常见的局部腐蚀ppt课件

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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
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-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。 20
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。
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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-
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。
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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。
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1Cr18Ni9Ti不锈钢的晶间腐蚀金相照片
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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
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
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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 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。
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缝隙腐蚀与孔蚀的比较
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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。
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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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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。
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。
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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 钛合金等。
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。
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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。
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3 缝隙腐蚀
常见的缝隙腐蚀 法兰连接面、螺母压紧面、焊缝气孔、