材料的耐环境性能资料重点

② 提高合金的电极电位。
③ 使表面形成致密的钝化膜。 Zn
电解液
Zn-Cu原电池示意图
珠光体腐蚀示意图
工业发达国家每年金属腐蚀造 成的直接经济损失占GNP的 4%左右。中国每年腐蚀的损 失至少达400亿元以上。
晶间腐蚀是沿晶粒周界发生腐蚀的现象，危害很大. 它是由于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降
电偶腐蚀
晶间腐蚀是沿晶粒周界发生腐蚀的现象，危害很大. 它是由于Cr23C6析出于晶界，使晶界附近Cr含量降
到12%以下，在介质作用下发生强烈腐蚀。
加 Ti、Nb则先于Cr与C形成不易溶于奥氏体的碳化 物, 避免晶界贫Cr。
奥氏体不锈钢晶界的Cr23C6析出
晶间腐蚀
晶间腐蚀破坏 消火栓
304不锈钢
高分子材料的老化
老化：高分子材料在加工和使用过程中，在光、热、水、化学与 生物侵蚀等内外因素的综合作用下，表现为性能逐渐下降，从而 失去或全部丧失其使用价值的现象
化学老化
– 热氧老化 – 光氧老化 – 化学介质老化 – 生物老化
物理老化
防止电化学腐蚀的措施：
① 获得均匀的单相组织。
Zn
氧化态与还原态物质的活度都为1时的电极电位。
电极极化
电极极化：电流通过电极时，电 极电位偏离其平衡电位的现象
去极化作用：消除或减弱极化作 用的电极过程。能引起去极化作 用的物质称为去极化剂。
极化类型
电化学极化: 由于电极反应所需的活化能较高，电极上的电化学 反应速度小于电子运动的速度而导致的极化。
应力腐蚀裂纹
发生应力腐wenku.baidu.com奥氏体不锈钢管道内壁
应力腐蚀裂纹
双相不锈钢: 022Cr25Ni6Mo2N
沉淀硬化不锈钢： 05Cr17Ni4Cu4Nb （17-4PH） 07Cr17Ni7Al
到12%以下，在介质作用下发生强烈腐蚀。
加 Ti、Nb则先于Cr与C形成不易溶于奥氏体的碳化 物, 避免晶界贫Cr。
奥氏体不锈钢晶界的Cr23C6析出
晶间腐蚀
晶间腐蚀
消火栓
破坏
304不锈钢
齿轮架
⑷ 应力腐蚀 奥氏体不锈钢易发生应力腐蚀。即在特定合金-环境
体系中，应力与腐蚀共同作用引起的破坏。应力腐 蚀易在含Clˉ的介质中发生，裂纹为树枝状。
齿轮架
应力腐蚀 奥氏体不锈钢易发生应力腐蚀。即在特定合金-环境
体系中，应力与腐蚀共同作用引起的破坏。应力腐 蚀易在含Clˉ的介质中发生，裂纹为树枝状。
应力腐蚀裂纹
发生应力腐蚀奥氏体不锈钢管道内壁
应力腐蚀裂纹
大气 土壤 海水 微生物 其它
腐蚀环境
腐蚀评定方法
均匀腐蚀
– 质量指标 – 深度指标
浓度极化：由于电子运动速度快于溶液中反应物或产物的液相的 传质步骤，造成反应物和产物在电极表面的浓度与溶液深处的浓 度出现差别，由此引起的极化。
电阻极化：由于在电极表面生成致密的覆盖膜，对金属离子迁移 起阻挡作用而产生的电极极化。
极化曲线
极化曲线：电极上电 极电位与电流密度之 间关系的曲线。
发生条件：表面容易钝化的材料，或表面镀有 阴极性保护层的金属。
危害：破坏性和隐患性很大。
缝隙腐蚀(Crevice corrsion)
特征：与结构中的缝隙相关联并在缝隙 内或紧靠缝隙周围发生的腐蚀。
缝隙腐蚀过程
初期
后期
电偶腐蚀 (Galvanic corrosion)
特征：具有不同电极电位的两 种或两种以上金属或合金（或 同一金属的不同部位）在电解 质溶液中相接触后，电位较低 的金属腐蚀加速，而电位较高 的金属腐蚀反而减慢（得到了 保护）。
a 阳极极化值 c 阴极极化值
金属的钝化
钝化：金属失去原来化学活性的现象 钝化曲线
– AB：金属的活性溶解区 – BC：活化-钝化过渡区 – CD：钝化区 – DE：过钝化区
腐蚀形态
全面腐蚀
– 均匀腐蚀 – 非均匀腐蚀
局部腐蚀
– 点蚀 – 缝隙腐蚀 – 电偶腐蚀 – 晶间腐蚀 – 选择性腐蚀
电化学腐蚀原 理
不同组织、成分、应力区域之间都可构成微电池。
电化学腐蚀过程
腐蚀电池包括阴极、阳极、电解质溶液和电路 腐蚀电池工作的三个环节：
– 阳极过程 – 阴极过程 – 电流的流动
电极电位与腐蚀倾向
腐蚀电池的电动势E与电池的阴极电位Ec和阳极 电位Ea的关系： E= Ec- Ea
阴、阳极电位越大，腐蚀倾向越大 标准电极电位：温度为25℃、气压为1个大气压、
均匀腐蚀（全面腐蚀，General ） corrosion
特征：腐蚀分布于金属的整个表面，使 金属整体减薄。
发生条件：腐蚀介质能够均匀地抵达金 属表面的各部位，而且金属的成分和组 织均匀。
危害：较小
点蚀（Pitting）
特征：局限在金属表面某些点处并向金属内部 深入的小孔状腐蚀形态。一般孔径小于深度。
材料的耐环境性能
金属的腐蚀
腐蚀是金属在周围环境 介质的作用下，由于化 学反应、电化学变化或 物理溶解而产生的变质 和破坏 。
的 化 裂解管
腐工 蚀管
道
内壁的 高温腐
蚀减薄
化学腐蚀是指金属在非电解质中的腐蚀。
电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中的腐蚀，是有电流参与 作用的腐蚀。
物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶解作用而引起的损坏
局部腐蚀
– 强度指标 – 延伸率指标
影响金属耐蚀性的因素
金属的电极电位：电位越正，耐蚀性越好 过电位 钝化
提高金属耐蚀性的途径
合金化
– 提高电极电位（热力学稳定性） – 提高析氢过电位 – 增加钝化能力 – 获得单相固溶体
热处理：改变合金的晶粒大小、应力状态，控制第二 相的形状、大小及分布