The University of Edinburgh
Division of Engineering
Session2001-2002
Materials Science and Engineering
Corrosion of metals
Electrochemical theory of wet corrosion:fundamentals
As with dry corrosion wet corrosion reactions are only possible if the free energy of the products of reaction is lower than the free energy of the reactants.This is the case however for the reaction of nearly all metals with water and oxygen to give metal hydroxides:
M H2O l M OH2s(1) for example
for Mg:?G597kJ/mol
and for Cu:?G120kJ/mol
In addition,and unfortunately,the rate of wet corrosion may often be very high compared with dry corrosion on the same metal at the same temperature.There are two underlying reasons for this:
the dipolar water molecule stabilizes the free(dissociated)metal ions in solution;
the metallic structure and water in contact with it can both conduct electric current.
This enables reaction1above to proceed through the coupling of two primary corrosion reactions:
A:M M22e(2)
1
(Anode reaction:destroys metal,releases electrons,oxidation)
C:2e H2O 1
2
O22OH(3)
(Cathode reaction:consumes electrons;electron sink reaction:reduction). Electrons liberated in the anode reaction A?ow to the site of the cathode reaction C through the conducting metal.The movement of dissociated ions carries an equal ionic current in the water.The distances over which these currents?ow can vary from microns to many metres.
All wet corrosion processes can be analysed in terms of anodic and cathodic re-actions.The anodic process is the direct cause of damage to metallic structures but both an anodic and a cathodic process must occur for a corrosion cell to be formed
The corrosion of metals by reaction with air and water to form metal hydroxides as shown above is a very important wet corrosion process,especially in the construc-tion industries.There are other corrosion reactions resulting from,for example, other cathode reactions(electron-consuming)
2e2H H2(4)
2e M2M(5) or other anode reactions(electron releasing)
M H2O MO2H2e(6) When a metal M is placed in pure water,some ions will immediately pass into solution:
M M22e(7) The build-up of negative charge on the metal and the build-up of metal ions in solution makes possible a back-reaction:
M M22e(8)
2
and ultimately an equilibrium is established:
M M22e(9) At this stage,a steady potential difference now exists between metal and solution.
The magnitude of this potential difference depends on the metal and composition
of the solution.It is not possible to measure this potential difference for a sin-
gle metal,but the potential difference(emf)between two metals dipping into a
solution can be measured.Under well-de?ned conditions,this enables a single
potential E m(relative to a common reference)to be assigned to every metal.
The Electrochemical Series
The single electrode potential E m developed by a material M acting as an electrode
depends on the constitution of the material and the composition of the solution
with which it is in contact.The Electrochemical Series lists electrodes according
to the standard single potential E m developed in contact with a1mol/L solution
of the ion produced by the electrode reaction,at equilibrium(that is,no current
?owing),at25 C.On this scale,the hydrogen electrode H22H+2e,H2 pressure1atm)is given the arbitrary value zero.
The recommended sign convention(Stockholm)is such that the more noble metals
show increasingly positive potentials(eg Cu2Cu E0.34V,not0.34V). Some older texts(especially American)use the opposite sign convention.
Note that single potentials can be assigned to electrode reactions other than M n M, including familar cathode reactions.
Nernst Equation
Describes how E m varies with concentration of metal ions for the electrode M n M.
E m E m b
n
log c(10)
where b0.059V at25 C. For the electrode O24OH
E O
2E O
2
b
4
log
p O
2
c4
OH
(11)
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Practical use of reference electrodes
The hydrogen electrode is not a practical reference electrode for?eld use.The copper/copper sulphate electrode is perhaps the most widely used.In sea water, the even simpler zinc electrode is often employed.
Polarisation
In active
At the anode,
The rate of
This net
value.This
A second
2.
Here for example X may stand for2H2O+O2,with n4,and X n4OH.
4
potential E corr.
diagrams or Tafel plots.
Simple
The measured current and the corrosion rate are simply and directly related be-cause
1mol electrons has a total charge of96500C(coulombs).But1A s=1C(A current in amperes).
Therefore,for example in the case of ferrous metals for which
F e Fe22e(13) The corrosion of1mol Fe=56g=0.056kg Fe releases2mol electrons=2 96500C electric charge;therefore a current of1A corresponds to a corrosion rate of0.056/(296500)kg/s iron.
More useful units are g/year;or if density and surface area are know mm/y depth of penetration.
Assumptions in the treatment:(1)The corrosion is uniform;(2)the entire current of the corrosion cell passes through the measuring instrument.
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Pourbaix diagram of iron
These widely used diagrams show how corrosion behaviour depends on electrical potential E and pH.A simpli?ed Pourbaix diagram for iron is shown here.
E
Fe
/ V
pH
Active
corrosion
Immunity
Passivity pH
E
Fe
/ V Figure
Types of corrosion cell
Dissimilar metals
Differential aeration
Cathodic protection
Widely used in the protection of marine structures,ships,underground structures (especially pipelines)and water?lled structures.Under some circumstances used to protect reinforcing steel in concrete structures.
Types of CP:impressed current;sacri?cial anode.
Potentials(V)for cathodic protection relative to Cu CuSO4reference electrode: Iron and steel085to095
Lead06
Copper and alloys05to066
Aluminium095to12
Passivity
Figs1and2showed the ideal anodic polarisation curve for metal dissolution
M M22e(14) In the presence of oxygen and other oxidising agents this curve for some met-als extends only a certain distance before showing a sharp drop to lower current densities.When the anodic current density exceeds a critical value i c the metal
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becomes passive or passivates.Passivity is caused by a chnage in the anodic re-action.The formation of free metal ions(reaction above)gives way to a reaction which forms an insoluble?lm on the metal surface:
M H2O M OH22e2H(15) This anodic reaction proceeds more slowly because of the relatively high resis-tance of the?lm.Note however that the current density does not drop to zero in the passive region–a small residual anodic current?ows and this repairs any damage to the passivation?lm.The shape of the polarisation curve differs from one metal to another.The phenomenon of passivity is especially important for the corrosion behaviour of titanium(Ti),chromium(Cr)and stainless steels,alu-minium(Al)and iron(Fe)and ferrous metals.The presence of aggressive anions, notably chloride,may cause severe pitting corrosion by attacking or preventing formation of a passive?lm.
