腐蚀基本概念doc

  金属腐蚀，是金属和四周介质接触时由于发生化学和电化学作用而引起的破坏作用。从热力学观点看，除了少数贵金属(如金、铂)外，各种金属都有转变成离子的趋势，就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后，在形状、色泽以及机械性能方面都将发生明显的变化。造成设施破坏、管道泄漏、产品污染，酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严峻铺张，患病巨大的经济损失。据估量，世界各发达我国每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3．5％-4．2％。因此，讨论金属的腐蚀机理，实行保护措施，有很重大的意义。意而斋【金属腐蚀的基本类型】1. 匀称腐蚀金属在绝大多数酸性溶液中，会发生不同程度的溶解，形成匀称腐蚀，溶解速度基本匀称。通常，溶液温度上升，溶质浓度加大，都可能加速金属的腐蚀。不仅如此，金属在大气、海洋、土壤及高温条件下，也会发生不同程度的匀称腐蚀。2. 点腐蚀（pitting Corrosion）点腐蚀又称为孔蚀（小孔腐蚀），是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件既促进又足以维持腐蚀的连续进行。3. 缝隙腐蚀（Crevice Corrosion）缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。金属部件在电解质溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙，其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态（一般在0.025 ~ 0.1mm），使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀多发生在金属连接（缝）处和表面污垢处。4. 电偶腐蚀（galvanic corrosion）因彼此腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触部位的局部腐蚀，就是电偶腐蚀，亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。此时，两种金属构成宏观腐蚀电池，产生电偶电流，使电位较低的金属（阳极）溶解速度增加，电位较高的金属（阴极）溶解速度减小。阴阳极面积比增大，介质电导率减小，都使阳极腐蚀加重。5. 晶间腐蚀（intergranular corrosion; intercrystalline corrosion）沿着金属晶粒间的分界面对内部扩展的一种局部腐蚀。主要由晶粒表面和内部间化学成分的差异（钝性元素“贫乏”）以及晶界杂质或内应力的存在而引起。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持肯定的金属光泽，肉眼一般看不出被破坏的迹象，但晶粒间结合力显着减弱，力学性能大大恶化，不能经受敲击或内部压力（如容器），所以是一种非常危急的腐蚀。通常多消失于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢和镍基合金中。6. 焊缝腐蚀（welded corrosion）简单在不锈钢焊缝区外侧消失的一种晶间腐蚀现象。其主要机理是，这些钢在425-815℃之间加热时，或者缓慢冷却通过这个温度区间时，都会造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），进而造成最邻近的区域铬贫化使得这些区域对腐蚀敏感。7. 选择腐蚀（Selective Corrosion ）在金属腐蚀过程中，在表面上某些特定部位有选择地溶解现象。金属固溶体的组分之一优先地由于腐蚀而转入溶液，而金属表面则渐渐地富集了另一组成，称为组分的选择性腐蚀。如黄铜脱锌。而在多相合金中任何一相发生优先溶解，称之为组织的选择性腐蚀。铸铁因腐蚀而发生铁素体的溶解以及碳化物和石墨在表面上富集是这类腐蚀的实例。由于腐蚀后剩下一个已除去某种合金组分的组织架构，所以也常称为去合金化。去合金化后材料总的尺寸变化不大，但金属已失去了强度，因而易于发生危急事故。8. 应力腐蚀开裂（SCC）金属在应力（拉应力或内应力）和腐蚀介质的联合作用下所发生的一种破坏，被称为SCC。SCC的特征是形成腐蚀—机械裂缝，既可以沿着晶界进展，也可以穿过晶粒扩展。由于裂缝扩展是在金属内部，会使金属结构强度大幅度下降，严峻时会发生突然破坏。SCC在肯定的条件下才会发生，它们是：特定的金属材料，患病特别的工作介质，并受到外部拉应力或内部残余应力的作用。9. 氢腐蚀（Hydrogen Attack ）主要发生在石油加氢、裂解等钢制装置中，是一种高温腐蚀现象。高温度高压力下，气相中氢以氢原子形式渗入钢中，与钢中的碳结合生成甲烷，造成钢表层脱碳，使强度、塑性降低，严峻时导致表面鼓泡或开裂。碳钢的抗氢腐蚀性能随钢中碳含量上升而降低；含有少量钛、铌、钒、钼等与碳有较强结合力量的元素的低合金钢，有较好的抗氢腐蚀力量。10. 氢脆（hydrogen embrittlement ）氢脆是溶于钢中的氢，聚合为氢分子或形成脆性氢化物，造成钢材内部应力集中，超过其强度极限，形成细小的内部裂纹或鼓泡。又称白点、氢鼓泡等。氢脆一经产生，就消退不了（只可防，无法治）。消失氢脆的工件通过除氢处理（如加热等）能部分消退氢脆，采纳真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避开氢脆。如电镀件的去氢都在200～240度的温度下，加热2～4小时可将绝大部分氢去除。11. 磨损腐蚀（wear corrosion）指金属摩擦副表面在相对滑动过程中，表面材料与四周介质发生化学或电化学反应，并伴随机械作用而引起损失的现象，亦称腐蚀磨损。腐蚀磨损通常是一种稍微磨损，但在肯定条件下也可能转变为严峻磨损。12. 腐蚀疲惫（corrosion fatigue）在交变载荷作用下，当金属受到介质的腐蚀作用时，内部应力不断重新安排，将加速裂缝的形成，这就是腐蚀疲惫现象。几乎在任何介质中都可以观看到此腐蚀疲惫，且其断口少分支，无光泽，多源头（因此与机械疲惫和应力腐蚀开裂现象不同）。13. 高温腐蚀（high temperature corrosion）金属材料在高温下与环境气氛中的氧、硫、碳、氮等元素发生化学或电化学反应而导致的变质或破坏。高温腐蚀并无严格的温度界限，通常认为，当金属工作时候的温度达到其熔点(肯定温标)的0.3～0.4以上时，就可认为是高温腐蚀环境。在石油化学工业、能源、动力、冶金、航空航天等领域都会存在高温腐蚀问题，针对不同的高温腐蚀环境可以采纳不一样材料，或采纳耐高温腐蚀涂层进行防护。意而斋【金属防腐蚀技术】金属防腐蚀的方法许多，主要有改善金属的本质，把被爱护金属与腐蚀介质隔开，或对金属进行表面处理，改善腐蚀环境和电化学爱护等。1、改善金属的本质依据不同的用途选不一样的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以有效的预防或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢能增加防腐蚀力量。2、形成爱护层在金属表面掩盖各种爱护层，把被爱护金属气腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。工业上广泛使用的爱护层有非金属爱护层和金属爱护层两大类，通常采纳以下方法形成爱护层：① 金属的磷化处理：钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡，即可在金属表明产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜，这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色，厚度一般为5至20微米，在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构，对油漆等的吸附力量强，如用作油漆底层，抵抗腐蚀能力可进一步提升。② 金属的氧化处理：将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加热处理，其表面即可形成一层厚度约为0．5至1．5微米的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4)，以达到钢铁防腐蚀的目的，此过程称为发蓝处理，简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性，不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件，弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。③ 非金属涂层 ：用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)喷涂金属表面，比喷漆效果更加好。塑料掩盖层致密光滑。色泽明丽，兼具防蚀与装饰的双重功能。搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉，有极好的耐腐蚀和抗老化性能，因此作为耐腐蚀非金属涂层，大范围的使用在石油化学工业、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。④ 金属爱护层：这是以

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