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《第六章 金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、材料性能學第六章金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆斷裂Ch1材料在單向靜拉伸載荷下的力學性能Ch2材料在其他靜載荷下的力學性能Ch3材料的沖擊韌性及低溫脆性Ch4材料的斷裂韌性Ch5金屬的疲勞性能Ch6金屬的應(yīng)力腐蝕和氫脆Ch7金屬的磨損和接觸疲勞Ch8金屬的高溫力學性能Ch9~Ch11聚合物、陶瓷、復(fù)合材料的力學性能材料性能學主要內(nèi)容應(yīng)力腐蝕氫脆金屬腐蝕概述水平熱水管線底部垢下局部腐蝕早期穿孔油田管道焊接接頭腐蝕照片油管腐蝕穿孔腐蝕危害巨大造成巨大的經(jīng)濟損失10%鋼鐵→鐵銹，2~4%GDP30%鋼鐵設(shè)備損壞約為水
2、災(zāi)、火災(zāi)、風災(zāi)和地震（平均值）損失的6倍造成金屬資源和能源的浪費1000多萬噸環(huán)境、安全危害有毒有害物料泄漏，涂料和緩蝕劑阻礙新技術(shù)的發(fā)展先解決腐蝕問題§6.1金屬腐蝕概述金屬與腐蝕介質(zhì)相互接觸由于化學或電化學原因使材料遭受破壞或性能惡化的過程。本質(zhì)：金屬（高能態(tài)）→化合物（低能態(tài)）△G﹤0，自發(fā)過程不可逆過程一、定義二、分類按相互作用的性質(zhì)：電化學腐蝕化學腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕條件金屬跟非電解質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化按環(huán)境：大
3、氣腐蝕土壤腐蝕海水腐蝕高溫氣體化工介質(zhì)按照破壞形式：全面腐蝕和局部腐蝕局部腐蝕，集中于金屬表面某一區(qū)域，危害性大。腐蝕速度大幾百倍小孔、縫隙、晶間、絲狀、應(yīng)力腐蝕開裂、電偶、氫脆、選擇性、沖刷、湍流、氣蝕等（一）腐蝕原電池（二）電極電位及電動序（三）極化（四）金屬的鈍化三、金屬電化學腐蝕原理（一）腐蝕原電池電化學腐蝕的實質(zhì)：浸在電解質(zhì)溶液中的金屬表面上形成了以金屬為陽極的腐蝕原電池。(1)工作原理Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑基本構(gòu)成：兩個電子導(dǎo)體、電解質(zhì)溶液、導(dǎo)電通路定義：腐蝕原電池是只能導(dǎo)致
4、金屬材料破壞而不能對外界作功的短路原電池。腐蝕原電池的特點：陽極反應(yīng)是金屬的氧化反應(yīng)，金屬破壞陰、陽極短路，化學能→熱能，不對外做功不可逆過程原電池能量轉(zhuǎn)換:化學能→電能（2）形成腐蝕原電池的原因金屬方面成分不均勻組織結(jié)構(gòu)表面狀態(tài)應(yīng)力和形變熱處理差異環(huán)境方面金屬離子濃度差異氧含量差異溫度差異電化學不均勻（3）腐蝕原電池的種類宏觀微觀(4)腐蝕過程的產(chǎn)物可溶和不可溶性產(chǎn)物定義：電極反應(yīng)導(dǎo)致在“金屬／介質(zhì)”兩相界面上建立起的離子雙電層結(jié)構(gòu)間存在的電位差。（1）電極電位（二）電極電位及電動序（2）電動序電動
5、序：將各種金屬的標準電位的數(shù)值從小到大排列起來作用：粗略地判斷金屬的腐蝕傾向標準電位標準狀態(tài)時的平衡電位E0稱為標準電位。金屬在25度時的標準電極電位EO（V，SHE）腐蝕熱力學電極反應(yīng)Eo電極反應(yīng)EoK=K++eNa=Na++eMg=Mg2++2eAl=Al3++3eTi=Ti2++2eMn=Mn2++2eCr=Cr2++2eZn=Zn2++2eCr=Cr3++3eFe=Fe2++2eCd=Cd2++2eMn=Mn3++3eCo=Co2++2e-2.925-2.714-2.37-1.66-1.63-
6、1.18-0.913-0.762-0.74-0.440-0.402-0.283-0.277Ni=Ni2++2eMo=Mo3++3eSn=Sn2++2ePb=Pb2++2eFe=Fe3++3eH2=2H++2eCu=Cu2++2eCu=Cu++e2Hg=Hg22++2eAg=Ag++eHg=Hg2++2ePt=Pt2++2eAu=Au3++3e-0.250-0.2-0.136-0.126-0.0360.000+0.337+0.521+0.189+0.799+0.854+1.19+1.50（三）極化與極化
7、曲線(1)極化當電極上有電流流過時電位顯著偏離未通電流時的起始值的現(xiàn)象。陽極極化的原因：①V電子遷移>V金屬溶解（活化極化）②V金屬溶解>V離子擴散（濃差極化）③陽極鈍化，（電阻極化）陰極極化的原因：①V電子遷移>V陰極反應(yīng)（活化極化）②反應(yīng)物或反應(yīng)生成物擴散速度慢，（濃差極化）鈍化：金屬由于表面生成致密鈍化膜，阻礙金屬氧化產(chǎn)生陽極極化的現(xiàn)象?；瘜W或電化學鈍化（四）金屬的鈍化0102030405060HNO3，%工業(yè)純鐵的腐蝕速度與硝酸濃度的關(guān)系，溫度25度100005000activepassive
8、passivation§6.2應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕斷裂SCC（StressCorrosionCracking）金屬在拉應(yīng)力和特定的化學介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時間后所產(chǎn)生的低應(yīng)力脆斷現(xiàn)象。一、應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象及其產(chǎn)生條件1.現(xiàn)象SCC（StressCorrosionCracking）材料類型腐蝕介質(zhì)類型應(yīng)力腐蝕名稱低碳(低合金)鋼苛性堿溶液含硝酸根離子介質(zhì)堿脆硝脆奧氏體不銹鋼含氯離子介質(zhì)氯脆銅合金氨氣介質(zhì)氨脆高強鋁合金潮濕空氣、蒸餾水中脆裂2.產(chǎn)生條件應(yīng)力化學介
