常用金相腐蚀剂（转）
低倍组织浸蚀剂 序号用途成份腐蚀方法附注 A101 大多数钢种 1:1(容积比工业盐酸水溶液 60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。 b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。 c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸 10份硝酸 1份水 10份 (容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25min A103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸 38份硫酸 12份水 50份 (容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25min A104 大多数钢种盐酸 500ml 硫酸 35ml 硫酸铜 150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用 A108号浸蚀剂作冲刷液
A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸 300ml 水 100ml 室温浸蚀或擦拭1-5min A106 大多数钢种盐酸 30ml 三氯化铁 50g 水 70ml 室温浸蚀 A107 碳素钢合金钢 10%-40%硝酸水溶液 (容积比室温浸蚀 25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。 b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。 A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织 10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭 A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液 500ml 硝酸 10ml 室温浸蚀 A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸 1份盐酸 3份 A111 奥氏体不锈钢硫酸铜 100ml 盐酸 500ml 水 500ml 室温浸蚀也可以加热使用通用浸蚀剂 A112 精密合金高温合金硝酸 60ml 盐酸 200ml 氯化高铁 50g 过硫酸铵 30g 水 50ml 室温浸蚀 A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸 5ml 水 100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果 A114 显示铸态组织和铸钢晶粒度硝酸 10ml 硫酸 10ml 水 20ml 室温浸蚀 A115 高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金盐酸 50ml 硝酸 25ml 水 25ml 稀王水浸蚀剂 A116 铁素体及奥氏体不锈钢重铬酸钾 25g (K2Cr2O7) 盐酸 100ml 硝酸 10ml 水 100ml 60-70℃热蚀时间:30-60min 碳钢、合金钢显微组织 序号用途成份腐蚀方法附注 A201 碳钢合金钢硝酸 1-10ml乙醇 90-99ml 硝酸加入量按材料选择，常用3%-4%溶液，1%溶液适用于碳钢中温回火组织及CN共渗黑色组织最常用浸蚀剂。但热处理组织不如苦味酸溶液的分辩能力强 A202 钢的热处理组织苦味酸 2-4g乙醇100ml必要时加入4-5滴润湿剂室温浸蚀浸蚀作用缓慢能清晰显示珠光体、马氏体、回火马氏体、贝氏体等组织，F3C染成黄色 A203 显示极细珠光体戊醇 100ml苦味酸 5g 通风柜内操作不能存放 A204 显示淬火马氏体与铁素体的反差苦味酸 1g水 100ml 70-80℃热蚀时间:15-20秒也可以使用饱和溶液 A205 显示铁素体与碳化物的组织苦味酸 1g盐酸 5ml乙醇 100ml 室温浸蚀 Vilella试剂经 300-500℃回火效果最佳,也可显示高铬钢中的板条马氏体与针状马氏体的区别 A206 显示合金钢回火马氏体 1%硝酸乙醇1份4%苦味酸乙醇1份室温浸蚀
材料腐蚀及核电站材料腐蚀防护概述 【摘要】随着科技发展，材料腐蚀成为工业生产中的重要问题，很多技术无法突破的关键就在于材料的腐蚀问题无法解决。本文通过对金属材料，非金属材料的腐蚀机理等问题进行概述，并对核电工业对腐蚀防护技术的需求进行了初步介绍。 【关键字】金属非金属腐蚀核电工业防护 一、引言 随着科技的发展，在生产制造过程中，材料的腐蚀问题的重要性越来越突出，可以说现阶段很多技术无法做出突破的重要原因就是材料腐蚀问题无法解决。因此，清楚地认识和了解材料的腐蚀问题具有重要研究意义。同时联系本专业知识背景，进一步了解有关核电工业对腐蚀防护技术的需求，对我们今后的工作和学习研究具有一定的指导意义。 关于材料的腐蚀，主要包括金属的腐蚀和非金属的腐蚀。同时，核电工业对腐蚀防护技术的需求包括了水冷式堆型核电站的腐蚀与防护和特殊类型核反应堆的腐蚀问题。 二、金属腐蚀 1．定义与危害 金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。究其本质，金属在腐蚀过程中所发生的化学变化，其实就是金属单质被氧化形成化合物。 在人类进入21世纪的今天，金属材料的应用也得到空前的拓宽，全球每年因腐蚀造成的金属损失量高达全年金属产量的20％-40％。