电化学腐蚀的分类
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电偶腐蚀电流，介质的电导率高，则加速电 偶腐蚀 。
• 四 防止电偶腐蚀的措施
• 1 组装件选用电偶序中位置靠近的金属相 • 2 避免大阴极小阳极的结构件设计 • 3 不同金属部件间应绝缘 • 4 应用涂（镀）层方法防止电偶腐蚀 • 5 设计时应考虑阳极部件易更换 • 6 电化学保护
小孔腐蚀
小孔腐蚀也称坑蚀或孔蚀
的腐蚀。
• 2 以局部腐蚀形式出现，一般呈点蚀、
• 缝隙腐蚀形貌
• 微生物代谢作用后果 • 1产生腐蚀环境 • 2在金属表面上造成电解质溶液成分或
性质的差异
• 3降低表面膜的耐蚀性 • 4影响阴极或阳极的反应速率
• 三 微生物腐蚀的控制
• 1 采用杀菌剂或抑菌剂； • 2 改善环境条件； • 3 表面保护层； • 4 阴极保护；
• 影响电偶腐蚀速度的因素主要有：①所形成 的电偶间的电极电位差;②腐蚀介质的电导 （图2）；③金属表面的极化和由于阴、阳 极反应生成表面膜或腐蚀产物的影响；④电
偶间的空间布置（几何因素）。电偶腐蚀速 度，在数量上服从法拉第电解定律。两金属
之间的电极电位差愈大、电流愈大，则腐蚀
愈快。电路中的各种电阻则按欧姆定律影响
部位 • 防止措施：排流法；绝缘法；牺牲阳极法
磨损腐蚀
• 磨损腐蚀：
• 由于腐蚀性流体和金属表面间的相对运动 而引起金属的加速破坏称为磨损腐蚀。
• 磨损腐蚀的类型
1 摩擦（微振或微动）腐蚀
• 固体与金属接触的交界面上，由机 械力与氧化共同作用，固体在金属表面 的振动和滑动所产生的腐蚀。
• 2 湍流腐蚀（冲击腐蚀） • 腐蚀性流体与材料的相对运动，
（1） 氯化物种类的影响
•
影响程度 Mg2+>Fe2+>Ca2+>Li+>Na+;
（2） 氯化物浓度和温度的影响
• 在50℃～300℃内，同温度下，浓度升高，
• 氯脆敏感性增大；随浓度升高，沸点升高，
• 氯脆敏感性增大；
（3）pH的影响
•
应力腐蚀破裂的敏感区，pH值为6~7;
•
pH值过低，引起金属全面腐蚀；
一元素优先溶解，这种腐蚀形式称为选择性腐蚀
或成分选择腐蚀。
• 腐蚀原电池：
• 电势较正的金属为阴极，电势较负的金属为 阳极而发生优先溶解。
• 一 黄铜脱锌
• 1 腐蚀特征：
•
黄铜中的锌被选择性溶液，留下多孔的富铜区，导
致合金强度下降。
• 2 腐蚀形态：
• （1）层状或均匀状脱锌
•
多发生于含锌量高的黄铜中，且常在酸性介质中发
• 2 控制环境
• （1）改善使用环境，如杂质、温度、温差、pH； • （2）加入缓蚀剂； • （3）采用保护涂（镀）层； • （4）电化学保护；
• 3 改善材质
• （1）正确选材； • （2）开发耐SCC的新材料； • （3）采用冶金、热处理新工艺；
选择性腐蚀
•
合金在腐蚀过程中，较活泼的某一组分或某
生物污染腐蚀
• 生物污染：由病原微生物、霉菌、寄生虫 以及某些有害生物过量生长引起的各种环 境单元质量下降或失去利用价值的现象
• 生物污染腐蚀指微生物附着金属表面上影 响氧扩散，造成细菌栖息、改变环境条件、 破坏表面膜和涂层从而产生局部腐蚀和污 染
•