Corrosion of reinforcing steel in concrete
The pH of the pore water in concrete is normally in the range12-13and thus steel is passive(see Pourbaix diagram for iron).Passivity may be destroyed by carbonation or by the presence of chloride ions.Carbonation is con?ned to the surface layer of concrete and steel is protected by providing adequate depth of cover.
Methods of protection of steel in conditions where passivity is not achieved in-clude cathodic protection,coating of steel and choking of oxygen.There is much current interest in the cathodic protection of marine structures.
Corrosion in the soil:microbial corrosion.
Electrochemical corrosion can be assisted by bacteria.For example,corrosion of steel pipelines in waterlogged neutral ground containing little oxygen is often much more severe than might be expected.Cast iron pipes of6mm wall may per-forate in less than?ve years.Sulphate-reducing bacteria such as Desulphovibrio which?ourish in oxygen-free conditions assist the corrosion of iron apparently by consuming hydrogen produced in the cathodic reaction e H H,thus
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enhancing the rate of the cathodic reaction.The bacteria make use of the H to reduce sulphate(S O4to sulphide(S).
The overall corrosion cell reaction is
8H8e8H(16)
SO48H S4H2O(17) producing iron sulphide as the corrosion product.
Fe2S FeS(18) References.
See Callister Ch18.
Supplementary reading.Fontana:Corrosion Engineering.
Revised25Apr2002
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介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性
介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级原则是什么？ 答：（1）职业性接触毒物危险程度分级，是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准。 （2）分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级依据是什么？ 答：（1）急性毒性 以动物试验得出的呼吸道吸入半数致死浓度（LC ）或经口、经皮半数致死量（LD50） 50 或LD50最低值作为急性毒性指标。 的资料为准，选择其中LC 50 （2）急性中毒发病状况 是一项以急性中毒发病率与中毒后果为依据的定性指标：可分为易发生、可发生、偶而发生中毒及不发生急性中毒四级。将易发生致死性中毒或致残定为中毒后果严重；易恢复的定为预后良好。 （3）慢性中毒患病状况 一般以接触毒物的主要行业中，工人的中毒患病率为依据，但在缺乏患病率资料时，可取中毒症状或中毒指标的发生率。 （4）慢性中毒后果 依据慢性中毒的结局，分为脱离接触后，继续进展或不能治愈、基本治愈、自行恢复四级。并可依据动物试验结果的受损病变性质（进行性、不可逆性、可逆性）、靶器官病理生理特性（修复、再生、功能储备能力），确定其慢性中毒后果。 （5）致癌性 主要依据国际肿瘤研究中心公布的或其他公认的有关该毒物的致癌性资料，确定为人体致癌物、可疑人体致癌物、动物致癌物及无致癌性。 （6）最高容许浓度 主要以《工业企业设计卫生标准》TJ36-70中表4车间空气中有害物质最高容许浓度值为准。
练习题 一、选择题 1、为了提高合金的耐蚀性，向材料中加入强的阴极性元素金属，属于以下哪种 方法A。 A）降低阳极相活性B）降低阴极相活性C）增加系统阻力 2、同样加入强阴极性元素，有的合金耐腐蚀，有的却不耐蚀。其原因是A。 A）前者处于可钝化的，后者不是B）前者腐蚀体系处于常温，后者不是 C）前者腐蚀体系存有活化离子（如Cl－），后者不是D）以上都不是 3、为提高铁金属材料耐蚀性，铬是一种常添加的元素，主要起以下作用B。 A）使腐蚀电位正移，增加材料的热力学稳定性B）合金易进入钝态区 C）致钝电位向正向移动D）以上都对 4、加入Cu、P、Cr元素的耐候钢具有较好的耐大气腐蚀性，机理是D。 A）有序固溶理论B）电子机构理论 C）表面富集理论D）形成致密腐蚀产物膜理论 5、金属产生晶间腐蚀应满足的条件是C A）在高压的环境中，只要其电极电位低且强度不够； B）在高温的环境中，只要其产生的氧化膜不够致密； C）在腐蚀的环境中，只要其晶粒与晶界物－化状态和电化学性能不同； D）在高压、高温、腐蚀的环境中,只要其晶粒与晶界成分不符合塔曼定律； 6、奥氏体不锈钢中添加Nb元素的主要作用是C A）增加膜的致密性B）提高材料的抗点蚀能力 C）作为稳定化元素抑制碳化铬的生成D）增加热力学稳定性 7、黄铜脱锌属于以下哪种腐蚀类型E。 A）点蚀B）缝隙腐蚀C）晶间腐蚀D）电偶腐蚀E）选择性腐蚀 8、下列哪种热处理工艺对1Cr18Ni9Ti的抗晶间腐蚀是必须的B A）固溶处理B)稳定化处理 C）去应力退火处理D）敏化处理 9、加入了稳定化元素Ti、Nb的奥氏体不锈钢，却没有达到耐腐蚀的目的。这可能是该钢种在使用前没能进行过D处理。 A）固溶处理B）敏化处理C）退火处理D）稳定化处理 10、海水腐蚀环境中，以下哪个区域腐蚀最严重A。 A）飞溅带B）潮差带C）全浸带D）海泥带 11．以下关于可逆氢脆说法错误的是C A）氢脆在室温附近最敏感；B）材料强度越高，氢脆越敏感；