化学工业、石油化工、原子能等工业中，由于材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏，不仅造成惊人的经济损失，还可能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境，危害人民的健康，有的甚至会长期造成严重的后果；而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全：许多局部腐蚀引起的事故，如氢脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故，往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果。据世界上发达国家调查统计，每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占国民经济生产总值的1.5％-4.2％；1999年光明日报曾报道了我国每年腐蚀损失是2800亿元，其中石化系统的损失(不含事故损失)为400亿，按照国民生产总值(2005年GDP18万亿)4％的损失量计算，我国每年将有近7 200亿元腐蚀损失。 所以，了解金属的腐蚀具有重要的社会和经济意义。 2．金属腐蚀的分类 金属腐蚀按腐蚀过程机理分，主要有化学腐蚀、电化学腐蚀和生物腐蚀；按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布，主要有全面腐蚀和局部腐蚀；还有按腐蚀的环境条件把腐蚀分为高温腐蚀和常温腐蚀；干腐蚀和湿腐蚀等。 3．金属腐蚀的机理 金属腐蚀按腐蚀过程机理可以分为化学腐蚀、电化学腐蚀和生物腐蚀。下面，将对各个过程进行详细说明。 （1）化学腐蚀 化学腐蚀是指金属在非电化学作用下与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的腐蚀过程。通常指在非电解质溶液及干燥气体中，纯化学作用引起的腐蚀。这类腐蚀不普遍、只有在特殊条件下才会发生，例如，化工厂里的氯气与铁反应生成氯化亚铁：Cl2+Fe→FeCl2
金相试样腐蚀5种方法及常用腐蚀剂全解析 金相组织反射能力差别必须至少为10%以上时，才能反射不同强度的光而被观察到，然而，抛光后的试样表面因为入射光线几乎均匀地被反射回来而不能显示金相组织。因此，为了看清楚，通常必须将组织造成反差。为得到这种反差，试样通常需要进行金相进行处理，常用的处理方法包括：化学浸蚀、电解浸蚀、阴极真空浸蚀、热腐蚀和薄膜干涉法。 1.化学浸蚀 18CrNiMo7-6钢，Beraha's 10/3浸蚀 纯金属及单相合金的化学浸蚀是一个化学溶解的过程。由于晶界上原子排列不规则，具有较高自由能，所以晶界易受腐蚀而呈凹沟，使组织显示出来，在显微镜下可以看到多边形的晶粒。若腐蚀较深，则由于各晶粒位向不同，不同的晶面溶解速率不同，腐蚀后的显微平面与原磨面的角度不同，在垂直光线照射下，反射进入物镜的光线不同，可看到明暗不同的晶粒。
镁铝合金化学腐蚀 多相合金的化学浸蚀，在腐蚀过程中腐蚀剂对各个相有不同程度的溶解。必须适用合适的腐蚀剂，如果一种腐蚀剂不能将全部组织显示出来，就应采取两种或更多的腐蚀剂依次腐蚀，使之逐渐显示出各相组织，这种方法也叫选择腐蚀法。另一种方法是薄膜染色法。此法是利用腐蚀剂与磨面上各相发生化学反应，形成一层厚薄不均的膜（或反应沉淀物），在白光的照射下，由于光的干涉使各相呈现不同的色彩，从而达到辨认各相的目的。 2.电解浸蚀 409不锈钢，草酸电解腐蚀 化学浸蚀是无外电源作用的，而电解浸蚀则是将抛光试样浸入合适的化学试剂的溶液中（电解浸蚀剂），通过较小的直流电进行浸蚀。电解浸蚀工作电压和工作电流通常较小，工作电压一般在2~6V之间，工作电流约0.05~0.3A/cm2。电解浸蚀主要用于化学稳定性较高的合金，如不锈钢，耐热钢，镍基合金等，这些合金用化学浸蚀很难得到清晰的组织。 稳定电势浸蚀： 电解浸蚀的一种改良方法称为稳定电势浸蚀。通常电解质中浓度变化而有不同电流负荷，致使试样电势经常变化，用电势稳定器使电势保持不变，就可以得到其它浸蚀方法所不能得到的清晰的反差。 恒电位蚀刻沉积法首先要确定某种金属在某一电解液中的极化曲线，根据极化曲线选取合适的蚀刻电位，然后根据合金中各相的成膜速率不同，利用恒电位仪使该金属在这一外加恒电位作用下完成全部的蚀刻沉积过程。因为各相晶格能不同，在一定电位下成膜速度不同，膜厚不同，因而出现了不同干涉色。 3.阴极真空浸蚀
金相实验腐蚀剂 低倍组织浸蚀剂 [1] 大多数钢种 1:1（容积比工业盐酸水溶液、60-80℃热蚀） 时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a.中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。b.钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。c.涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 [2]奥氏体不锈钢.耐热钢 盐酸：10份硝酸：1份水：10份（容积比） 60-70℃热蚀时间: 5-25min [3]碳素钢合金钢高速工具钢 盐酸：38份硫酸：12份水：50份（容积比） 60-80℃热蚀时间: 15-25min [4]大多数钢种 盐酸：500ml 硫酸：35ml 硫酸铜：150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用 [8]号浸蚀剂作冲刷液 [5]大多数钢种 三氯化铁：200g 硝酸：300ml 水：100ml 室温浸蚀或擦拭1-5min [6]大多数钢种 盐酸：30ml 三氯化铁：50g 水：70ml 室温浸蚀 [7]碳素钢合金钢 10%-40%硝酸水溶液（容积比、室温浸蚀、25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂）a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。 [8]碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织
