《金屬常見(jiàn)的腐蝕形態(tài)及防護(hù)措施》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《金屬常見(jiàn)的腐蝕形態(tài)及防護(hù)措施(155頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、常見(jiàn)的金屬腐蝕形式和防護(hù)措施,全面腐蝕腐蝕整個(gè)金屬表面,也稱(chēng)為均勻腐蝕或均勻腐蝕。局部腐蝕金屬表面局部區(qū)域的腐蝕損傷遠(yuǎn)大于表面其余部分,導(dǎo)致凹坑、溝槽、分層、穿孔、破裂等損傷形式的形成。不同的特征,綜合腐蝕陰極和陽(yáng)極的尺寸很小而且靠得很近,很難區(qū)分局部腐蝕陰極和陽(yáng)極是完全分開(kāi)的,容易區(qū)分。通常陽(yáng)極面積很小,陰極面積相對(duì)較大。金屬的局部腐蝕溶解速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于整體腐蝕溶解速率。局部腐蝕危害復(fù)雜,集中突然,電偶腐蝕點(diǎn)蝕(點(diǎn)蝕)縫隙腐蝕(絲狀腐蝕)晶間腐蝕選擇性腐蝕應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂腐蝕疲勞磨損腐蝕剝蝕氫損傷,局部腐蝕主要類(lèi)型,局部腐蝕條件,(1)金屬或溶液存在較大的電化學(xué)不均勻性,從而形成可以清晰區(qū)分的陽(yáng)極
2、區(qū)和陰極區(qū)。(2)在整個(gè)腐蝕過(guò)程中,陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)之間的電化學(xué)條件的差異一直保持不變,并且不會(huì)減弱或甚至繼續(xù)增強(qiáng),因此陽(yáng)極在一些局部區(qū)域的溶解速率一直保持高于表面其余部分的溶解速率。這是局部腐蝕繼續(xù)發(fā)展的條件。與局部腐蝕(1電偶腐蝕)相比,當(dāng)兩種不同電位的金屬相互接觸并浸入電解液時(shí),可以發(fā)現(xiàn)負(fù)電位金屬的腐蝕速率增加,而正電位金屬的腐蝕速率減慢并受到保護(hù)。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為電偶腐蝕。電偶腐蝕的幾種情況不同于金屬零件(包括導(dǎo)電非金屬材料,如石墨)的組合。金屬鍍層。金屬表面導(dǎo)電非金屬薄膜。由氣體或液體流動(dòng)引起的金屬沉積。不同金屬部件(包括導(dǎo)電非金屬材料,如石墨)的結(jié)合,不同金屬沉積引起的氣流或液流,電偶
3、腐蝕原理,當(dāng)兩種不同電位的金屬相互接觸,并浸入電解液中時(shí)可以發(fā)現(xiàn),負(fù)金屬的電位腐蝕速率增加,而正金屬的電位腐蝕速率減慢并受到保護(hù)。(1)腐蝕電位差(2)環(huán)境因素(3)陰陽(yáng)面積的比例,電偶腐蝕的影響因素,(1)腐蝕電位差-指示電偶腐蝕的趨勢(shì)在使用環(huán)境中,兩種金屬之間的腐蝕電位差越大,陽(yáng)極金屬被腐蝕損壞的可能性越大。Galvanicseries)測(cè)量各種金屬材料在特定環(huán)境中的腐蝕電位,并從低到高排列它們。注:相同的電偶組合不僅在不同的環(huán)境條件下有不同的腐蝕電位差值,甚至可能有極性反轉(zhuǎn)。海水中某些工業(yè)金屬和合金的電鍍順序,鉑石墨鈦銀氯化物3 (62Ni,18Cr,18Mo)哈氏合金C (62Ni,1
4、7Cr,15Mo) 18-8Mo不銹鋼(被動(dòng))18-8不銹鋼(被動(dòng))11-30%鉻不銹鋼(被動(dòng))鉻鎳鐵合金(80Ni,13Cr,7Fe(被動(dòng))鎳(被動(dòng))銀焊料蒙乃爾(70Ni,32Cu)銅鎳合金(60-90Cu,40 1Mn)Inconel(活性)鎳(活性)錫鉛錫焊料18-8鉬不銹鋼(活性)18-8不銹鋼(活性)高鎳鑄鐵13%鉻不銹鋼鑄鐵鋼或鐵2024鋁(4.5銅,1.5毫克,0.6微克)鎘工業(yè)純鋁(1100)鋅鎂和鎂合金,(2)環(huán)境因素-水中的中錫的組成是陰極對(duì)鐵,而在大多數(shù)有機(jī)酸中,錫是陽(yáng)極對(duì)鐵。 因此,鍍錫鐵(鐵-錫)常用于食品工業(yè),(2)環(huán)境因素電解質(zhì)電阻,(3)陰極與陽(yáng)極面積之比大陽(yáng)