金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1．金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下，如果不同部位溶解氧气浓度不同，则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极，金属失去电子受到腐蚀；而氧气浓度较大的部位作为阴极，氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应，生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在阴极，由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红（亦属于吸氧腐蚀）。两极反应式如下： 阳极(氧气浓度小的部位)反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中，铁作为阳极失去电子，受腐蚀，杂质作为阴极，在其表面H＋得电子被还原析出氢气。两极反应式为： 阳极：Fe = Fe2＋＋2e－ 阴极：2H＋+2e－= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6]，则阳极附近的Fe2＋进一步反应： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) （2）宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于?O(Fe2＋/Fe)< ?O（Cu2＋/Cu），两者构成了宏电池，铁作为阳极，失去电子受到腐蚀（属于吸氧腐蚀）。两极的电极反应式分别如下： 阳极反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ 在阴极由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞变红。
介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级原则是什么？ 答：（1）职业性接触毒物危险程度分级，是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准。（2）分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级依据是什么？ 答：（1）急性毒性 以动物试验得出的呼吸道吸入半数致死浓度（LC50）或经口、经皮半数致死量（LD50）的资料为准，选择其中LC50或LD50最低值作为急性毒性指标。 （2）急性中毒发病状况 是一项以急性中毒发病率与中毒后果为依据的定性指标：可分为易发生、可发生、偶而发生中毒及不发生急性中毒四级。将易发生致死性中毒或致残定为中毒后果严重；易恢复的定为预后良好。 （3）慢性中毒患病状况 一般以接触毒物的主要行业中，工人的中毒患病率为依据，但在缺乏患病率资料时，可取中毒症状或中毒指标的发生率。 （4）慢性中毒后果 依据慢性中毒的结局，分为脱离接触后，继续进展或不能治愈、基本治愈、自行恢复四级。并可依据动物试验结果的受损病变性质（进行性、不可逆性、可逆性）、靶器官病理生理特性（修复、再生、功能储备能力），确定其慢性中毒后果。 （5）致癌性 主要依据国际肿瘤研究中心公布的或其他公认的有关该毒物的致癌性资料，确定为人体致癌物、可疑人体致癌物、动物致癌物及无致癌性。 （6）最高容许浓度 主要以《工业企业设计卫生标准》TJ36-70中表4车间空气中有害物质最高容许浓度值为准。 《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044分哪几级？ 答：按《职业性接触毒物危害程度分级》规定，接触性毒物危害程度共分为四级
金属材料的点腐蚀和缝 隙腐蚀 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
金属材料的点腐蚀和缝隙腐蚀 点腐蚀和缝隙腐蚀(pitting and crevice corrosion)金属材料接触某些溶液，表面上产生点状局部腐蚀，蚀孔随时间的延续不断地加深，甚至穿孔，称为点腐蚀（点蚀），也称孔蚀。通常点蚀的蚀孔很小，直径比深度小得多。蚀孔的最大深度与平均腐蚀深度的比值称为点蚀系数。此值越大，点蚀越严重。一般蚀孔常被腐蚀产物覆盖，不易发现，因此往往由于腐蚀穿孔，造成突然性事故（见金属腐蚀）。 缝隙腐蚀是两个连接物之间的缝隙处发生的腐蚀，金属和金属间的连接（如铆接、螺栓连接）缝隙、金属和非金属间的连接缝隙，以及金属表面上的沉积物和金属表面之间构成的缝隙，都会出现这种局部腐蚀。 许多金属材料都能产生点蚀和缝隙腐蚀。不锈钢、铝合金等靠钝化来增强耐蚀性的金属材料，也易产生点蚀和缝隙腐蚀。许多环境介质都能引起金属材料的点蚀和缝隙腐蚀，尤其是含氯离子的溶液。 点腐蚀 金属表面的电化学不均匀性是导致点蚀的重要原因。金属材料的表面或钝化膜等保护层中常显露出某些缺陷或薄弱点(如夹杂物、晶界、位错等处)，这些地方容易形成点蚀核心。金属浸入含有某些活化阴离子（特别是氯离子）的溶液中，只要腐蚀电位达到或超过点蚀电位（或称击穿电位），就能产生点蚀。这是由于钝化膜在溶液中处于溶解以及可再度形成的动平衡状态，而溶液中的活化阴离子(氯离子)会破坏这种平衡，导致金属的局部表面形成微小蚀点，并发展为点蚀源。例如不锈钢表面的硫化物夹杂的溶解，暴露出钢的新鲜表面，就会形成点蚀源。 点蚀的发展是一个在闭塞区内的自催化过程。在有一定闭塞性的蚀孔内，溶解的金属离子浓度大大增加，为保持电荷平衡，氯离子不断迁入蚀孔，导致氯离子富集。高浓
