94金属腐蚀与防护

Hereaddsyourname公司LOGO点蚀与缝隙腐蚀第一组成员：陈学明陈守冲孔得飞华中李运本李刚刘恒张浩飞12Hereaddsyour3HereaddsyourTitle4HereaddsyourTitle5HereaddsyourTitle6公司LOGO腐蚀：金属材料以及由它们制成的结构物，在自然环境中或者在工况条件下，由于与其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏的现象。电化学腐蚀化学腐蚀全面腐蚀局部腐蚀：当腐蚀集中于金属某一部分时的情况。公司LOGO:不锈钢在含氯离子介质中的点蚀和缝隙腐蚀机理：不锈钢在含有卤素离子和的中性溶液，碱性溶液或在含有和等氧化性离子的酸性溶液中表面钝化膜被破坏而发生的一种孔状腐蚀这种形象称为点蚀。SCN3Fe2Cu许多研究工作表明,点蚀发生在钝化的金属表面.钝化膜是一薄层致密的氧化膜,厚度约10埃—30埃.在侵蚀性的离子影响下,钝化膜破坏的地方形成一个半圆形的孔,一般为多角园孔，这些孔的直径最大的可发展到1毫米或1毫米以上,点蚀坑内往往填充着腐蚀产物。ZeMMeZ（阳极反应）点蚀四周的钝化表面必然发生阴极反应,即氧的还原或氢的析出。公司LOGO60%75%35%WPS演示助您快速创建极具感染力的演示文稿，打造令人震撼的影院效果。WPS演示助您快速创建极具感染力的演示文稿，打造令人震撼的影院效果。WPS演示助您快速创建极具感染力的演示文稿，打造令人震撼的影院效果。图1为腐蚀电流密度i与电极电位E的典型关系图。E为Flade电位,蚀坑半圆内的电位为Ea,蚀坑外的电位为EP,点蚀内表面与其四周钝化表面之间,有一个电位差△E.但某些实验的结果表明,对小的点孔而言不存在这样大的电位差别。aEEaEaEEPKolotyrkin和uhlig根据吸附理论描述点蚀的行成是与竞争吸附的结果。Cl2O公司LOGO1/18/2020WPS演示助您快速创建极具感染力的演示文稿，打造令人震撼的影院效果。75%3%201120122013WPS演示助您快速创建极具感染力的演示文稿，打造令人震撼的影院效果。WPS演示助您快速创建极具感染力的演示文稿，打造令人震撼的影院效果。形成点蚀的诱导期：形成第一个点蚀所需的时间称为诱导期.Engell与stolica发现诱导期与浓度关.愈多诱导期愈短,在浓度的临界值以下便不发生点蚀.Stoliea并指出18Cr一10Ni钢在研1N+0.2NaCI溶液中的诱导期随电位的增加而缩短。ClCl42SOH击穿电位：击穿电位常用以衡量金属抗点蚀的性能。因此测定不同金属及合金在介质中的值可以作为比较它们点蚀敏感程度的依据.愈正的合金愈耐点蚀。bEbE谢谢观看公司LOGO1/18/2020点蚀最敏感的部位：点蚀容易发生在晶界或非金属夹杂物的附近，特别容易发生在硫化物夹杂处。由于蚀坑内的pH下降,按下述反应将加速点蚀的发展:e8H8SOMnOH4MnS2422SHMnH2MnS22锈钢中的硫化物夹杂有单独存在的,也有以(Mn·X)S的复合硫化物存在的,或包围着,及等夹杂物而存在的,溶解的硫化物便是点蚀开始的地方。32OAl52OCrNbC合金元素的形响：提高不锈钢抗点蚀性能的合金元素有Cr、Ni、Mo、Si、N、Nb等特别显著的是Cr和Mo。SiSi•Rozenfeld与Maksimchuk也认为Cr是阻止点蚀最有效的成分。其次是Mo，Ni,Cr能行成含氧的氢氧化铬（定性的为CrOOH)这是不绣钢钝化膜的主要成分，Mo由于下述反应形成的离子能抑制向钝化膜吸附,因而提高了抗点蚀性能。•介质成分的影响：点蚀不但与浓度有关,且与非侵蚀性的阴离子浓度有关,更确切地讲,与侵蚀性和非蚀性阴离子的比例有关。在不同活度溶液中,Uhlig测定了抑制18Cr-SNi等不锈钢发生点蚀的最低阴离子活度,并得出这些阴离子的缓蚀效应系按下列程序递减:24MnOCle2H4MoOOH2MoO2422ClCl323ClOSOAcNOOH介质中如有，，去极化的阳离子等存在,将加速点蚀。