5、極,小陰極,好的電解質(zhì)電導(dǎo)率大陽(yáng)極,小陰極,差的電解質(zhì)電導(dǎo)率小陽(yáng)極,大陰極,避免材料相互接觸,(2)注意陽(yáng)極組件的選擇和設(shè)計(jì),(3)避免大陰極和小陽(yáng)極的結(jié)合,(4)施工時(shí)在接觸點(diǎn)采取絕緣措施,(5)采用涂層保護(hù),(6)第一階段:點(diǎn)蝕成核(發(fā)生)鈍化膜損傷(成膜和吸附理論)敏感成核部位的孕育期,點(diǎn)蝕機(jī)理,第二階段:點(diǎn)蝕生長(zhǎng)(發(fā)展),影響點(diǎn)蝕的因素-(1)材料因素,(2)環(huán)境因素,可以鈍化的金屬容易發(fā)生點(diǎn)蝕,所以不銹鋼比碳鋼對(duì)點(diǎn)蝕更敏感。金屬的鈍化狀態(tài)越穩(wěn)定,抗孔蝕性越好??孜g最有可能發(fā)生在被動(dòng)狀態(tài)下不穩(wěn)定的金屬表面上。對(duì)于不銹鋼,鉻、鉬和氮有利于提高抗點(diǎn)蝕能力。此外,硫、磷、碳等元素不利于提高孔
6、的耐蝕性。表面狀態(tài):表面光滑潔凈,不易點(diǎn)蝕熱處理狀態(tài):析出相產(chǎn)生,容易點(diǎn)蝕,(1)材料因素,(2)環(huán)境因素,活性離子會(huì)破壞鈍化膜,引起點(diǎn)蝕。一般認(rèn)為,金屬的點(diǎn)蝕要求氯離子濃度達(dá)到某一最小值(臨界氯離子濃度)。該臨界濃度可用作比較金屬材料耐腐蝕性的指標(biāo)。臨界濃度高,金屬抗點(diǎn)蝕性能好。緩蝕劑陰離子緩蝕劑陰離子可以抑制點(diǎn)蝕。羥基-NO3-SO42-ClO 4-,酸堿度在很寬的酸堿度范圍內(nèi),點(diǎn)蝕電位Eb與溶液酸堿度關(guān)系不大。當(dāng)酸堿度大于10時(shí),點(diǎn)蝕電位隨酸堿度的增加而增加,即在堿性溶液中,金屬點(diǎn)蝕傾向較小。隨著溫度的升高,金屬的點(diǎn)蝕傾向增加。當(dāng)溫度低于一定溫度時(shí),金屬不會(huì)凹陷。該溫度稱(chēng)為臨界點(diǎn)蝕溫度(
7、CPT)。靜壓越高,金屬的耐點(diǎn)蝕性越好。溶液介質(zhì)的速度處于流動(dòng)狀態(tài),點(diǎn)蝕率低于介質(zhì)靜止時(shí)的點(diǎn)蝕率,(2)環(huán)境因素,控制點(diǎn)蝕的措施,(1)耐蝕合金的選擇近年來(lái),許多含鉻、鉬、氮含量高、硫、碳雜質(zhì)含量低的奧氏體不銹鋼雙相鋼和高純鐵素體不銹鋼具有良好的抗點(diǎn)蝕性能。鈦和鈦合金具有最好的抗點(diǎn)蝕性能。(2)改善介質(zhì)條件、降低氯離子含量、降低介質(zhì)溫度、提高介質(zhì)流速和控制點(diǎn)蝕的措施。(3)電化學(xué)保護(hù)(4)緩蝕劑可以添加到循環(huán)系統(tǒng)中。如磷酸鹽、鉻酸鹽等。4.5、縫隙腐蝕、縫隙類(lèi)型、結(jié)構(gòu)縫隙固體沉積物(淤泥、腐蝕產(chǎn)物等。)在機(jī)械設(shè)備和金屬基體形成的縫隙上。金屬表面的保護(hù)模具(如搪瓷、清漆、磷化層和金屬涂層)與金屬
8、基體之間形成的間隙。縫隙腐蝕特性,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙腐蝕機(jī)理, 縫隙腐蝕機(jī)理,縫隙,e,e,e,o2,OH-,OH-,M,M,o2,Na,Na,Na,Cl-,M,o2,OH-,o2,OH-,M,o2,OH-,M,Cl-,Na,e,e,e,o2,OH-
9、,OH-,o2,M(OH)2,在海水(中性氯化物溶液)中金屬縫隙腐蝕的前期和后期,影響因素,影響因素和影響因素如下:縫隙腐蝕的控制措施,合理設(shè)計(jì),對(duì)比晶間腐蝕,發(fā)生晶間腐蝕的電化學(xué)條件(1)由于晶粒和晶界區(qū)的不同結(jié)構(gòu),電化學(xué)性能存在顯著差異。(2)晶粒和晶界差異的外因只有在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下才能揭示。晶間腐蝕的特點(diǎn),晶間腐蝕的原因,晶間腐蝕的機(jī)理快速冷卻和退火處理可以減少第二相的形成,從而抑制晶間腐蝕。4.應(yīng)力理論、影響因素、影響因素、影響因素、控制措施、控制措施、不銹鋼焊縫腐蝕、不銹鋼刀線腐蝕、剝蝕、概念剝蝕,也稱(chēng)為層腐蝕,腐蝕沿著平行于表面(晶界)的平面開(kāi)始,并逐漸發(fā)展,最終導(dǎo)致金屬?gòu)幕咨蟿兟?/p>