金属材料的腐蚀和防护 罗--（学号：1230060054） （-----大学物理与材料科学学院物理学1202班） 专题授课老师：---- 摘要：自从人类发现并使用金属到如今已有5000年的历史，然而人类在享受金属材料的使用带来便利的同时，也在苦恼着金属腐蚀带来的烦恼。人类在使用金属的同时，也在尽最大的努力对金属进行防护。金属的有效防护，一方面可以降低成本，提高劳动生产率，赢得最大的经济效应；另一方面对加强国防建设也有重要的意义。 关键词：金属材料腐蚀防护 引言：当金属和周围气态或液态介质接触时常常由于发生化学作用或电化学作用而逐渐损坏的过程成为金属腐蚀，每年金属腐蚀给国家带来巨大的经济损失，所以金属的有效防护对于一个企业和国家是至关重要的。 1.金属材料的腐蚀机理 1.1金属腐蚀的分类 按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程；电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池。金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程。 1.2金属腐蚀的发生
自然界中只有极少数金属（例如金、铂等）能以游离状态存在，而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此，金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏，这种现象叫做金属的腐蚀。 1.3金属腐蚀的危害 金属腐蚀的危害首先在于腐蚀造成了巨大的经济损失。这种损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括材料的损耗、设备的失效、能源的消耗。由于腐蚀,使大量有用材料变为废料,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为其年产量的10% 。间接损失包括因腐蚀引起的停工停产,产品质量下降,大量有用有毒物质的泄漏、爆炸,以及大规模的环境污染等。一些腐蚀破坏事故还造成了人员伤亡,直接威胁着人民群众的生命安全。 2.金属腐蚀防护的方法 2.1 改变金属的组成 这种方法最常见的是不锈钢材料。通过在钢铁中加入12-30%的金属铬而改变钢铁原有的组成，从而改善性能，不易腐蚀。如目前迅速发展起来的不锈钢炊具，餐具等就是以此为材料的。2.2 形成保护层 在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。可以形成以下几种保护层来对金属腐蚀进行防护： （1）磷化处理: 钢铁制品去油、除锈后，放入特定组成的磷酸
金属材料耐腐蚀的选材顺序（由低到高） 一、不锈钢材料耐点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀能力的顺序 1、奥氏体不锈钢： 1Cr18Ni9Ti→0Cr18Ni9（304）→0Cr18Ni11Ti（321）→00Cr19Ni10（304L）0Cr17Ni12Mo2Ti （316）→00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu （904L）→00Cr27Ni31Mo4Cu 2、铁素体不锈钢： 0Cr13（410S）→0Cr13Al（405）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2→00Cr26Mo1→00Cr30Mo2 3、双相不锈钢： 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 二、耐高温腐蚀用材的顺序 20＃→12Cr1MoV→12Cr2Mo1（2Cr-1Mo）→1Cr5Mo→1Cr9Mo→P91(10Cr9Mo1VNb）→0Cr25Ni20(310S) 三、耐应力腐蚀用材 16MnR→20R→12Cr1MoV 00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu（904L）00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507）0Cr13（410S）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2→00Cr26M o1 注：铁素体不锈钢和双相不锈钢不得在大于350℃的环境中使用。 材料的耐腐蚀性能 钽：钽金属材料的耐腐蚀性能可同玻璃相比美，在环境温度下，除了氢氟酸外，对所有的酸都具有良好的耐腐蚀性，钽金属在高温下易被强碱腐蚀。钽金属对除了SO3-2及氟的酸性盐溶液以外的所有氢化性及非氢化性盐溶液具有较强的耐腐蚀性。在高温下在硫酸及碳酸溶液中易受腐蚀，非凡是氟离子存在时腐蚀会严重。 l蒙耐尔合金：蒙耐尔合金在有色金属与合金中，最耐氢氟酸（或氟化氢）腐蚀，在介质相当宽的浓度和强度范围内有很好的稳定性，也可用于氯化物，海水，碱等介质中作防腐材料。蒙耐尔合金不适用于强氧酸，如硝酸及亚硝酸，也不适用酸性铁盐，锡盐等溶液中。
材料腐蚀的种类、危害及解决办法 腐蚀是指材料受周围环境的 作用，发生有害的化学变化、电化学变化或物理变化而失去其 固有性能的过程。通常环境介质对材料有各种不同的作用，其 中有多种作用可导致材料遭受破坏，但只有满足以下两个条件，才称为腐蚀作用：①材料受介质作用的部分发生状态变化，转变成新相。②在材料遭受破坏过程中，整个腐蚀体系的自由能降低。 材料腐蚀发生在材料表面。按腐蚀反应进行的方式分为化学腐蚀和电化学腐蚀。前者发生在非离子导体介质中；后者发生在具有离子导电性的介质中，故可通过改变材料的电极电位来改变腐蚀速度。按材料破坏特点分为均匀腐蚀、局部腐蚀和选择性腐蚀。均匀腐蚀指材料表面各处腐蚀破坏深度差别很小，没有特别严重的部位，也没有特别轻微的部分。局部腐蚀是材料表面的腐蚀破坏集中发生在某一区域，主要有孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等。选择性腐蚀是金属材料在腐蚀介质中，其活性组元产生选择性溶解，由金属材料合金组分的电化学差异所致。按腐蚀环境又分为微生物腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀和高温腐蚀等。 