10%-20%过硫酸铵水溶液，室温浸蚀或擦拭。 [9]碳素钢合金钢 三氯化铁饱和水溶液：500ml、硝酸：10ml 室温浸蚀 [10]不锈钢及高铬.高镍合金钢 硝酸：1份盐酸：3份 [11] 奥氏体不锈钢 硫酸铜：100ml 盐酸： 500ml 水：500ml 室温浸蚀也可以加热使用，通用浸蚀剂[12]精密合金高温合金 硝酸：60ml 盐酸：200ml 氯化高铁：50g 过硫酸铵：30g 水：50ml 室温浸蚀 [13]钢的技晶组织 工业氯化铜铵12g 盐酸：5ml 水：100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果 [14]显示铸态组织和铸钢晶粒度 硝酸：10ml 硫酸：10ml 水：20ml 室温浸蚀 [15]高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金 盐酸：50ml 硝酸：25ml 水：25ml 稀王水浸蚀剂 [16]铁素体及奥氏体不锈钢 重铬酸钾 25g （K2Cr2O7）盐酸：100ml 硝酸：10ml 水：100ml 60-70℃热蚀时间:30-60min 碳钢、合金钢显微组织 [1]碳钢合金钢 硝酸：1-10ml乙醇 90-99ml
姓名：贾永乐学号：201224190602 班级：机械6班 检索主题：材料的腐蚀与防护 数据库：中国知识资源总库——中国期刊全文数据库 检索方法：用高级检索，主题词：腐蚀与防护关键词：材料相与检索结果：1456篇，其中关于航空材料的13篇；金属材料的腐蚀的183篇；材料的防护的522篇，其余为腐蚀与防护相关 的其它技术和方法。 文献综述 1材料腐蚀与防护的发展史： 所有的材料都有一定的使用寿命，在使用过程中将遭受断裂、磨损、腐蚀等损坏。其中，腐蚀失效的危害最为严重，它所造成的经济损失超过了各种自然灾害所造成的损失总和，造成许多灾难性的事故，造成了资源浪费和环境污染。因此，研究与解决材料的腐蚀问题，与防止环境污染、保护人民健康息息相关。在现代工程结构中，特别足在高温、高压、多相流作用下，以及在磨损、断裂等的协同作用下，腐蚀损坏格外严重。据统计，材料腐蚀带来的经济损失约占国民生产总值的1．8％～4．2％。而常用金属材料最容易遭受腐蚀，因此金属腐蚀的研究受到广泛的重视【1】。我们只有在搞清楚材料腐蚀的原因的基础上，才能研制适宜的耐腐蚀材料、涂层及采取合理的保护措施，以达到防止或控制腐蚀的目的。从而减少经济损失和事故，保护环境保障人类健康。 每年由于腐蚀引起的材料失效给人类社会带来了巨大的损失。航
空材料的腐蚀损失尤为巨大。我国针对航空产品的腐蚀与防护的研究和应用起始于上世纪五十年代，经过几十年的曲折发展，取得了很大进步。目前在航空产品的常温腐蚀与防护上，已经进入了向国际接轨的发展阶段。航空材料由于服役环境复杂多变, 不同构成材料相互配合影响, 导致航空材料在飞行器的留空阶段、停放阶段遭受多种不同种类的腐蚀, 增加了飞行器的运营成本, 对飞行器的功能完整性和使用安全性造成严重的危害。英美空军每架飞机每年因腐蚀造成的直接修理费用为11 000~ 55 000美元之间【2】。1985年8月12日,日本一架B747客机因应力腐蚀断裂而坠毁,死亡500余人。因此航空材料的腐蚀防护技术研究对航空业的发展具有举足轻重的作用。 1978．10国家科委主任方毅在全国聘任27位科学家组建了我国《腐蚀科学》学科组，笔者作为学科组成员，第三专业组(大气腐蚀专业组)副组长，承担了航空航天部分的调查任务。1980．1—1982．6广泛函调一百多个工厂，并深入26个厂、所、部队，机场进行了实地考查，发现了大量的腐蚀问题，笔者1985年在我国首次出版了《航空产品腐蚀故障事例集》，汇集了数据比较周全，二十世纪六、七十年代的46个腐蚀故障【3】。 1990年前，铁道车辆车体结构通常采用普碳钢制造，加之使用涂料档次低，对表面处理和涂装工艺不够重视，车辆锈蚀严重，修理时车体钢板的更换率相当高，有些客车甚至仅使用1个厂修期就报废。1985年，耐大气腐蚀钢（即Corten钢，又称耐候钢）开始用于车辆，到1990年，已在全部新造车辆上采用。由于这类钢材含有(0.2%~0.4%
一些常用的金相腐蚀剂 低倍组织浸蚀剂 序号用途成份腐蚀方法附注 A101 大多数钢种 1:1(容积比工业盐酸水溶液 60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再 以热水冲洗。 b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。 c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸 10份硝酸 1份水 10份 (容积比) 60-70℃热 蚀时间: 5-25min A103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸 38份硫酸 12份水 50份 (容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25min A104 大多数钢种盐酸 500ml 硫酸 35ml 硫酸铜 150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用 毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用 A108号浸蚀剂作冲刷液 A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸 300ml 水 100ml 室温浸蚀或擦拭1-5min A106 大多数钢种盐酸 30ml 三氯化铁 50g 水 70ml 室温浸蚀 A107 碳素钢合金钢 10%-40%硝酸水溶液 (容积比室温浸蚀 25%硝酸水溶液为通 用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。 