10、并呈現(xiàn)層狀形態(tài)。主金屬具有層狀晶粒結(jié)構(gòu)。由于腐蝕體積膨脹效應(yīng),沿晶界產(chǎn)生壓應(yīng)力。隨著應(yīng)力的增加,片狀顆粒膨脹,最終從表面剝落。腐蝕條件(1)合金具有晶間腐蝕傾向(2)合金具有一定的層狀結(jié)構(gòu)(3)適當(dāng)?shù)母g介質(zhì),如氨、NO3-、H2O2和其他腐蝕控制方法(1)改用無(wú)層腐蝕的合金(2)使用熱處理方法減少晶間腐蝕(3)使用表面保護(hù)措施(4)使用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)方法,4.9腐蝕,4 .選擇性腐蝕、黃銅脫鋅、表面、截面,(a)分層脫鋅穿孔,黃銅脫鋅類(lèi)型,影響因素,(根據(jù)抗拉強(qiáng)度下降計(jì)算)腐蝕深度mpy,120,100,80,60,40,20,0,20,40,60,80,100,120,溫度,0攝氏度,(
11、根據(jù)Fontana),溫度對(duì)三種黃銅腐蝕的影響(在2NNaCl溶液中通過(guò)24天的水線測(cè)試),紅色黃銅(15%鋅),皮革黃銅(37%鋅),Muntz黃銅(40 并且稍微內(nèi)部的鋅原子通過(guò)擴(kuò)散繼續(xù)溶解到發(fā)生腐蝕的位置,結(jié)果留下松散且多孔的銅層。 (2)溶解-沉積該理論認(rèn)為銅和鋅以金屬離子的形式一起進(jìn)入溶液,銅離子被還原并以純銅的形式沉積(稱(chēng)為背鍍)。選擇了防止脫鋅、改善環(huán)境的措施脫氧或?qū)γ撲\不敏感的陰極保護(hù)黃銅紅黃銅(鋅含量小于15%)。如果脫鋅元素砷、銻、磷、石墨化腐蝕和氫損傷在黃銅中被抑制,由于氫的存在或氫與概念金屬材料中的金屬之間的相互作用,(1)氫鼓泡,(2)氫脆,(3)脫碳,(4)氫腐蝕,
12、氫鼓泡,氫鼓泡機(jī)理和防止氫鼓泡的方法。應(yīng)使用無(wú)孔的鎮(zhèn)靜鋼來(lái)清除導(dǎo)致氫氣的毒素。應(yīng)在奧氏體不銹鋼或鎳襯里或不透氫的非金屬襯里中添加緩蝕劑。氫脆應(yīng)包括在內(nèi)。(1)可逆氫脆和含氫金屬在變形過(guò)程的初始階段應(yīng)具有較低的氫濃度。在裂縫形成之前,應(yīng)移除荷載,并允許材料在靜置一段時(shí)間后高速變形。材料的塑性可以恢復(fù),應(yīng)力消除后,脆性將消失。*一般來(lái)說(shuō),含氫金屬在高速變形過(guò)程中不會(huì)表現(xiàn)出脆性,(2)不可逆氫脆含氫金屬在應(yīng)力作用下向應(yīng)力集中聚集,當(dāng)氫濃度超過(guò)臨界值時(shí)會(huì)析出氫化物;應(yīng)力誘導(dǎo)氫化物相變。它只在低應(yīng)變率下發(fā)生,并導(dǎo)致脆性斷裂。一旦氫化物發(fā)生,即使通過(guò)卸載除去氫,塑性也不能恢復(fù)不可逆氫脆和氫脆。特征1。延遲
13、骨折時(shí)間;2.對(duì)氫含量敏感;3.對(duì)差距敏感;4.室溫下敏感;5.在低應(yīng)變率下發(fā)生。裂紋擴(kuò)展的不連續(xù)性。裂紋的來(lái)源一般不在表面,裂紋有較少的分支現(xiàn)象,氫脆,且機(jī)理尚不清楚1。氫分子的積累造成巨大的內(nèi)部壓力;2.氫吸附后表面能降低;3.影響原子鍵的結(jié)合力,促進(jìn)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng);4.脆性氫化物的產(chǎn)生;5.在高溫下,氫也能引起de(5)SCC有潛伏期,因此SCC的破裂時(shí)間tf可分為三個(gè)部分:潛伏期、發(fā)展期和快速破裂期。(6)在發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的合金表面經(jīng)常存在鈍化膜或其他保護(hù)膜。在大多數(shù)情況下,發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂時(shí),合金的均勻腐蝕速率非常小,因此金屬重量損失非常小。應(yīng)力腐蝕特性,金屬或合金,腐蝕介質(zhì),碳鋼和低合
