全面腐蝕與局部腐蝕課件.ppt

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1、第五章全面腐蝕與局部腐蝕1局部腐蝕全面腐蝕均勻腐蝕不均勻腐蝕按材料腐蝕形態(tài)點(diǎn)蝕（孔蝕）縫隙腐蝕及絲狀腐蝕電偶腐蝕（接觸腐蝕）晶間腐蝕選擇性腐蝕2各部位腐蝕速率接近金屬的表面比較均勻地減薄，無明顯的腐蝕形態(tài)差別同時(shí)允許具有一定程度的不均勻性腐蝕的發(fā)生在金屬的某一特定部位陽極區(qū)和陰極區(qū)可以截然分開，其位置可以用肉眼或微觀觀察加以區(qū)分同時(shí)次生腐蝕產(chǎn)物又可在陰、陽極交界的第三地點(diǎn)形成(1)全面腐蝕(2)局部腐蝕35.1全面腐蝕(1)全面腐蝕腐蝕分布于金屬的整個(gè)表面，使金屬整體減薄(2)全面腐蝕發(fā)生的條件腐蝕介質(zhì)能夠均勻地抵達(dá)金屬表面的各部位，而且金屬的成分和組織比較均勻(

2、3)腐蝕速率的表示方法均勻腐蝕速率－失重或失厚如通常用mm/a來表達(dá)全面腐蝕速率4腐蝕原電池的陰、陽極面積非常小，甚至用微觀方法也無法辨認(rèn)，而且微陽極和微陰極的位置隨機(jī)變化整個(gè)金屬表面在溶液中處于活化狀態(tài)，只是各點(diǎn)隨時(shí)間（或地點(diǎn)）有能量起伏，能量高時(shí)（處）呈陽極，能量低時(shí)（處）呈陰極，從而使整個(gè)金屬表面遭受腐蝕(4)全面腐蝕的電化學(xué)特點(diǎn)5全面腐蝕危害：造成金屬的大量損失，可以檢測(cè)和預(yù)測(cè)腐蝕速率，一般不會(huì)造成突然事故。根據(jù)測(cè)定和預(yù)測(cè)的腐蝕速率，在工程設(shè)計(jì)時(shí)可預(yù)先考慮應(yīng)有的腐蝕裕量。腐蝕危害局部腐蝕的危害：導(dǎo)致的金屬的損失量小，很難檢測(cè)其腐蝕速率，往往導(dǎo)致突然的腐蝕事

3、故。腐蝕事故中80％以上是由局部腐蝕造成的，難以預(yù)測(cè)腐蝕速率并預(yù)防。6局部腐蝕種類:點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞及磨損腐蝕。局部腐蝕7點(diǎn)蝕又稱孔蝕，是一種腐蝕集中在金屬表面的很小范圍內(nèi)，并深入到金屬內(nèi)部的小孔狀腐蝕形態(tài)，蝕孔直徑小、深度深，其余地方不腐蝕或腐蝕很輕微。通常發(fā)生在易鈍化金屬或合金中，同時(shí)往往在有侵蝕性陰離子與氧化劑共存條件下點(diǎn)蝕表面形貌和示意圖5.2.1點(diǎn)蝕的概念5.2點(diǎn)蝕8點(diǎn)蝕導(dǎo)致金屬的失重非常小，由于陽極面積很小，局部腐蝕速度很快，常使設(shè)備和管壁穿孔，從而導(dǎo)致突發(fā)事故對(duì)點(diǎn)蝕的檢查比較困難，因?yàn)槲g孔尺寸很小，而

4、且經(jīng)常被腐蝕產(chǎn)物遮蓋，因而定量測(cè)量和比較點(diǎn)蝕的程度也很困難同縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕等有密切的關(guān)系是破壞性和隱患性最大的腐蝕形態(tài)之一5.2.2點(diǎn)蝕的危害95.2.3點(diǎn)蝕的形貌點(diǎn)蝕的截面金相照片點(diǎn)蝕的斷面形狀（a）窄深形（b）橢圓形（c）寬淺形（d）皮下形（e）底切形（f）水平形與垂直形—微觀結(jié)構(gòu)取向型10點(diǎn)蝕的形貌11滿足材料、介質(zhì)和電化學(xué)三個(gè)方面的條件5.2.4點(diǎn)蝕發(fā)生的條件當(dāng)鈍化膜或陰極性鍍層局部發(fā)生破壞時(shí)，破壞區(qū)的金屬和未破壞區(qū)形成了大陰極、小陽極的“鈍化-活化腐蝕電池”，使腐蝕向基體縱深發(fā)展而形成蝕孔(1)點(diǎn)蝕多發(fā)生在表面容易鈍化的金屬材料上（如不銹鋼、Al及A