金属材料以及由它们制成的结构物，在自然环境中或者在工况条件下，由于和其所处环境介质发生化学或者电化学作用而引起的变质和破坏，这种现象称为腐蚀，其中也包括上述因素和力学因素或者生物因素的共同作用。某些物理作用例如金属材料在某些液态金属中的物理溶解现象也可以归入金属腐蚀范畴。一般而言，生锈专指钢铁和铁基合金而言，它们在氧和水的作用下形成了主要由含水氧化铁组成的腐蚀产物铁锈。有色金属及其合金可以发生腐蚀但并不生锈，而是形成和铁锈相似的腐蚀产物，如铜和铜合金表面的铜绿，偶尔也被人称作铜锈。由于金属和合金遭受腐蚀后又回复到了矿石的化合物状态，所以金属腐蚀也可以说是冶炼过程的逆过程。上述定义不仅适用于金属材料，也可以广义地适用于塑料、陶瓷、混凝土和木材等非金属材料。例如，涂料和橡胶由于阳光或者化学物质的作用引起变质，炼钢炉衬的熔化以及一种金属被另一种金属熔融液态金属腐蚀，这些过程的结果都属于材料腐蚀，这是一种广义的定义。金属及其合金至今康 昆 勇
详细企业介绍 金属材料的耐腐蚀性能 概述 变送器与测量介质接触的隔离膜片和远传膜片，是利用金属材料的力学特 性，将压力或差压传递给δ室的中心膜片，为了减少压力传递过程中的损耗，一般选用厚度小于0.1mm的金属材料制成。对薄壁材料使用在腐蚀环境下，在期望寿命内，既要保持良好的力学弹性，又要不发生腐蚀渗漏，就要选择比其它结构件耐腐性更强的材料，一般应选择《均匀腐蚀十级标准》规定四级以上材料（即年腐蚀深度小于）。0.05mm常用合金纯金属的耐腐蚀性能1-1 表
附名耐腐蚀性是常用的奥氏体不锈钢。同标 302SS不锈钢相比较316SS316LSS对硫酸、硫化物溶液、钠及锰的溶、盐酸溶液及磷酸溶液的耐蚀性都不耐氢氟酸 316SST302SS，对醋酸、蚁酸、甲酸和热碱溶湿氯气、盐酸气体，316LSS也具有良好的耐蚀性及碘、溴等的腐蚀此类钢的含碳量较故焊接后可进行热处尤其是称为超低碳不锈钢316LSST抗晶间腐蚀性能优316SS，因耐蚀性能更好不耐硝酸、酸、高浓度或沸腾状的硫酸，也不适合在除铂和银以外，是最耐氢氟酸的性铁盐、锡盐等溶液蒙耐尔合使用。在测量介质氢属之一。也可用作氯化物、海水、碱中的酸中进入的氧量多时腐材料耐蚀性会下降，在高度的氢氧化钠中，耐性
也较差具有比一般奥氏体不锈钢高得多 哈氏合耐腐能力。适于在多种腐蚀性介质的混合C中使用，如能在湿氯气、干氯气、C哈℃）、盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、（527氯酸盐、氯化铁、氯化铜、苛性钠、海水各种有机酸下工作特别能耐碱的腐不论在高温 熔融的碱中都比较稳定，所以主要用于制不耐无机酸工业。镍蚀，在醋酸和蚁酸中也在常温下,镍在海水和盐类溶液及有不稳定。机介质（如脂肪酸、酚、醇等）中极为稳定。纯是耐蚀性非常好的纯金属。特别是金不耐较纯的还钛在各种浓度的硝酸、有机酸、氯化物、湿氯属原性酸和盐酸的腐蚀。气和碱中有很强的耐蚀性。不耐氢氟酸、是具有高度化学稳定性的纯金属。发烟硫酸、游离三氧化在许多腐蚀性介质中，如对无机酸、王水、钽硫、碘化钾、含氟离子等有有机酸、氯化物、盐类、腐蚀性气体溶液和高温下的强碱腐极强的耐腐性。蚀。要加入微量的其它金属。注：为了改善纯金属的机械性能，在冶炼过程中，根据需接触介质部分材质的耐腐蚀性能
金属材料的腐蚀与防护 摘要：扼要介绍了金属的腐蚀机理，腐蚀发生的原因。金属的腐蚀现象和机理比较复杂，但可以通过合理地选用材料、有效地采取防腐蚀措施来减缓金属材料的腐蚀速度，这对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率都具有十分重要的意义。 关键词：金属材料;腐蚀;防护 钢铁生锈、铜器泛绿、银具变黑等都是材料(通常是指金属)及其结构物，制件与其所处环境介质之间的化学反应或电化学反应所引起的破坏或变质。这类破坏或变质被称之为材料的腐蚀。腐蚀科学则是一门涉及化学、物理、冶金学、表面科学、力学、机械学和生物学等多学科的应用科学。金属的腐蚀严重破坏了国民经济和国防建设，研究金属的腐蚀这门科学对于提高国民经济和加强国防建设都有重要的意义。 1 金属材料的腐蚀机理 1.1金属腐蚀的分类 按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。化学腐蚀就是金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗的过程；电化学腐蚀就是铁和氧形成两个电极，组成腐蚀原电池，因为铁的电极电位总比氧的电极电位低，所以铁是阳极。遭到的腐蚀不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀，金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程[1] 1.2金属腐蚀的发生 自然界中只有极少数金属（例如金、铂等）能以游离状态存在，而大多数金属都需要从它们的矿石中用不同的能量冶炼出来。因此，从热力学观点来看，金属的腐蚀是很自然的事。金属受周围介质的化学及电化学作用而被破坏，这种现象叫做金属的腐蚀。由于腐蚀导致的金属破坏都从表面开始，而破坏的程度，一般来说也是表面最大。在液态和固态电解质中腐蚀过程是电化学过程。因此，腐蚀能否进行取决于金属能否离子化，而金属离子化的趋势可以用电极电位（E）表示。 金属在电解质中的腐蚀是一种电化学变化[2]，它的进行依照法拉第定律及欧姆定律，△W=（Ec－Ea）te/(96500AR) 式中，e为常数，如粗略地认为R不变时，则腐蚀速率（△W/t）与（Ec－Ea）成正比，而与A成反比。（Ec－Ea）因极化关系有所变化，因此腐蚀率也会随时间变化；阳极面积（A）较小时，腐蚀率将会随着提高。金属腐蚀时，阳极释放电子的阳极过程和阴极获得电子的阴极过程是在同一金属表面进行的。 2 金属防护的方法
各种不锈钢的耐腐蚀性能 304是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 301不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305和384不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308不锈钢用于制作焊条。 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 316和317型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理 金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。化学腐蚀的环境介质是