14、金鋼奧氏體不銹鋼銅和銅合金鎳和鎳合金蒙乃爾合金鋁合金鉛鎂,42%氯化鎂溶液,氯化氫溶液,海水,H2S水溶液氯化物溶液,高溫高壓蒸餾水氨蒸氣,汞鹽溶液,含SO2的常壓氫氧化鈉水溶液,氫氟酸,氟硅酸溶液熔融氯化鈉,氯化鈉水溶液,海水,水蒸氣,含SO2的大氣,海洋大氣中的鉛(交流)2溶液,蒸餾水,KCl-氯化鉀溶液材料-介質(zhì)組合(局部腐蝕)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂,應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是典型的滯后失效,應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是典型的滯后失效,應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的裂紋形態(tài),應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的裂紋形態(tài),應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理,應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理分類(lèi):陽(yáng)極溶解型機(jī)理如:奧氏體不銹鋼氫致開(kāi)裂型機(jī)理如:高強(qiáng)度鋼在水介質(zhì)中開(kāi)裂陽(yáng)極溶解和氫致開(kāi)裂共同作用如
15、:鋁合金應(yīng)力腐蝕,陽(yáng)極溶解機(jī)理,a .局部膜開(kāi)裂導(dǎo)致裂紋成核, a .導(dǎo)致裂紋成核的局部膜裂紋,b .導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展的裂紋尖端定向溶解,c .裂紋擴(kuò)展到斷裂,奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理,奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理,奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理,奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理,奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂機(jī)理,影響應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的因素,環(huán)境因素,影響應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的因素,環(huán)境因素,潛在活化鈍化過(guò)渡電位區(qū)-鈍化過(guò)電位區(qū),影響應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的因素,環(huán)境因素, 影響應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的因素,防止應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的措施,防止應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的措施,腐蝕疲勞,定義,腐蝕疲勞特性,腐蝕疲勞特性,腐蝕疲勞機(jī)理,腐蝕疲勞機(jī)理
16、,腐蝕疲勞機(jī)理,腐蝕疲勞機(jī)理,腐蝕疲勞影響因素,-機(jī)械因素,方波和負(fù)鋸齒波的小影響,正弦波、三角波或正鋸齒波的大影響,-環(huán)境因素,-材料因素,晶粒細(xì)化有利于提高腐蝕疲勞強(qiáng)度和控制腐蝕疲勞。 4.13。侵蝕腐蝕。定義為高速流動(dòng)的腐蝕介質(zhì)(氣體或液體)對(duì)金屬材料造成的腐蝕損傷是流體腐蝕和腐蝕協(xié)同作用的結(jié)果,其主要形式是湍流腐蝕沖擊腐蝕氣蝕腐蝕(4)摩擦腐蝕,其中(2)是磨蝕腐蝕的主要形式(1)和(2)有時(shí)統(tǒng)稱(chēng)為侵蝕腐蝕、侵蝕腐蝕的形式、侵蝕腐蝕的機(jī)理、侵蝕對(duì)腐蝕的加速作用以及防止侵蝕腐蝕的措施。氣蝕、氣蝕的形成和塌陷,(1)氣泡的形成,(2)氣泡塌陷,膜破壞,(3)再膜形成,(4)新氣泡的形成,(5)氣泡塌陷,膜破壞,(6)再膜形成,氣蝕侵蝕的每個(gè)步驟的示意圖,防止氣蝕侵蝕的措施,改進(jìn)的設(shè)計(jì),以及降低過(guò)程中的流體動(dòng)壓差,選擇更能抵抗氣蝕侵蝕的材料或精細(xì)化學(xué)品。