pH值过高，氢氧化物膜形成，减缓应力腐蚀；
（4）电势的影响
•
由于应力腐蚀破裂常发生在三个过渡电势区，由
此，可用外加电流进行阳极或阴极极化来改变电势。
• 阳极极化使破裂时间缩短（加快应力腐蚀），阴极极 化可以抑制腐蚀破裂。
• 四 防止应力腐蚀破裂措施
• 1 消除和降低应力
• （1）改进结构设计，避免或减少局部应力集中； • （2）消除应力处理，如采用热处理退火、喷砂工艺；
•
藻类的分泌物或腐败物能吸附固体粒子而在金属
表面形成粘泥；
•
真菌分泌出的酶使纤维素分解，剩下的木质素或
腐烂产物在金属表面上形成粘泥；
•
粘泥在金属表面上的形成，构成了氧浓差电池，
引起垢下腐蚀；同时，粘泥为厌氧的硫酸盐还原菌提
供了良好的滋生条件；粘泥中细菌分泌出酸性物质如
有机酸、硫化物，增加了腐蚀介质的酸性，加速金属
电化学腐蚀的分类
朱少朋 学号：0904021011
电偶腐蚀
• 电偶腐蚀的定义：
•
两种电极电位不同的金属或合金相接触并放
入同一介质中时，电位较负的金属腐蚀加速，而
电位较正的金属腐蚀减缓（得到了保护）。由于
同电极电势较高的金属接触而引起腐蚀速度增大
的电化学腐蚀现象，称为电偶腐蚀或双金属腐蚀、
接触腐蚀。
• 金属在没有遭到腐蚀的情况下，循环应力达 到某一极限值以上时发生破坏，此极化值为疲劳 极限（疲劳强度）。
• 一 腐蚀疲劳的特征
• 1 特征
• （1）在空气中的疲劳存在着疲劳极限，但在
•
腐蚀疲劳时不存在疲劳极限；
• （2）腐蚀介质对材料的腐蚀疲劳强度影响大；
• （3）腐蚀疲劳裂纹源于腐蚀坑或表面缺陷，裂
围置换了水分子，使氯离子和氧化膜中阳离子
形成可溶性氯化物，促使金属离子溶入溶液中。
在新露出的基底金属特定点上生成小蚀孔，成
为蚀孔核。
（3）点蚀敏感位置（点蚀源）
• ① 金属表面的非金属夹杂物处； • ② 金相组织不均匀，晶界处； • ③ 钝化膜粗化、划伤、应力集中处、晶格缺 • 陷处； • ④ 镀层、漆膜的不致密，针孔、气泡处；
晶间腐蚀
• 一 晶间腐蚀产生的条件
1 晶间腐蚀的定义：
•
金属材料在特定的腐蚀介质中材料的晶粒晶界、相界产
生的腐蚀。
•
在晶间腐蚀电池中，晶界为腐蚀阳极。晶粒为腐蚀阴极，
晶界、相界产生选择性溶解。
2 晶间腐蚀的特征
•
晶间腐蚀后的金属表面仍保持光泽，但材料的晶间结合
力已丧失，强度几乎完全消失，导致构件破坏。
生。腐蚀沿着表面发展，黄铜表面的锌象被一条条地剥
走似的。
• （2）塞（栓）状脱锌
•
多发生于含锌量较低的黄铜中和在中性、碱性介质
中。腐蚀在黄铜局部地区向深处发展，由于锌的溶解而
形成多孔、麻孔。
杂散电流腐蚀
• 杂散电流腐蚀由杂散电流引起的腐蚀，也 称电蚀。
• 其特点： • 1腐蚀强烈 • 2腐蚀集中于局部位置 • 3有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷
子进入膜层后，产生了强烈的感应离子导电，使膜在特
定点上维持高的电流密度并使阳离子杂乱移动，当膜/溶
液界面的电场达到某一临界值
时，就发生小孔腐
蚀。
• （2）吸附理论
•
该理论认为点蚀的发生是由于Cl－离子和氧
的竞争吸附所造成。当金属表面上氧的吸附点
