按照腐蝕反應的機理分類:
1. 化學腐蝕
2. 電化學腐蝕
按照腐蝕的環境分類:
1、大氣腐蝕
2、水和蒸汽腐蝕
3、土壤腐蝕
按照腐蝕形態分類:
1、全面腐蝕
2、局部腐蝕
①、應力腐蝕破裂 ②、點蝕(小孔腐蝕)
③、晶間腐蝕 ④、電偶腐蝕 ⑤、縫隙腐蝕
晶體腐蝕對材料的影響:
晶間腐蝕是局部腐蝕的一種,沿著金屬晶粒間的分界面向內部擴展的腐蝕。主要由于晶粒表面和內部間化學成分的差異以及晶界雜志或內應力的存在。晶間腐蝕破壞晶粒間的結合,大大降低金屬的機械輕度。而且腐蝕發生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤,看不出破壞的跡象,但晶粒間結合力顯著減弱,力學性能惡化。不能經受敲擊,所以是一種很危險的腐蝕。通常出現于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合金中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學工廠的一個重大問題。
防止晶間腐蝕的措施有:
1 調整焊縫的化學成份,加入穩定化元素減少形成碳化鉻的可能性,如加入鈦或鈮等。
2 減少焊縫中的含碳量,可以減少和避免形成鉻的碳化物,從而降低形成晶界腐蝕的傾向,含碳量在0.04%以下,稱為“超低碳”不銹鋼,就可以避免鉻的碳化物生成。
3工藝措施,控制在危險溫度區的停留時間,防止過熱,快焊快冷,使碳來不及析出。
點蝕:
點蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕,點蝕有大有小,一般情況下,點蝕的深度要比其直徑大的多;點蝕經常發生在表面有鈍化膜或保護膜的金屬上。
由于金屬材料中存在缺陷、雜志和溶質等的不均一性,當介質中含有某些活性陰離子(如Cl)時,這些活性陰離子首先被吸附在金屬表面某些點上,從而使金屬表面鈍化膜發生破壞。一旦這層鈍化膜被破壞又缺乏自鈍化能力時,金屬表面就發生腐蝕。這是因為在金屬表面缺陷處易漏出機體金屬,使其呈活性狀態,而鈍化膜處仍為鈍態,這樣就形成了活性--鈍性腐蝕電池,由于陽極面積比陰極面積小得多,陽極電流密度很大,所以腐蝕往深處發展,金屬表面很快就被腐蝕成小孔,這種現象被稱為點蝕。
防止發生點蝕措施:
一是提高局部的耐點蝕能力,減少鋼中的夾雜物,特別是硫含量;
二是鋼的基體抗點蝕能力,影響基體耐蝕性的合金元素主要是鉻、鉬、氮三個元素。
縫隙腐蝕介紹:
許多金屬構件是由螺釘、鉚、焊等方式連接的,在這些連接件或焊接接頭缺陷處可能出現狹窄的縫隙,其縫寬(一般在0.025~0.1mm)足以使電解質溶液進入,使縫內金屬與縫外金屬構成短路原電池,并且在縫內發生強烈的腐蝕,這種局部腐蝕成為縫隙腐蝕。
電偶腐蝕及防護:
兩種或兩種以上不同電極電位的金屬處于腐蝕介質內相互接觸而引起的電化學腐蝕,又稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。發生電偶時,電極電位較負的金屬通常會加速腐蝕,而電極電位較正的金屬的腐蝕則會減慢。
防止方法:避免異種金屬接觸;結構上避免大陰極對小陽極,設計易更換陽極部件的結構,倆種不同金屬接觸面間采用電絕緣處理。
電偶腐蝕的主要防止措施有:
①選擇在工作環境下電極電位盡量接近(最好不超過50毫伏)的金屬作為相接觸的電偶對;
②減小較正電極電位金屬的面積,盡量使電極電位較負的金屬表面積增大;
③盡量使相接觸的金屬電絕緣,并使介質電阻增大;
④充分利用防護層,或設法外加保護電位。選擇防護方法時應考慮面積律的影響,以及腐蝕產物的影響等。
大氣環境對材料腐蝕的影響:
材料在大氣條件下發生化學或電化學反應引起材料的破損稱為大氣腐蝕,大氣腐蝕是常見的腐蝕。根據統計全世界在大氣中使用的鋼材量一般超過其生產總量的60%。如鋼梁、鋼軌、各種機械設備、車輛等都是在大氣環境下使用;大氣腐蝕損失金屬≥50%總腐蝕量。所以了解和研究大氣腐蝕的吉利、影響因素及防止方法是非常必要的。參與大氣腐蝕過程的是氧和水汽、二氧化碳。
根據材料表面的潮濕程度的不同,把大氣腐蝕分為:
1、干大氣腐蝕:干大氣腐蝕是在材料表面不存在液膜層時的腐蝕。特點是在金屬表面形成不可見的保護性氧化膜(1~10nm)和某些金屬失澤現象。
2、潮大氣腐蝕:潮大氣腐蝕是指金屬在相對濕度<100%RH的大氣中,表面存在肉眼看不見的液膜層(10nm~1um)發生的腐蝕。
3、濕大氣腐蝕:濕大氣腐蝕指金屬在相對濕度≥100%RH,如水分以雨、霧、水等心事直接濺落在金屬表面上。表面存在肉眼可見的水膜(1em~1mm)發生的腐蝕。
在薄夜膜下陽極過程受較大阻滯,氧更易到達金屬表面,生成氧化膜或氧吸附膜,陽極處鈍態。陽極鈍化及金屬離子化過程困難造成陽極化。液膜增厚,濕大氣腐蝕,氧到達金屬表面有一個擴散過程,腐蝕過程受氧化擴散過程控制。干大氣腐蝕主要受陽極過程控制;濕大氣腐蝕主要受陰極過程控制。
影響鹽水腐蝕的因素:
鹽(NaCl)的濃度與鋼的腐蝕速度相近,但熔鹽濃度超過一定值,因氧溶解濃度降低,金屬腐蝕速度下降,鹽水中的溶解氧是鹽水腐蝕的重要因素,大多數金屬在鹽水中的腐蝕受氧去極化作用控制。
鹽水溫度每升高10℃,化學反應速度提高約10%,鹽水中金屬的腐蝕速度將隨之增加。但溫度升高,氧在鹽水中的溶解度下降,使金屬的腐蝕速度略有降低。
金屬與合金的高溫氧化:
金屬在室溫或較低溫干燥的空氣中,因為反應速度很低,相對穩定一些。但是隨著溫度的上升,反應速度急劇增加。當金屬在高溫下與含氧、含鹽等的氣體接觸時,會發生反應,在其表面上生成氧化物、及電化學反應,在高溫下是不穩定的。
在高溫下,金屬與環境介質中的氣相或凝聚相物質發生化學反應而遭受破壞的過程稱之為高溫氧化或高溫腐蝕。
金屬或合金的高溫腐蝕可根據環境、介質狀態變化分成:氣態介質、液態介質、和固態介質。其中以在干燥氣態介質中的腐蝕行為的研究歷史最久,認識全面而深入,一般來說,室溫下電化學腐蝕占主要地位,而高溫高溫腐蝕占主要地位。
高溫氧化過程:金屬的高溫氧化是從氣體分子細分在金屬表面開始。氣體首先以分子狀態吸附在金屬表面,然后物理細分的分子氧變成吸附的原子氧一擴散,與金屬原子發生化學反應變成O2,并最終以O2的形式結合到氧化晶格中去;參與反應的氣體最終以化合物的形式固定在金屬表面。
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