b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大 试样。 A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织 10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或 擦拭 A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液 500ml 硝酸 10ml 室温浸蚀 A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸 1份盐酸 3份 A111 奥氏体不锈钢硫酸铜 100ml 盐酸 500ml 水 500ml 室温浸蚀也可以加热使用 通用浸蚀剂 A112 精密合金高温合金硝酸 60ml 盐酸 200ml 氯化高铁 50g 过硫酸铵 30g 水50ml 室温浸蚀 A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸 5ml 水 100ml 浸蚀30-60min后对表面 稍加研磨则能获得好的效果
金相试样的二种腐蚀方法 一、化学腐蚀 化学腐蚀是将抛光好的样品磨光面在化学腐蚀剂中腐蚀一定时间，从而显示出其试样的组织形貌。 纯金属及单相合金的腐蚀是一个化学溶解的过程。由于晶界上原子排列不规则，具有较高自由能，所以晶界易受腐蚀而呈凹沟，使组织显示出来，在显微镜下可以看到多边形的晶粒。若腐蚀较深，则由于各晶粒位向不同，不同的晶面溶解速率不同，腐蚀后的显微平面与原磨面的角度不同，在垂直光线照射下，反射进入物镜的光线不同，可看到明暗不同的晶粒。 两相合金的腐蚀主要是一个电化学腐蚀过程。两个组成相具有不同的电极电位，在腐蚀剂中，形成极多微小的局部电池。具有较高负电位的一相成为阳极，被溶入电解液中而逐渐凹下去；具有较高正电位的另一相为阴极，保持原来的平面高度。因而在显微镜下可清楚地显示出合金的两相。图为镁-锌合金与珠光体组织两相腐蚀后的情况。多相合金的腐蚀，主要也是一个电化学的溶解过程。在腐蚀过程中腐蚀剂对各个相有不同程度的溶解。必须适用合适的腐蚀剂，如果一种腐蚀剂不能将全部组织显示出来，就应采取两种或更多的腐蚀剂依次腐蚀，使之逐渐显示出各相组织，这种方法也叫选择腐蚀法。另一种方法是薄膜染色法。此法是利用腐蚀剂与磨面上各相发生化学反应，形成一层厚薄不均的膜(或反应沉淀物)，在白光的照射下，由于光的干涉使各相呈现不同的色彩，从而达到辨认各相的目的。 化学腐蚀的方法是显示金相组织最常用的方法。其操作方法是：将已抛光好的试样用水冲洗干净或用酒精擦掉表面残留的脏物，然后将试样磨面浸入腐蚀剂中或用竹夹子或木夹夹住棉花球沾取腐蚀剂在试样磨面上擦拭，抛光的磨面即逐渐失去光泽；待试样腐蚀合适后马上用水冲洗干净，用滤纸吸干或用吹风机吹干试样磨面，即可放在显微镜下观察。试样腐蚀的深浅程度要根据试样的材料，组织和显微分析的目的来确定，同时还应与观察者所需要的显微镜的放大率有关；高倍观察时腐蚀稍浅一些，而低倍观察则应腐蚀较深一些。 二、电解腐蚀 电解腐蚀所用的设备与电解抛光相同，只是工作电压和工作电流比电解抛光时小。这时在试样磨面上一般不形成一层薄膜，由于各相之间和晶粒与晶界之间电位不同，在微弱电流的作用下各相腐蚀程度不同，因而显示出组织。此法适于抗腐蚀性能强、难于用化学腐蚀法腐蚀的材料。 若试样制备好后需要长期保存，则需要在腐蚀过的试样观察面上涂上一层极薄的保护膜，常用的有火棉胶或指甲油等。
材料腐蚀与防护概论考试重点、样卷与课程总结 【考试重点】 1、金属氧化的恒温动力学规律 ? 直线规律 y = k t ? 抛物线规律 y2=2kt ? 立方规律 y3 = 3kt ? 对数规律 y=k ?ln(t+c1)+c2 ? 反对数规律 1/y=c -k ?lnt 2、析氢腐蚀：以氢离子还原反应为阴极过程的金属腐蚀 必要条件：金属的电极电位低于氢离子还原反应的电位：EM < EH EH ：析氢电位（等于氢的平衡电位E0,H 与析氢过电位ηH 之差 EH=E0, H ?ηH ） 3、吸氧腐蚀：以溶解氧的还原反应为阴极过程的金属腐蚀 必要条件：发生吸氧腐蚀的必要条件是金属的电位比氧电极的平衡电位低，即：EM 低倍组织浸蚀剂 序号用途成份腐蚀方法附注 A101 大多数钢种1:1(容积比工业盐酸水溶液60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。 b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。 c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸10份硝酸1份水10份(容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25min A103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸38份硫酸12份水50份(容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25min A104 大多数钢种盐酸500ml 硫酸35ml 硫酸铜150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用A108号浸蚀剂作冲刷液 A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸300ml 水100ml 室温浸蚀或擦拭1-5min A106 大多数钢种盐酸30ml 三氯化铁50g 水70ml 室温浸蚀 A107 碳素钢合金钢10%-40%硝酸水溶液(容积比室温浸蚀25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。 