2Hg3Fe2CupH值和温度的影响•Leckic和Uhlig指出在酸性的pH范围内,对Eb无大影响。但在碱性介质中明显向正方向移动.•热处理与冷加工的影响：Forehhammer和Engell研究了奥氏体不锈钢18Cr一10Ni、26Cr一20Ni,17Cr一10Ni一24Mo及16Cr-14Ni一Mo冷加工对Eb的影响,发现在3%NaCl溶液中,冷加工与未冷加工钢的Eb并无多大差别,但点蚀数目增加,蚀坑较小。•Brigham和Tozer研究317不锈钢的点蚀电位与温度的关系如图抑制点蚀的措施:1.降低浓度的含量或加入缓蚀剂。2.采用阴极保护,使不锈钢处于较Ep为低的钝化区。3.提高不锈钢的均匀性,选用含Cr和Mo较高的钢号,含Mo和N的Cr一Ni奥氏体不锈钢,高Cr低Ni含MO的二相不锈钢。含Mo高Cr的铁素体不锈钢。Cl缝隙腐蚀•缝隙腐蚀是金属表面被遮部分与介质接触时发生的一种局部腐蚀。当介质渗入到不易渗入的缝隙后(其宽度一般只有百分之几毫米)便会使金属发生不同类型的破坏,如金属表面生锈或穿孔,机械强度可能降低到允许极限之下,以致一旦受到负载或腐蚀产物的楔入作用时发生断裂,零件咬死,保护层从金属表面脱落等等。机理：1一缝隙类型:金属/金属,金属/非金属，金属/海洋生物,电偶保护；2一缝隙几何形状:间隙,深度;3一总几何形状:缝隙外部与内部的面积比,缝隙数目;4一整个溶液的成份:氯离子含量,氧含量,pH值，污染物；5一整个熔液的环境:温度,搅拌情况,体积;6一缝隙内外的物质传递:迁移,扩散,对流7一缝隙内溶液:水解平衡:8一电化学反应:9一钝化膜特性;钝化电流,膜的稳定性:10一合金成份,主要成份,次要成分,杂质如果将有缝隙的不锈钢试样置于上述溶液中,则开始时上述反应在整个表面(即包括缝隙内外的表面)上发生。但如缝隙腐蚀继续进行,扩散到缝隙内的气慢于缝隙壁上反应所消耗的氧,则缝隙内部的溶液最终处于去氧状态,这是缝隙腐蚀的第一阶段。第一阶段第二阶段缝隙腐蚀的第二阶段开始于溶液去氧以后。此时缝隙内的阳极反应主要依靠缝隙外表的阴极反应来平衡,缝隙内只是合金缓慢的阳极溶解。由于合金中的金属离子进入缝隙内溶液,溶液组成发生变化,并按表2的平衡常数进行水解,缝隙内的金属离子浓度不断增加一直到超过一种或几种金属氢氧化物的溶度积,发生氢氧化物沉淀为止离子的消耗,使增加,pH降低.OHH在pH降低过程中,为了维持电中性,发生质量和电荷传递.于是阳离子从缝隙内向外转移,而阴离子向缝隙内移入,缝隙溶液中的浓度增加,增强了它的侵蚀性。缝隙内pH与浓度有如下的关系ClCl缝隙腐蚀的第三阶段是缝隙内表面钝化膜的完全破坏,并开始很快腐蚀。这种现象发生在缝隙溶液具有足够的侵蚀性,以破坏缝隙内表面合金钝化膜的时候,此时灼溶液称之为临界缝隙溶液(criticalCre-vseesolotion)可以pH值和浓度来表示.CCs和钝化电流都是合金耐缝隙腐蚀的重要参数。第三阶段Cl第四阶段是缝隙腐蚀的发展阶段,即缝隙内表面活化,缝隙外表面仍保持钝化,此时由于自催化过程(pH下降，浓度上升)开始,缝隙内表面的合金迅速溶解,放出的电子由缝隙外氧的还原加以平衡,同时根据不同情况,也可能在缝隙内发生析氢反应。Cl第四阶段缝除腐蚀的防止和控制•降低缝隙腐蚀敏感性的方法,首先要在设计零部件和结构件时避免死角和一切可能发生缝隙的部位,但有时无法避免,则可采用阴极保护或缓蚀剂。如果这些措施都不适用,则改变材质。Tuthill和schill-mofler根据合金和金属在静水中的抗缝隙腐蚀性能排列了一张表,见表31.合理设计，避免缝隙。2.设计无法避免缝隙时，可采用阴极保护。3.由于缓蚀剂较难进入缝隙，所以可以在接合面上涂上加有缓蚀剂的油漆。4.改用合适材料，对于某些重要部件，可以改用抗缝隙腐蚀能力较强的材料，比如高铬高钼的不锈钢等。