被氯离子所取代时，点蚀就发生了。其原因是
氯离子选择性吸附在氧化膜表面阴离子晶格周
（4） 蚀孔的诱导期
• 蚀孔的诱导期的长短取决于介质中的阴离 子浓度、pH值、金属的纯度和表面的完整性、 外加极化电势等因素。
• 对于给定的金属：
• 一般情况，
ຫໍສະໝຸດ Baidu
• 四 防止点蚀的措施
• 1 改善介质条件； • 2 选用耐点蚀的合金材料； • 3 阴极保护； • 4 对金属材料表面进行钝化处理，提高材料的 • 钝态稳定性； • 5 添加缓蚀剂；
•
纹成群出现，主要为穿晶型，也有沿晶和
•
混合型；
• （4）腐蚀疲劳断口既有腐蚀的特征又有疲劳的
•
特征；
微生物腐蚀
•
微生物腐蚀指在微生物生命活动参与下所发生的
腐蚀过程。
• 一 微生物腐蚀的特征
• 1 先形成粘泥，再引起腐蚀；
•
细菌能分泌粘液，粘液把悬浮在水中的无机垢、
腐蚀产物、灰砂淤泥等粘接在金属表面上形成粘泥；
•
相结构、各类缺陷、加工状态等。
• （2）特定环境
•
包括介质成分、浓度、杂质和温度。
•
如表7.1 引起合金产生SCC的某些介质；
• （3）足够大的拉伸应力（超过某一极限值）
• 2 发生应力腐蚀破裂有三个敏感电势区
• （1）区域1：活化－阴极保护过渡区 • （2）区域2：活化－钝化电势过渡区 • （3）区域3：钝化－过钝化电势区
3 产生晶间腐蚀的两个必须具备的条件
• （1）内因：晶界物质的物理化学状态与晶粒
•
不同；
• （2）外因：特定的环境条件；腐蚀介质能使
•
晶界、晶粒电化学性质不均匀性
•
显示出来。
• 三 影响晶间腐蚀的因素
• 1 加热温度与加热时间的关系 • 2 合金成分的影响
• （1）碳 • （2）铬、镍、钼 • （3）钛、铌 • （4）硼
它是指金属表面微小区域因氧化膜破损 或析出相和夹杂物剥落，引起该处电极电位 降低而出现小孔并向深度发展的现象。
• 二 小孔腐蚀机理
• 1 蚀孔成核
• 蚀孔成核原因有两种说法：钝化膜破坏理论 和吸附理论。
• （1）钝化膜破坏理论（以不锈钢为例)
•
该理论认为当腐蚀性阴离子（如Cl－）在不锈钢钝化
膜上吸附后，由于氯离子半径小，而穿过钝化膜，Cl－离
在机械力和电化学的共同作用。
3空泡腐蚀（气蚀）
• 流体与金属材料的相对运动，使金属材料 表面局部区域产生涡流，使气泡在金属表面迅 速地生成、破灭，造成金属表面麻孔状。
腐蚀疲劳
• 腐蚀疲劳：
• 金属材料在循环应力或脉冲应力与腐蚀介质 的联合作用下产生的脆性断裂称为腐蚀疲劳。
• 疲劳极限（疲劳强度，机械疲劳）：
• 3 电极电势与介质
• 五 防止晶间腐蚀的措施
• 1 降低或去除有害杂质 • 2 加入少量稳定化元素 • 3 固溶处理 • 4 加入铁素体形成元素
应力腐蚀破裂
• 一 应力腐蚀破裂的特征
• 1 发生应力腐蚀破裂需同时具备的三个条件
• （1）特定的合金成分和组织
•
包括合金的晶粒大小、晶粒取向、形态、
• 4 破裂过程存在三个阶段
（1）孕育期 • 裂纹源成核阶段，所需时间占整个破裂时间的90％； （2）裂纹扩展期 • 裂纹成核后 直至发展到临界尺寸所经历的时间； （3）快速破裂期
由纯力学作用，裂纹失稳导致破裂；