b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。 A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭 A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液500ml 硝酸10ml 室温浸蚀 A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸1份盐酸3份 A111 奥氏体不锈钢硫酸铜100ml 盐酸500ml 水500ml 室温浸蚀也可以加热使用通用浸蚀剂 A112 精密合金高温合金硝酸60ml 盐酸200ml 氯化高铁50g 过硫酸铵30g 水50ml 室温浸蚀 A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸5ml 水100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果 A114 显示铸态组织和铸钢晶粒度硝酸10ml 硫酸10ml 水20ml 室温浸蚀 A115 高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金盐酸50ml 硝酸25ml 水25ml 稀王水浸蚀剂 A116 铁素体及奥氏体不锈钢重铬酸钾25g (K2Cr2O7) 盐酸100ml 硝酸10ml 水100ml 60-70℃热蚀时间:30-60min 碳钢、合金钢显微组织 序号用途成份腐蚀方法附注 A201 碳钢合金钢硝酸1-10ml乙醇90-99ml 硝酸加入量按材料选择，常用3%-4%溶液，1%溶液适用于碳钢中温回火组织及CN共渗黑色组织最常用浸蚀剂。但热处理组织不如苦味酸溶液的分辩能力强 A202 钢的热处理组织苦味酸2-4g乙醇100ml必要时加入4-5滴润湿剂室温浸蚀浸蚀作用缓慢能清晰显示珠光体、马氏体、回火马氏体、贝氏体等组织，F3C染成黄色 A203 显示极细珠光体戊醇100ml苦味酸5g 通风柜内操作不能存放 A204 显示淬火马氏体与铁素体的反差苦味酸1g水100ml 70-80℃热蚀时间:15-20秒也可以使用饱和溶液 A205 显示铁素体与碳化物的组织苦味酸1g盐酸5ml乙醇100ml 室温浸蚀Vilella试剂经300-500℃回火效果最佳,也可显示高铬钢中的板条马氏体与针状马氏体的区别 A206 显示合金钢回火马氏体1%硝酸乙醇1份4%苦味酸乙醇1份室温浸蚀 A207 用于区分奥氏体、马氏体和回火马氏体4%硝酸乙醇100ml4%苦味酸乙醇10ml硝酸2ml 水20ml 室温浸蚀 《腐蚀与防护》课程教学大纲 一、课程性质 本课程是应用化学的专业选修课，有助于学生拓展知识面，更好的开展科研、生产专业学习。通过介绍工业生产过程中产生的各种腐蚀过程及其原理，各种防腐蚀技术，腐蚀试验方法等，使学生熟悉企业不同生产过程中所产生的各种腐蚀，充分了解如何对其进行有效的防护。 二、教学目的 本课程是化学工程专业一门应用性较强的专业课程。主要目的是使学生了解材料发生各种腐蚀的基本规律及作用机理，掌握材料腐蚀的评价方法。控制原理及防腐技术，并能够结合材料的成分与结构特征，分析耐腐蚀材料的设计及其热处理原理。 三、教材教参 教参 1. 王增品，姜安玺，腐蚀与防护工程高等教育出版社，1991 2. 美国腐蚀工程师协会编，腐蚀与防护技术基础，冶金工业出版社，1987 3. 化学工业部化工机械研究院主编，腐蚀与防护手册，化学工业出版社，1991 4. 尤里克，腐蚀与腐蚀控制，石油工业出版社，1996 5. 张远声，腐蚀破坏事故,100例，化学工业出版社，2001 6. 王保成，材料腐蚀与防护(21世纪全国高等院校材料类创新型应用人才培养规划教材)，北京大学出版社，2012 四、教学方式 本课程以课堂讲授为主、自学和讨论为辅的方式组织教学，适当使用多媒体课件进行教学，增大课堂容量，在有限的学时内取得最佳的教学效果。 五．教学内容及时数 根据化学本科专业人才培养方案，本课程共1.5学分，总的教学时数为27学时，具体如下： 第一章腐蚀与防护概论（2学时） 基本内容：腐蚀的定义、分类，影响腐蚀的因素及腐蚀的普遍性与严重性。腐蚀防护的意义，腐蚀与防护工作概况，防腐蚀方法。防腐蚀设备的使用与保养；防腐蚀工作中劳动保 常用腐蚀金相试剂 序号试剂名称成分适用范围注意事项 1 硝酸酒精溶液硝酸 1~5毫升 酒精 100毫升 碳钢及低合金钢的组 织显示 硝酸含量按材料选择， 浸蚀数秒钟 2 苦味酸酒精溶液苦味酸 4~10克 酒精 100毫升 对钢铁材料的细密组 织显示较清楚 浸蚀时间自数秒钟至 数分钟 3 苦味酸盐酸酒精溶液苦味酸 1~5克 盐酸 5毫升 酒精 100毫升 显示淬火及淬火+回 火后钢的晶粒和组织 浸蚀时间较上例约快 数秒钟至一分钟 4 苛性钠苦味酸水溶液苛性钠 25克 苦味酸 2克 水 100毫升 钢中的渗碳体染成暗 黑色 加热煮沸浸蚀5~30分 钟 5 氯化铁盐酸水溶液氯化铁 5克 盐酸 50毫升 水 100毫升 显示不锈钢、奥氏体 高镍钢、铜及铜合金 组织，显示奥氏体不 锈钢的软化组织 浸蚀至显现组织 6 王水甘油溶液硝酸 10毫升 盐酸 20~30毫升 甘油 30毫升 显示奥氏体镍铬合金 等组织 先将盐酸与甘油充分 混合，然后加入硝酸， 试样浸蚀前先行用热 水预热 7 高锰酸钾苛性钠水溶液高锰酸钾 4克 苛性钠 4克 水 100毫升 显示高合金钢中碳化 物、σ相等 煮沸使用，浸蚀1~10 分钟 8 氨水双氧水(H2O2)溶液氨水（饱和） 50毫升 双氧水（3%） 50毫升 显示铜及铜合金组织 随用随配，以保持新 