 在纯碱生产的碳化过程中，碳钢比铸铁的耐蚀性差，常用铸 铁。……
模块四


材料的耐腐蚀性能
任务一 金属材料的耐蚀性能（一） （2学时）
铁碳合金 高硅铸铁 低合金钢



任务二 金属材料的耐蚀性能（二）
不锈钢 有色金属及其合金
（2学时）


任务三 非金属材料的耐蚀性能
非金属材料的一般特点 防腐蚀涂料 塑料 玻璃钢 橡胶 硅酸盐材料 不透性石墨
（2学时）


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任务一

金属材料的耐蚀性能（一）
【知识目标】 掌握铁碳合金的耐蚀性； 掌握高硅铸铁的耐蚀性； 掌握低合金钢的耐蚀性。 能分析合金元素对铁碳合金耐蚀性的影响； 能分析高硅铸铁耐蚀性良好的原因。 培养严谨求实、勤奋好学、团结协作精神；
【技能目标】

【态度目标】


培养理论联系实际的观念。
【分析讨论】钢材抗氢腐蚀图（见教材P73图5-5） 碳钢在合成氨生产条件下只能用于不超过200℃的操作
温度，含钼钢比碳钢耐氢侵蚀性能好，含铬、钼的量越
高，耐蚀性越高； 只有3.0%Cr和0.5%Mo的钢就已经具有相当好的耐氢侵 蚀性能。
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【思考与讨论】
1、钢中含硫量高会对钢的耐蚀性产生哪些影响？ 2、高硅铸铁为什么具有较好的耐蚀性？在安装使用的过程中
力集中现象；
！操作时严禁温差剧变，或局
部受热，特别是开停车或清洗 时升温必须缓慢； ！不宜用作受压设备。
×
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任务一
三、低合金钢
金属材料的耐蚀性能（一）
加入到碳钢中的合金元素质量分数小于3%的一类钢。 （一）在自然条件下的耐蚀性
很多低合金钢较碳钢有优越的耐大气腐蚀性能，主要起作
用的合金元素是铜、磷、铬、镍等。
能。这种铸铁又称抗氯铸铁。
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任务一
二、高硅铸铁 （三）应用
主要应用
金属材料的耐蚀性能（一）
主要用于制造耐酸离心泵、管道、塔器、热交换 器、容器、阀件、旋塞等。
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任务一
二、高硅铸铁 （三）应用 注意事项
金属材料的耐蚀性能（一）
易碎的，脆的 易碎的, 脆的
！安装时不能用力敲打；
！装配必须准确，避免局部应