• 三 应力腐蚀破裂的影响因素
• 以不锈钢的氯化物应力腐蚀破裂为例（不锈钢氯 脆）
• 1 腐蚀介质
• 四 防止电偶腐蚀的措施
• 1 组装件选用电偶序中位置靠近的金属相 • 2 避免大阴极小阳极的结构件设计 • 3 不同金属部件间应绝缘 • 4 应用涂（镀）层方法防止电偶腐蚀 • 5 设计时应考虑阳极部件易更换 • 6 电化学保护
小孔腐蚀
小孔腐蚀也称坑蚀或孔蚀
的腐蚀。
• 2 以局部腐蚀形式出现，一般呈点蚀、
• 缝隙腐蚀形貌
• 微生物代谢作用后果 • 1产生腐蚀环境 • 2在金属表面上造成电解质溶液成分或
性质的差异
• 3降低表面膜的耐蚀性 • 4影响阴极或阳极的反应速率
• 三 微生物腐蚀的控制
• 1 采用杀菌剂或抑菌剂； • 2 改善环境条件； • 3 表面保护层； • 4 阴极保护；
• 影响电偶腐蚀速度的因素主要有：①所形成 的电偶间的电极电位差;②腐蚀介质的电导 （图2）；③金属表面的极化和由于阴、阳 极反应生成表面膜或腐蚀产物的影响；④电
偶间的空间布置（几何因素）。电偶腐蚀速 度，在数量上服从法拉第电解定律。两金属
之间的电极电位差愈大、电流愈大，则腐蚀
愈快。电路中的各种电阻则按欧姆定律影响
部位 • 防止措施：排流法；绝缘法；牺牲阳极法
磨损腐蚀
• 磨损腐蚀：
• 由于腐蚀性流体和金属表面间的相对运动 而引起金属的加速破坏称为磨损腐蚀。
• 磨损腐蚀的类型
1 摩擦（微振或微动）腐蚀
• 固体与金属接触的交界面上，由机 械力与氧化共同作用，固体在金属表面 的振动和滑动所产生的腐蚀。
• 2 湍流腐蚀（冲击腐蚀） • 腐蚀性流体与材料的相对运动，
（1） 氯化物种类的影响
•
影响程度 Mg2+>Fe2+>Ca2+>Li+>Na+;
（2） 氯化物浓度和温度的影响
• 在50℃～300℃内，同温度下，浓度升高，
• 氯脆敏感性增大；随浓度升高，沸点升高，
• 氯脆敏感性增大；
（3）pH的影响
•
应力腐蚀破裂的敏感区，pH值为6~7;
•
pH值过低，引起金属全面腐蚀；
一元素优先溶解，这种腐蚀形式称为选择性腐蚀
或成分选择腐蚀。
• 腐蚀原电池：
• 电势较正的金属为阴极，电势较负的金属为 阳极而发生优先溶解。
• 一 黄铜脱锌
• 1 腐蚀特征：
•
黄铜中的锌被选择性溶液，留下多孔的富铜区，导
致合金强度下降。
• 2 腐蚀形态：
• （1）层状或均匀状脱锌
•
多发生于含锌量高的黄铜中，且常在酸性介质中发
• 2 控制环境
• （1）改善使用环境，如杂质、温度、温差、pH； • （2）加入缓蚀剂； • （3）采用保护涂（镀）层； • （4）电化学保护；
• 3 改善材质
• （1）正确选材； • （2）开发耐SCC的新材料； • （3）采用冶金、热处理新工艺；
选择性腐蚀
•
合金在腐蚀过程中，较活泼的某一组分或某
生物污染腐蚀
• 生物污染：由病原微生物、霉菌、寄生虫 以及某些有害生物过量生长引起的各种环 境单元质量下降或失去利用价值的现象
• 生物污染腐蚀指微生物附着金属表面上影 响氧扩散，造成细菌栖息、改变环境条件、 破坏表面膜和涂层从而产生局部腐蚀和污 染
•
pH值过高，氢氧化物膜形成，减缓应力腐蚀；
（4）电势的影响
•
由于应力腐蚀破裂常发生在三个过渡电势区，由