5、l合金）或表面有陰極性鍍層的金屬上（如鍍Sn、Cu或Ni的碳鋼表面）12不銹鋼對(duì)鹵素離子特別敏感，作用的順序是：Cl－>Br－>I－。這些陰離子在金屬表面不均勻吸附易導(dǎo)致鈍化膜的不均勻破壞，誘發(fā)點(diǎn)蝕(2)點(diǎn)蝕發(fā)生于有特殊離子的腐蝕介質(zhì)中13(3)點(diǎn)蝕發(fā)生在特定臨界電位（點(diǎn)蝕電位或破裂電位Eb)以上（a）E>Eb（b）Eb>E>Ep（c）E≤Ep具有活化-鈍化轉(zhuǎn)變行為的金屬典型陽極極化曲線和點(diǎn)蝕特征電位將形成新的蝕孔，已有蝕孔繼續(xù)長(zhǎng)大不會(huì)形成新蝕孔，但原有蝕孔將繼續(xù)發(fā)展長(zhǎng)大原有蝕孔再鈍化而不再發(fā)展，也不會(huì)形成新蝕孔點(diǎn)蝕電位Eb——在析氧電位以下由于點(diǎn)蝕而使電流密度急

6、劇上升的電位保護(hù)電位Ep——把極化曲線回掃，又達(dá)到鈍態(tài)電流所對(duì)應(yīng)的電位14第一階段——蝕孔成核（發(fā)生）鈍化膜破壞理論和吸附理論第二階段——蝕孔生長(zhǎng)（發(fā)展）“閉塞電池”（OccludedCell）的形成為基礎(chǔ)，并進(jìn)而形成“活化－鈍化腐蝕電池”的自催化理論5.2.5點(diǎn)蝕機(jī)理15當(dāng)電極陽極極化時(shí)，鈍化膜中的電場(chǎng)強(qiáng)度增加，吸附在鈍化膜表面上的腐蝕性陰離子（如Cl－離子）因其離子半徑較小而在電場(chǎng)的作用下進(jìn)入鈍化膜，使鈍化膜局部變成了強(qiáng)烈的感應(yīng)離子導(dǎo)體，鈍化膜在該點(diǎn)上出現(xiàn)了高的電流密度。當(dāng)鈍化膜－溶液界面的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到某一臨界值時(shí)，就發(fā)生了點(diǎn)蝕（1）鈍化膜破壞理論16吸附理論

7、認(rèn)為蝕孔的形成是陰離子(如Cl－離子)與氧的競(jìng)爭(zhēng)吸附的結(jié)果在除氣溶液中金屬表面吸附是由水形成的穩(wěn)定氧化物離子一旦氯的絡(luò)合離子取代穩(wěn)定氧化物離子，該處吸附膜被破壞，而發(fā)生點(diǎn)蝕（2）吸附理論(吸附膜理論)點(diǎn)蝕的破裂電位Eb是腐蝕性陰離子可以可逆地置換金屬表面上吸附層的電位。當(dāng)E>Eb時(shí)，氯離子在某些點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)吸附強(qiáng)烈，該處發(fā)生點(diǎn)蝕17金屬材料表面組織和結(jié)構(gòu)的不均勻性使表面鈍化膜的某些部位較為薄弱，從而成為點(diǎn)蝕容易形核的部位晶界、夾雜、位錯(cuò)和異相組織（3）蝕孔成核位置18表面結(jié)構(gòu)不均勻性，特別是在晶界處有析出相時(shí)，如在奧氏體不銹鋼晶界析出的碳化物相及鐵素體或復(fù)相不銹鋼晶界析

8、出的高鉻?