金属材料的点腐蚀和缝隙腐蚀 点腐蚀和缝隙腐蚀(pitting and crevice corrosion)金属材料接触某些溶液，表面上产生点状局部腐蚀，蚀孔随时间的延续不断地加深，甚至穿孔，称为点腐蚀（点蚀），也称孔蚀。通常点蚀的蚀孔很小，直径比深度小得多。蚀孔的最大深度与平均腐蚀深度的比值称为点蚀系数。此值越大，点蚀越严重。一般蚀孔常被腐蚀产物覆盖，不易发现，因此往往由于腐蚀穿孔，造成突然性事故（见金属腐蚀）。 缝隙腐蚀是两个连接物之间的缝隙处发生的腐蚀，金属和金属间的连接（如铆接、螺栓连接）缝隙、金属和非金属间的连接缝隙，以及金属表面上的沉积物和金属表面之间构成的缝隙，都会出现这种局部腐蚀。 许多金属材料都能产生点蚀和缝隙腐蚀。不锈钢、铝合金等靠钝化来增强耐蚀性的金属材料，也易产生点蚀和缝隙腐蚀。许多环境介质都能引起金属材料的点蚀和缝隙腐蚀，尤其是含氯离子的溶液。 点腐蚀 金属表面的电化学不均匀性是导致点蚀的重要原因。金属材料的表面或钝化膜等保护层中常显露出某些缺陷或薄弱点(如夹杂物、晶界、位错等处)，这些地方容易形成点蚀核心。金属浸入含有某些活化阴离子（特别是氯离子）的溶液中，只要腐蚀电位达到或超过点蚀电位（或称击穿电位），就能产生点蚀。这是由于钝化膜在溶液中处于溶解以及可再度形成的动平衡状态，而溶液中的活化阴离子(氯离子)会破坏这种平衡，导致金属的局部表面形成微小蚀点，并发展为点蚀源。例如不锈钢表面的硫化物夹杂的溶解，暴露出钢的新鲜表面，就会形成点蚀源。 点蚀的发展是一个在闭塞区内的自催化过程。在有一定闭塞性的蚀孔内，溶解的金属离子浓度大大增加，为保持电荷平衡，氯离子不断迁入蚀孔，导致氯离子富集。高浓度的金属氯化物水解，产生氢离子，由此造成蚀孔内的强酸性环境，又会进一步加速蚀孔内金属的溶解和溶液氯离子浓度的增高和酸化。蚀孔内壁处于活化状态（构成腐蚀原电池的阳极），而蚀孔外的金属表面仍呈钝态（构成阴极），由此形成了小阳极／大阴极的活化-钝化电池体系，使点蚀急速发展。 缝隙腐蚀 是由缝隙内外介质间物质移动困难所引起的。为此，缝隙的宽度应足够狭小。它的发展也是一个闭塞区内的自催化过程。例如处在海水等介质中的钢制零部件，在缝隙腐蚀的起始阶段，缝隙内外的金属表面都发生以氧还原作为阴极反应的腐蚀过程。由于缝隙内的溶氧很快被消耗掉，而靠扩散补充又十分困难，缝隙内氧还原的阴极反应逐渐停止，缝隙内外建立了氧浓差电池。缝隙外大面积上进行的氧还原阴极反应，则促进缝隙内金属阳极溶解。缝隙内金属溶解产生过剩的金属阳离子(Me+)，又使缝隙外的氯离子迁入缝隙内以保持电平衡。随之而发生的金属离子水解，使缝隙内酸度增高，又加速了金属的阳极溶解（见图)。
第9章金属材料的腐蚀 9.1概述 金属腐蚀是指金属与其周围介质发生化学或电化学腐蚀而产生的破坏现象。 锅炉与压力容器的一些主要承压元件在使用过程中与一些腐蚀介质接触，会发生各种腐蚀现象，引发破裂损坏事故后果 （1）往往引发事故造成巨大经济损失 （2）耗费大量资源和能源，1/3冶炼金属由于腐蚀而破坏 （3）污染环境 因此有必要对腐蚀现象进行研究。 9.1.1分类按机理 9.1.1.1化学腐蚀：金属与非电解质介质直接发生纯化学反应。服从于多相反应的化学动力学的基本规律。例如金属在高温下发生的氧化现象。 9.1.1.2电化学腐蚀：金属与电解质溶液发生电化学作用而引起的破坏现象，构成了原电池，服从于电化学动力 规律。 电化学腐蚀是金属腐蚀的更重要更普遍的形式。 9.1.2按腐蚀环境分类 大气腐蚀，土壤腐蚀，高温气体腐蚀，海水腐蚀等。 9.1.3按腐蚀的形式： 9.1.3.1均匀腐蚀 腐蚀作用以基本相同的速度在整个金属表面同时进行。危害性小，可估计腐蚀速度。 例：碳钢在强酸中的腐蚀 9.1.3.2局部腐蚀 发生在金属的局部地区。 9.1.3.2.1应力腐蚀裂开 材料在静拉伸应力与腐蚀介质作用下发生的破坏现象。主要是晶间，脆断。也有穿晶。在氮化物，碱性氮氧化物其它水溶性介质中常有发生。
9.1.3.2.2点蚀 发生在金属表面局部区域，点蚀形成后迅速向深处发展，最后穿透金属。出现后就及时磨光或涂漆，避免进一步入。不锈钢，铝及其合金，钛及其合金在氯离子介质中易发生。 9.1.3.2.3晶间腐蚀 在金属材料晶界部位的腐蚀。腐蚀沿晶间进行，使晶粒之间的结合力大大削弱，机械强度急剧降低。不锈钢，铝合金。 9.1.3.2.4缝隙腐蚀 金属与金属或金属与非金属之间存在细小缝隙中发生的腐蚀现象。法兰联接面，螺母压紧面。 9.1.3.2.5电偶腐蚀 电解质溶液中，不同的金属接触时，由于腐蚀电位差引起电位低的金属在接触部位腐蚀的现象。如碳钢与黄铜在水中接触。 9.1.3.2.6腐蚀疲劳 金属在交变应力和腐蚀介质的作用下发生。产生腐蚀坑和大量裂纹，显著降低钢的疲劳强度。 9.1.4腐蚀共同特性 9.1.4.1从热力学角度看，腐蚀是金属由非稳态自发向稳态的一个转变过程。 9.1.4.2是化学，电化学过程。 9.1.4.3总是发生在表面，从表面开始。 9.2金属材料的高温氧化 9.2.1高温氧化过程的机理 氧与氧化性气体介质的化学反应。 发生氧化反应判据 （1）初始系统（金属和氧）的等压-等温自由能与最终状态时的差值。
金属材料的电偶腐蚀 王俊 摘要：电偶腐蚀，是指当两种或者两种以上不同金属在导电介质中接触后，由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池。电偶腐蚀是一种普遍存在的且危害极大的腐蚀形成，它广泛地存在石油、天然气、船舶、航空和建筑工业等行业中，一旦发生则极有可能造成严重的损失。本文针对金属材料的电偶腐蚀从其腐蚀原理、影响因素、控制方法及腐蚀评定进行综述。并展望了金属材料的电偶腐蚀的研究发展趋势。 关键词：金属接触；电偶腐蚀；电位差 1、前言 现代社会中，金属材料的应用及其广泛，已然涉及到方方面面，这种情况下，研究金属材料的腐蚀及其防护就成为了一项重要任务。金属在其使用过程中或多或少会产生各种各样的腐蚀，如若防范不当会造成金属材料在其使用寿命结束之前就产生破坏，特别是在航空等国防领域，金属材料的腐蚀引起的后果是灾难性的，所以，针对金属材料的腐蚀及其防护的研究日益重要。 