此，可用外加电流进行阳极或阴极极化来改变电势。
• 阳极极化使破裂时间缩短（加快应力腐蚀），阴极极 化可以抑制腐蚀破裂。
• 四 防止应力腐蚀破裂措施
• 1 消除和降低应力
• （1）改进结构设计，避免或减少局部应力集中； • （2）消除应力处理，如采用热处理退火、喷砂工艺；
•
藻类的分泌物或腐败物能吸附固体粒子而在金属
表面形成粘泥；
•
真菌分泌出的酶使纤维素分解，剩下的木质素或
腐烂产物在金属表面上形成粘泥；
•
粘泥在金属表面上的形成，构成了氧浓差电池，
引起垢下腐蚀；同时，粘泥为厌氧的硫酸盐还原菌提
供了良好的滋生条件；粘泥中细菌分泌出酸性物质如
有机酸、硫化物，增加了腐蚀介质的酸性，加速金属
电化学腐蚀的分类
朱少朋 学号：0904021011
电偶腐蚀
• 电偶腐蚀的定义：
•
两种电极电位不同的金属或合金相接触并放
入同一介质中时，电位较负的金属腐蚀加速，而
电位较正的金属腐蚀减缓（得到了保护）。由于
同电极电势较高的金属接触而引起腐蚀速度增大
的电化学腐蚀现象，称为电偶腐蚀或双金属腐蚀、
接触腐蚀。
• 金属在没有遭到腐蚀的情况下，循环应力达 到某一极限值以上时发生破坏，此极化值为疲劳 极限（疲劳强度）。
• 一 腐蚀疲劳的特征
• 1 特征
• （1）在空气中的疲劳存在着疲劳极限，但在
•
腐蚀疲劳时不存在疲劳极限；
• （2）腐蚀介质对材料的腐蚀疲劳强度影响大；
• （3）腐蚀疲劳裂纹源于腐蚀坑或表面缺陷，裂
围置换了水分子，使氯离子和氧化膜中阳离子
形成可溶性氯化物，促使金属离子溶入溶液中。
在新露出的基底金属特定点上生成小蚀孔，成
为蚀孔核。
（3）点蚀敏感位置（点蚀源）
• ① 金属表面的非金属夹杂物处； • ② 金相组织不均匀，晶界处； • ③ 钝化膜粗化、划伤、应力集中处、晶格缺 • 陷处； • ④ 镀层、漆膜的不致密，针孔、气泡处；
晶间腐蚀
• 一 晶间腐蚀产生的条件
1 晶间腐蚀的定义：
•
金属材料在特定的腐蚀介质中材料的晶粒晶界、相界产
生的腐蚀。
•
在晶间腐蚀电池中，晶界为腐蚀阳极。晶粒为腐蚀阴极，
晶界、相界产生选择性溶解。
2 晶间腐蚀的特征
•
晶间腐蚀后的金属表面仍保持光泽，但材料的晶间结合
力已丧失，强度几乎完全消失，导致构件破坏。
生。腐蚀沿着表面发展，黄铜表面的锌象被一条条地剥
走似的。
• （2）塞（栓）状脱锌
•
多发生于含锌量较低的黄铜中和在中性、碱性介质
中。腐蚀在黄铜局部地区向深处发展，由于锌的溶解而
形成多孔、麻孔。
杂散电流腐蚀
• 杂散电流腐蚀由杂散电流引起的腐蚀，也 称电蚀。
• 其特点： • 1腐蚀强烈 • 2腐蚀集中于局部位置 • 3有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷
子进入膜层后，产生了强烈的感应离子导电，使膜在特
定点上维持高的电流密度并使阳离子杂乱移动，当膜/溶
液界面的电场达到某一临界值
时，就发生小孔腐
蚀。
• （2）吸附理论
•
该理论认为点蚀的发生是由于Cl－离子和氧
的竞争吸附所造成。当金属表面上氧的吸附点
被氯离子所取代时，点蚀就发生了。其原因是
氯离子选择性吸附在氧化膜表面阴离子晶格周
