PDF《金属腐蚀》

金属腐蚀 金属与周围介质接触时, 由于发生化学作用或电化学作用而引起的金属破坏叫做金属腐 蚀.

金属的腐蚀现象十分普遍,例如钢铁制件在潮湿空气中的生锈,钢铁在加热过程中产生 的氧化皮膜,地下金属管道遭受腐蚀而穿孔,化工机械在强腐蚀介质中的腐蚀,铝制品在潮 湿空气中使用后表面所产生的白色粉末等.金属遭受腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能等 方面都将发生变化,甚至不能使用.因此了解腐蚀并采取防护措施,是极其重要的.

第一节腐蚀的分类 对金属腐蚀有不同的分类方法,大致有如下几种.

一、按腐蚀的原理分类 1.化学腐蚀 金属表面与环境介质发生化学作用而引起的腐蚀叫化学腐蚀.它的特点 是在化学作用过程中没有腐蚀电流产生.金属在干燥的气体介质中和不导电的液体介质(如 酒精、石油)中发生的腐蚀,都属于化学腐蚀. 2.电化学腐蚀 金属在导电的液态介质中由于电化学作用而发生的腐蚀叫做电化学 腐蚀,在腐蚀进行过程中有腐蚀电流产生.大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等都属于电化学 腐蚀.例如碳钢在电解质中的腐蚀,Fe3C 电位较正而 Fe 电位较负,它们会组成腐蚀微电池, Fe3c 为微阴极而析出氢气, Fe 为微阳极被腐蚀成为铁离子(见图 l―3―1). 如由两种以上电 位不同的金属组合在一起和电解质溶液接触形成的电池叫做大电池, 电位较正的金属(如铜) 为阴极,电位较负的金属(如铁)为阳极而被腐蚀(见图 l―3―2). 图1―3―1 微电池示意图 图1―3―2 大电池示意图 需要指出的是, 有时很难把化学腐蚀与电化学腐蚀明确地区分开来. 例如铁在水蒸气中 一般发生电化学腐蚀,但在高温时却转化为化学腐蚀,而且很难明确区分其温度界限.

二、按腐蚀破坏形式分类 1.均匀腐蚀当金属发生腐蚀时,腐蚀作用均匀地分布在整个金属表面上.这类腐蚀造 成的损失,相对来说其危害性没有局部腐蚀严重. 2.局部腐蚀 当金属发生腐蚀时,腐蚀作用集中在某一定的区域内,而金属的其余部 分却几乎没有发生腐蚀,这类腐蚀造成的危害较均匀腐蚀严重.局部腐蚀又可分为:电偶腐 蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀以及腐蚀疲劳等不同类 型. 腐蚀破坏的各种形式,如图 l―3―3 所示.

三、按照具体的腐蚀环境分类 1.大气腐蚀金属在大气以及任何潮湿气体中的腐蚀,这是最普遍的腐蚀情况. 图1―3--3 腐蚀破坏的各种形式 (1)均匀腐蚀;

(2)斑点腐蚀;

(3)脓疮腐蚀;

(4)孔腐蚀;

(5)晶间腐蚀;

(6)穿晶腐 2.电解质溶液中的腐蚀 天然水及大部分水溶液对金属的腐蚀,如酸、碱、盐水溶液 对金属的腐蚀. 3.海水腐蚀舰船和海洋设旋在海水中发生的腐蚀. 4.土壤腐蚀埋设在地下的金属结构的腐蚀,如地下金属管道及地下电缆的腐蚀. 5.熔盐腐蚀金属与熔融盐类接触时发生的腐蚀,例如热处理的熔盐对金属的腐蚀. 6.有机气氛腐蚀金属在某些塑料、橡胶等非金属材料挥发出的有机气氛中的腐蚀,例 如锌及镉电镀层在有机羧酸气氛中的腐蚀. 7.生物腐蚀 某些细菌、海洋生物以及人体对金属的腐蚀. 8.其它特殊环境的腐蚀金属在高温纯水、宇宙空间等环境下的腐蚀. 表1―3―1 所列为碱、空气和水对金属的作用;