2、电偶腐蚀的原理 2.1 概述 由于腐蚀电位不同，造成同一介质中异种金属接触处的局部腐蚀，就是电偶腐蚀（galvanic corrosion），亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。当两种或两种以上不同金属在导电介质中接触后，由于各自电极电位不同而构成腐蚀原电池，电位较正的金属为阴极，发生阴极反应，导致其腐蚀过程受到抑制;而电位较负的金属为阳极，发生阳极反应，导致其腐蚀过程加速。它是一种危害极为广泛和可能产生严重损失的腐蚀形式，广泛地存在于船舶、油气、航空、建筑工业和医疗器械中。它会造成热交换器、船体推进器、阀门、冷凝器与医学植入件的腐蚀失效，是一种普遍存在的腐蚀类型。可以是金属与金属，也可以是金属与导电的非金属材料（如石墨纤维环氧树脂复合材料）在介质中形成回路，形成电偶腐蚀[1]。电偶腐蚀往往会诱发和加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等其他各种类型的局部腐蚀，从而加速设备的破坏。 两种或两种以上不同电极电位的金属处于腐蚀介质内相互接触而引起的电化学腐蚀，又称接触腐蚀或双金属腐蚀。电偶腐蚀原理见图1。发生电偶腐蚀时,电极电位较负的金属通常会加速腐蚀，而电极电位较正的金属的腐蚀则会减慢。
1.金属材料最重要、最常见的破坏形式是断裂、磨损和腐蚀。 （1）断裂（crack）是指金属构件受力超过其弹性极限、塑性极限而发生的破坏。可从不同角度分为脆性断裂、塑性断裂、沿晶断裂、穿晶断裂、机械断裂等等。断裂的结果，使构件失效，但金属材料本身还可重新熔炼再用。 （2）磨损(wear)是指金属表面与其相接触的物体或与其周围环境发生相对运动，因摩擦而产生的损耗或破坏。它是个渐变过程。有时磨损了的零件还可修复。例如，用电刷镀可修复轻微磨损的轴。 （3）腐蚀(corrosion)是指金属在其周围环境的作用下引起的破坏或变质现象。从不同角度，曾对腐蚀下过不同的定义，如： (1)“材料因与环境反应而引起的损坏或变质”； (2)“除了单纯机械破坏之外的一切破坏”； (3)“冶金的逆过程”； (4)“材料与环境的有害反应”。 2.金属腐蚀（Corrosion of metals）：金属与周围环境(介质)之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。就是说，金属腐蚀发生在金属与介质间的界面上。由于金属与介质间发生化学或电化学多相反应，使金属转变为氧化(离子)状态。可见，金属及其环境所构成的腐蚀体系以及该体系中发生的化学和电化学反应就是金属腐蚀学的主要研究对象。 一、腐蚀分类方法 由于腐蚀领域广而且多种多样，因此有不同的分类方法。最常见的是从下列不同角度分类：(1) 腐蚀环境:按腐蚀环境分类最合适，可分为潮湿环境、干燥气体、熔融盐，各种腐蚀试验研究方法主要取决于腐蚀环境； (2) 腐蚀机理：潮湿环境下属电化学机理，干燥气体中为化学机理。 (3) 腐蚀形态类型：点蚀、应力腐蚀、断裂 (4) 金属材料：在手册中是常见的和实用的，但从分类学观点来看，效果不好。 (5) 应用范围或工业部门：实为按环境分类的特殊应用 (6) 防护方法：是从防腐蚀出发，根据采取措施的性质和限制进行分类，如： a. 改变金属材料本身。如改变材料的成分或组织结构，研制耐蚀合金。 b. 改变腐蚀介质。如加入缓蚀剂，改变介质的pH值等。 c.改变金属/介质体系的电极电位。如阴极保护和阳极保护等。 d.借助表面涂层把金属与腐蚀介质分开。 二、按腐蚀环境分类 根据腐蚀环境，腐蚀可分为下列几类。 1.干腐蚀(dry corrosion) (1) 失泽:金属在露点以上的常温干燥气体中腐蚀(氧化)，生成很薄的表面腐蚀产物，使金属失去光泽，为化学腐蚀机理。 (2) 高温氧化:金属在高温气体中腐蚀(氧化)，有时生成很厚的氧化皮。在热应力或机械应力作用下可引起氧化皮剥落。属于高温腐蚀。 2. 湿腐蚀(humid corrosion) 湿腐蚀主要是指潮湿环境和含水介质中的腐蚀。绝大部分常温腐蚀属于这一种。为电化学腐蚀机理。湿腐蚀又可分为以下两类。 (1) 自然环境下的腐蚀：大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀。 (2) 工业介质中的腐蚀：酸、碱、盐溶液中的腐蚀；工业水中的腐蚀；高温高压水中的腐蚀。
说明：材料耐腐蚀性能 含钼不锈钢： (316L)对于硝酸，室温下＜5% 硫酸，沸(00Cr17Ni14Mo2)腾的磷酸，蚁酸，碱溶液，在一定压力下的亚硫酸，海水，醋酸等介质，有较强的耐腐蚀性，可广泛用于石油化工，尿素，维尼纶等工业．海水，盐水，弱酸，弱碱； 哈氏合金B: 对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐（HB）腐蚀性，也耐硫酸，磷酸，氢氟酸，有机酸等非氧化性酸，碱，非氧化盐液的腐蚀； 哈氏合金C：能耐环境的氧化性酸，如硝酸，混酸或铬（HC）酸与硫酸的混合物的腐蚀，也耐氧化性的盐类，如Fe+++，Cu++ak或含其他氧化剂的腐蚀．如高于常温的次氩酸盐溶液，海水的腐蚀； 钛（Ti）：能耐海水，各种氯化物和次氯化盐，氧化性酸（包括发烟，硝酸），有机酸，碱等的腐蚀．不耐较纯的还原性酸（如硫酸，盐酸）的腐蚀，但如果酸中含有氟化剂时，则腐蚀大为降低； 钽(Ta)：具有优良的耐腐蚀性，和玻璃很相似．除了氢氟酸，发烟硫酸，碱外，几乎能耐一切化学介质腐蚀． 根据被测介质的种类与温度，来选定衬里的材质。 衬里材料主要性能适用范围 氯丁橡胶耐磨性好，有极好的弹性，<80℃、一般水、污水,Neoprene高扯断力，耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。碱盐介质的腐蚀。 聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能，耐酸碱 <60℃、中性强磨损的 Polyurethane 性能略差。矿浆、煤浆、泥浆。 聚四氟乙烯它是化学性能最稳定的一种 <180℃、浓酸、碱,PTFE 材料，能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质，酸、硝酸和王水，浓碱和各卫生类介质、高温种有机溶剂，不耐三氟化氯二氟化氧。 F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、〈180℃盐酸、硫,不粘性和不燃性与PTFE相仿，酸、王水和强氧化,F46材料强度、耐老化性、耐温性剂等，卫生类介质。能和低温柔韧性优于PTFE。与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有交好的抗撕裂性能。