鲜，用棉花蘸擦 9 氯化铜氨水溶液氯化铜 8克 氨水（饱和） 100毫升 同上浸蚀30~60秒 10 硝酸铁水溶液硝酸铁Fe(NO3)3 10克 水 100毫升 显示铜合金组织用棉花擦拭 11 混合酸氢氟酸（浓） 1毫升 盐酸 1.5毫升 硝酸 2.5毫升 水 95毫升 显示硬铝组织 浸蚀10~20秒或用棉花 蘸擦 12 氢氟酸水溶液氢氟酸(HF)（浓） 0.5毫升 水 99.5毫升 显示一般铝合金组织用棉花擦拭 13 苛性钠水溶液苛性钠 1克 水 90毫升 显示铝及铝合金组织浸蚀数秒钟 14 显示原奥氏体晶界试剂⒈苦味酸3克，20型洗衣粉 0.5克（内含烷基磺酸钠），水 100毫升 12CrNi3、30CrMnSi、 38CrMoAl、40CrNiMo 及显示回火高速钢原 奥氏体晶界 40~60℃ 1.5~2分钟 浸蚀后轻抛数秒⒉盐酸25毫升，硝酸4毫升， 水25毫升。 附表4 一、课程介绍 1. 课程描述 本课程是针对高分子材料与工程专业学生开设的一门综合型专业知识教育层面的选修课程，主要介绍材料腐蚀理论、腐蚀形态、腐蚀防护方法等基础知识，是解决海洋工程腐蚀的复杂问题必须掌握的一门基础知识。 This course is an elective course of comprehensive professional knowledge education for students majoring in polymer materials and engineering. The course introduces the fundamental knowledge about the corrosion mechanism, corrosion morphology, and corrosion protection methods. It is a basic knowledge that must be mastered to solve the complex problem of corrosion in offshore engineering. 2. 设计思路 通过课堂理论知识的讲述，结合工程实例的讲解，把基础的腐蚀理论和海洋工程实践相结合，牢固掌握基础理论并把基础理论知识灵活的运用到解决实际问题中。 3. 课程与其他课程的关系 课程先修课程为材料科学与工程基础，该课程为本课程的开展提供基础知识。课程的并行课程为选修金属材料概论，该课程中涉及到的金属材料知识可以应用于本课程。 二、课程目标 目标1、理解腐蚀发生发展的热力学条件和动力学过程，能够根据腐蚀类型分析其热力学和动力学发展过程；（对应毕业要求2，指标点2-2） 目标2、掌握全面腐蚀和局部腐蚀原理；了解应力作用下腐蚀，典型自然环境、工业环境腐蚀发生的原因及其影响因素；（对应毕业要求1，指标点1-3；毕业要求5，指标点5-1） 目标3、理解实际工况中应力作用下腐蚀原因及预防措施；根据腐蚀类型选择适当的防腐蚀手段解决复杂腐蚀问题。（对应毕业要求1，指标点1-3；毕业要求5，指标点5-1）。 常用金相腐蚀剂（转） 浸蚀剂名称成份适用范围及使用要点 硝酸酒精溶液硝酸2-4ml 酒精100ml 各种碳钢、铸铁等 苦味酸酒精溶液 苦味酸4g 酒精100ml 珠光体、马氏体、贝氏体、渗碳体 盐酸苦味酸 盐酸5ml 苦味酸1g 水100ml 回火后马氏体或奥氏体晶粒 氯化铁盐酸水溶液氯化铁5g 盐酸50ml 水100ml 奥氏体-铁素体不锈钢 奥氏体不锈钢 混合酸甘油溶液硝酸10ml 盐酸30ml 甘油30ml 奥氏体不锈钢 高Cr Ni耐热钢 王水酒精溶液 盐酸10ml 硝酸3ml 酒精100ml 18-8型奥氏体钢的δ相 三合一浸蚀液 盐酸10ml 硝酸3ml 甲醇100ml 高速钢回火后晶粒 硫酸铜盐酸溶液盐酸100ml 硫酸5ml 硫酸铜5g 高温合金 氯化铁溶液 氯化铁30g 氯化铜1g 氯化锡0.5g 盐酸50g 铸铁磷的偏析与枝晶组织 苦味酸钠溶液苦味酸1g 水100ml 区别渗碳体和磷化物 氯化铁盐酸水溶液氯化铁5g 盐酸15ml 水100ml 纯铜、黄铜及铜合金 绿化铜盐酸溶液 氯化铜1g 氯化镁4g 盐酸2ml 酒精100ml 灰铸铁共晶团 硫酸铜-盐酸溶液硫酸铜4g 盐酸20ml 水20ml 灰铸铁共晶团 硫酸铜-盐酸溶液硫酸铜5g 盐酸50ml 高温合金 水50ml 盐酸-硫酸-硫酸铜溶液 硫酸铜5g 盐酸100ml 硫酸5ml 高温合金 复合试剂 硝酸30ml 盐酸15ml 重铬酸钾5g 酒精30ml 苦味酸1g 氯化高铁3g 高温合金 硬质合金试剂A饱和的三氯化铁 盐酸溶液 B新配置的20%氢 氧化钾水溶液+20% 铁氰化钾水溶液 硬质合金先在A试剂中浸蚀1min，然 后在B试剂中浸蚀3min，WC相（灰白 色），TiC-WC相(黄色)Co（黑色） 氢氧化钾-铁氰化钾水新配置的10%氢氧 化钾水溶液+10%铁 氰化钾水溶液 硬质合金的n相 混合酸硝酸2.5ml 氢氟酸1ml 盐酸1.5ml 水95ml 显示硬铝组织 氢氟酸水溶液氢氟酸0.5ml 水99.5ml 显示一半铝合金组织 苛性钠水溶液苛性钠1g 水100ml 显示铝与铝合金组织 低倍组织浸蚀剂 序号用途成份腐蚀方法附注 A101 大多数钢种 1:1(容积比工业盐酸水溶液 60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。 b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。 