（4） 蚀孔的诱导期
• 蚀孔的诱导期的长短取决于介质中的阴离 子浓度、pH值、金属的纯度和表面的完整性、 外加极化电势等因素。
• 对于给定的金属：
• 一般情况，
ຫໍສະໝຸດ Baidu
• 四 防止点蚀的措施
• 1 改善介质条件； • 2 选用耐点蚀的合金材料； • 3 阴极保护； • 4 对金属材料表面进行钝化处理，提高材料的 • 钝态稳定性； • 5 添加缓蚀剂；
•
纹成群出现，主要为穿晶型，也有沿晶和
•
混合型；
• （4）腐蚀疲劳断口既有腐蚀的特征又有疲劳的
•
特征；
微生物腐蚀
•
微生物腐蚀指在微生物生命活动参与下所发生的
腐蚀过程。
• 一 微生物腐蚀的特征
• 1 先形成粘泥，再引起腐蚀；
•
细菌能分泌粘液，粘液把悬浮在水中的无机垢、
腐蚀产物、灰砂淤泥等粘接在金属表面上形成粘泥；
•
相结构、各类缺陷、加工状态等。
• （2）特定环境
•
包括介质成分、浓度、杂质和温度。
•
如表7.1 引起合金产生SCC的某些介质；
• （3）足够大的拉伸应力（超过某一极限值）
• 2 发生应力腐蚀破裂有三个敏感电势区
• （1）区域1：活化－阴极保护过渡区 • （2）区域2：活化－钝化电势过渡区 • （3）区域3：钝化－过钝化电势区
3 产生晶间腐蚀的两个必须具备的条件
• （1）内因：晶界物质的物理化学状态与晶粒
•
不同；
• （2）外因：特定的环境条件；腐蚀介质能使
•
晶界、晶粒电化学性质不均匀性
•
显示出来。
• 三 影响晶间腐蚀的因素
• 1 加热温度与加热时间的关系 • 2 合金成分的影响
• （1）碳 • （2）铬、镍、钼 • （3）钛、铌 • （4）硼
它是指金属表面微小区域因氧化膜破损 或析出相和夹杂物剥落，引起该处电极电位 降低而出现小孔并向深度发展的现象。
• 二 小孔腐蚀机理
• 1 蚀孔成核
• 蚀孔成核原因有两种说法：钝化膜破坏理论 和吸附理论。
• （1）钝化膜破坏理论（以不锈钢为例)
•
该理论认为当腐蚀性阴离子（如Cl－）在不锈钢钝化
膜上吸附后，由于氯离子半径小，而穿过钝化膜，Cl－离
在机械力和电化学的共同作用。
3空泡腐蚀（气蚀）
• 流体与金属材料的相对运动，使金属材料 表面局部区域产生涡流，使气泡在金属表面迅 速地生成、破灭，造成金属表面麻孔状。
腐蚀疲劳
• 腐蚀疲劳：
• 金属材料在循环应力或脉冲应力与腐蚀介质 的联合作用下产生的脆性断裂称为腐蚀疲劳。
• 疲劳极限（疲劳强度，机械疲劳）：
• 3 电极电势与介质
• 五 防止晶间腐蚀的措施
• 1 降低或去除有害杂质 • 2 加入少量稳定化元素 • 3 固溶处理 • 4 加入铁素体形成元素
应力腐蚀破裂
• 一 应力腐蚀破裂的特征
• 1 发生应力腐蚀破裂需同时具备的三个条件
• （1）特定的合金成分和组织
•
包括合金的晶粒大小、晶粒取向、形态、
• 4 破裂过程存在三个阶段
（1）孕育期 • 裂纹源成核阶段，所需时间占整个破裂时间的90％； （2）裂纹扩展期 • 裂纹成核后 直至发展到临界尺寸所经历的时间； （3）快速破裂期
由纯力学作用，裂纹失稳导致破裂；
• 三 应力腐蚀破裂的影响因素
• 以不锈钢的氯化物应力腐蚀破裂为例（不锈钢氯 脆）
• 1 腐蚀介质