c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸 10份硝酸 1份水 10份 (容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25min A103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸 38份硫酸 12份水 50份 (容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25min A104 大多数钢种盐酸 500ml 硫酸 35ml 硫酸铜 150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用 [1] 大多数钢种1:1(容积比工业盐酸水溶液、60-80℃热蚀） 时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a.中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。b.钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。c.涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 [2]奥氏体不锈钢.耐热钢 盐酸：10份硝酸：1份水：10份(容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25min [3]碳素钢合金钢高速工具钢 盐酸：38份硫酸：12份水：50份(容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25min [4]大多数钢种 盐酸：500ml 硫酸：35ml 硫酸铜：150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用 [8]号浸蚀剂作冲刷液 [5]大多数钢种 三氯化铁：200g 硝酸：300ml 水：100ml 室温浸蚀或擦拭1-5min [6]大多数钢种 盐酸：30ml 三氯化铁：50g 水：70ml 室温浸蚀 [7]碳素钢合金钢 10%-40%硝酸水溶液(容积比、室温浸蚀、25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂）a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。 [8]碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织 10%-20%过硫酸铵水溶液，室温浸蚀或擦拭。 [9]碳素钢合金钢 三氯化铁饱和水溶液：500ml、硝酸：10ml 室温浸蚀 [10]不锈钢及高铬.高镍合金钢 硝酸：1份盐酸：3份 [11] 奥氏体不锈钢 硫酸铜：100ml 盐酸：500ml 水：500ml 室温浸蚀也可以加热使用，通用浸蚀剂[12]精密合金高温合金 硝酸：60ml 盐酸：200ml 氯化高铁：50g 过硫酸铵：30g 水：50ml 室温浸蚀 [13]钢的技晶组织 工业氯化铜铵12g 盐酸：5ml 水：100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果 [14]显示铸态组织和铸钢晶粒度 硝酸：10ml 硫酸：10ml 水：20ml 室温浸蚀 [15]高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金 盐酸：50ml 硝酸：25ml 水：25ml 稀王水浸蚀剂 腐蚀与防护 摘要：材料在和周围介质接触过程中，发生物理、化学或电化学反应等而使材料遭受破坏或性能恶化的过程称作腐蚀。金属腐蚀对人类社会产生巨大的危害，对金属材料的腐蚀进行防护是十分必要的。文章介绍了金属腐蚀的危害和分类，对金属腐蚀防护的方法和重要性进行了详细的阐述。 关键词:金属；危害；腐蚀；防护 1.引言 老房木板上的生锈的铁钉、铁护栏的生锈、锡罐头盖的生锈、钢筋的锈蚀、轮船设备的锈蚀、腐蚀的自来水管道流出黄色的水、输油输气管道、开水管道、大雁塔广场上铜雕塑上的铜绿、秦始皇的铜车马、兵马俑、银首饰的变色、塑料的硬脆、橡胶轮胎的老化、古籍纸质的发黄变脆、丝绸的化丝、朽木、涂料的褪色、脱落、牙齿的坏烂、石头的风化等等都是一种腐蚀现象。其中腐蚀包括非金属腐蚀与金属腐蚀。 金属材料的腐蚀，是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。对于金属而言，在自然界大多是以金属化合物的形态存在。从热力学的观点来看，除了少数贵金属(如金、铂等)外，各种金属都有转变成离子的趋势。因此，金属元素比它们的化合物具有更高的自由能，必然有自发地转回到热力学上更稳定的自然形态——氧化物的趋势，所以说金属腐蚀是自发的普遍存在的一种现象，是不可避免的。 金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨大的经济损失。全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的4%左右，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。这些数据只是与腐蚀有关的直接损失数据，间接损失数据有时是难以统计的，甚至是一个惊人的数字。 目前腐蚀问题成为阻碍高新技术发展和国民经济持续发展的重要制约因素，这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要，本报告主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。 2 腐蚀的定义与特性 2.1 腐蚀的定义 材料在和周围介质接触过程中，发生物理、化学或电化学反应等而使材料遭受破坏或性能恶化的过程称作腐蚀。广义的腐蚀指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。狭义的腐蚀是指金属与环境间的物理-化学相互作用，使金属性能发生变化，导致金属，环境及其构成系功能受到损伤的现象。 出于物理原因造成的破坏不称为腐蚀，而称为磨损或磨耗等等。但实际情况下腐蚀和物理损伤是伴随发生的，物理损伤更是加速了腐蚀的进度。腐蚀现象非常普遍，但却非常复杂。 由此而诞生的腐蚀科学是一门高度交叉性的综合学科，涉及化学、电化学、物理学、材料学、表面科学、工程力学、冶金学、生物学等多个学科，它 《材料腐蚀与防护》习题与思考题 第一章绪论 1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？ 2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？ 3．镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其?深(mm/a)多大？ 4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度?失和?深。问铁在此介质中是否耐蚀？ 第二章电化学腐蚀热力学 1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。 3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。 4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？ 5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。 b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。 6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？ 7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？ 第三章电化学腐蚀反应动力学 1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。 2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？ 3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？ 4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？ 5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。 6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。 7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。 8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？ 9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。该电极发生的是阴极极化还是阳极极化？ 10．碳钢在pH=2的除去空气的溶液中，腐蚀电势为-0.64V（相对饱和Cu-CuSO4电极）。 对于同样的钢的氢过电势（单位为V）遵循下列关系：Γ=0.7+0.1lgι，式中ι单位为A/cm2。 假定所有的钢表面近似的作为阴极，计算腐蚀速度（以mm/a为单位）。 第四章析氢腐蚀与吸氧腐蚀 1．在稀酸中工业锌为什么比纯锌腐蚀速度快？酸中若含有Pb2+离子为什么会降低锌的腐蚀速度？ 2．说明影响析氢腐蚀的主要因素及防止方法，并解释其理由。 常用金相腐蚀剂汇总 一些常用的金相腐蚀剂 低倍组织浸蚀剂 序号用途成份腐蚀方法附注 A101 大多数钢种1:1(容积比工业盐酸水溶液60-80℃热蚀时间: 易切削钢5-10min 碳素钢等5-20min 合金钢等15-20min 酸蚀后防锈方法: a. 中和法:用10%氨水溶液浸泡后再以热水冲洗。 b. 钝化法:浸入浓硝酸5秒再用热水冲洗。 c. 涂层保护法:涂清漆和塑料膜。 A102 奥氏体不锈钢.耐热钢盐酸10份硝酸1份水10份(容积比) 60-70℃热蚀时间: 5-25min A103 碳素钢合金钢高速工具钢盐酸38份硫酸12份水50份(容积比) 60-80℃热蚀时间: 15-25min A104 大多数钢种盐酸500ml 硫酸 35ml 硫酸铜150g 室温浸蚀在浸蚀过程中,用毛刷不断擦拭试样表面, 去除表面沉淀物可用 A108号浸蚀剂作冲刷液 A105 大多数钢种三氯化铁200g 硝酸300ml 水100ml 室温浸蚀或擦拭1-5min A106 大多数钢种盐酸30ml 三氯化铁50g 水70ml 室温浸蚀 A107 碳素钢合金钢10%-40%硝酸水溶液(容积比室温浸蚀25%硝酸水溶液为通用浸蚀剂 a.可用于球墨铸铁的低倍组织显示。 b.高浓度适用于不便作加热的钢锭截面等大试样。 A108 碳素钢合金钢显示技晶及粗晶组织10%-20%过硫酸铵水溶液室温浸蚀或擦拭 A109 碳素钢合金钢三氯化铁饱和水溶液500ml 硝酸10ml 室温浸蚀 A110 不锈钢及高铬.高镍合金钢硝酸1份盐酸3份 A111 奥氏体不锈钢硫酸铜100ml 盐酸500ml 水500ml 室温浸蚀也可以加热使用通用浸蚀剂 A112 精密合金高温合金硝酸60ml 盐酸200ml 氯化高铁50g 过硫酸铵30g 水50ml 室温浸蚀 A113 钢的技晶组织工业氯化铜铵12g 盐酸5ml 水100ml 浸蚀30-60min后对表面稍加研磨则能获得好的效果 A114 显示铸态组织和铸钢晶粒度硝酸10ml 硫酸10ml 水20ml 室温浸蚀 A115 高合金钢高速钢铁-钴和镍基高温合金盐酸50ml 硝酸25ml 水25ml 稀王水浸蚀剂 A116 铁素体及奥氏体不锈钢重铬酸钾一些常用的金相腐蚀剂
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