金属材料的腐蚀类型及其试验方法 1.均匀腐蚀（uniform corrosion） 均匀腐蚀（又称全面腐蚀）是指在整个合金材料表面上以比较均匀的方式所发生的腐蚀现象。其形貌特征是发生全面腐蚀时，材料的厚度逐渐变薄，甚至腐蚀穿透。 全面腐蚀是机械设备在实际使用中发生失效的基本形式。全面腐蚀代表材料总的重量损失。这种腐蚀可以通过简单的浸泡试验，或查阅腐蚀方面的文献资料，或凭生产经验加以预测，便于估计设备的寿命。在选用耐蚀材料时，其全面腐蚀性能是耐蚀性的最基本要求。 均匀腐蚀试验最常用的是重量法，即将试样臵于试验介质中，经一定时间后测量其重量变化，求出其腐蚀速率，标准为GB/T10124－1998《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》 2.点腐蚀（pitting corrosion） 钝化型金属之所以能抗腐蚀乃是由于其表面能形成一层具有保护性的钝化膜。然而，一旦这层钝化膜遭到破坏，而又缺乏自钝化的条件或能力，金属就会发生腐蚀，如果腐蚀仅仅集中在设备的某些特定点域，并在这些点域形成向深处发展的腐蚀小坑，而金属的大部分表面仍保持钝性的腐蚀现象，称为点腐蚀。 点腐蚀的试验方法主要有电化学法和化学浸泡法。 电化学法主要是测量试样的不锈钢击穿电位。其标准为GB/T17899－1999《不锈钢点蚀电位测量测量方法》 化学浸泡法主要是采用三氯化铁溶液进行点腐蚀化学加速试验。其标准为GB/T17899－1999《不锈钢三氯化铁点腐蚀试验方法》。 3.晶间腐蚀（intergranular attack） 晶粒间界是结晶方向不同的晶粒间紊乱错合的界域，因而，它们是金属中各溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和σ相等）沉淀析出的有利区域。在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀。这种沿着材料晶粒间界先行发生的腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的局部破坏现象，称为晶间腐蚀。 常用的不锈钢和合金钢的晶间腐蚀试验方法有：草酸电介浸蚀法GB/T4334.1－2000《不锈钢10％草酸浸蚀试验方法》，硫酸－硫酸铁法GB/T4334.2－2000《不锈钢硫酸－硫酸铁腐蚀试验方法》，沸腾硝酸法GB/T4334.3－2000《不锈钢65％硝酸腐蚀试验方法》，硝酸－氢氟酸法GB/T4334.4－2000《不锈钢硝酸－氢氟酸腐蚀试验方法》，硫酸－硫酸铜法GB/T4334.5－2000《不锈钢硫酸－硫酸铜腐蚀试验方法》。 晶间腐蚀试验方法的选择根据经验及需要而定。大致原则是：一般介质采用硫酸－硫酸铜法；65％硝酸法不轻易使用，主要用于60℃到沸点的稀硝酸介质和合成尿素介质；含Mo不锈钢一般用硝酸－氢氟酸法；10％草酸法主要用作其他方法筛选之用。 4.缝隙腐蚀（crevice corrosion） 缝隙腐蚀是在电介质溶液中（特别是含有卤素离子的介质），在金属与金属或非金属表面之间狭窄的缝隙内，由于溶液的移动收到阻滞，在缝隙内溶液中氧耗竭后，氯离子即从缝隙外向缝隙内迁移，又由于金属氯化物的水解自催化酸化过程，导致钝化膜的破裂，因而产生与自催化点腐蚀相类似的局部腐蚀。它可能破坏机械连接的整体性和密封性，给设备的正常运行造成严重的障碍或失效，甚
金属材料腐蚀的分类 一般将腐蚀形态分为八类，分别是： ①均匀腐蚀或全面腐蚀：腐蚀均匀分布在整个金属表面上。镁合金牺牲阳极从重量上来看，均匀腐蚀代表金属的最大破坏。但从技术观点来看，这类腐蚀形态并不重要。因为如果知道了腐蚀速度，便可估算出材料的腐蚀公差，并在设计时将此因素考虑在内。 ②电偶腐蚀或双金属腐蚀：凡具有不同电极电位的金属相互接触，并在一定介质中所发生的电化学腐蚀称为电偶腐蚀或双金属腐蚀。 ③缝隙腐蚀：浸在腐蚀介质中的金属表面，在缝隙和其它隐蔽的区域内常常发生强烈的局部腐蚀．这种腐蚀常和空穴、垫片底面、措接缝、表面沉积物以及螺帽和铆钉下的缝隙内积存的步量静止溶液有关。 ④小孔腐蚀（简称孔蚀）：这种腐蚀的破坏主要集中在某些活性结点上，并向金属内部深处发展。通常其腐蚀深度大于孔径，严重时可穿透设备。 ⑤晶间腐蚀：这种腐蚀首先在晶粒边界上发生，并沿着晶界向纵深发展。测试桩虽然外观没有明显的变化，但其机械性能大为降低。 ⑥选择性腐蚀：合金中的某一组分由于腐蚀优先地溶解到电解质溶液中，铝热焊接从而造成另一组分富集于金属表面上。 ⑦磨损腐蚀：腐蚀性流体和金属表面间的相对运动，引起金属的加速磨损和破坏。一般这种运动的速度很高，同时还包括机械磨耗和磨损作用。 ⑧应力腐蚀：应力腐蚀破坏是指在拉应力和一种给定腐蚀介质共存而引起的破坏。金属或合金发生应力腐蚀破坏时，大部分表面实际不遭受腐蚀，只有一些细裂纹穿透内部，破坏现象能在常用的设计应力范围内发生，因此，后果很严重。 金属腐蚀又根据其发生的部位，可分为全面金属腐蚀和局部金属腐蚀两大类。金属腐蚀还可按腐蚀环境分类，即分为化学介质腐蚀、大气介质腐蚀、海水介质腐蚀和土壤腐蚀等。也可按腐蚀过程的特点，分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀三大类。上述腐蚀分类方法虽
金属材料耐腐蚀的选材顺 序 Prepared on 24 November 2020
金属材料耐腐蚀的选材顺序（由低到高） 一、不锈钢材料耐点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀能力的顺序 二、1、奥氏体不锈钢： 三、1Cr18Ni9Ti→0Cr18Ni9（304）→0Cr18Ni11Ti（321）→00Cr19Ni10 （304L）0Cr17Ni12Mo2Ti（316）→00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→（904L）→00Cr27Ni31Mo4Cu 四、2、铁素体不锈钢： 五、0Cr13（410S）→0Cr13Al（405）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17 （430LX）→00Cr18Mo2→00Cr26Mo1→00Cr30Mo2 六、3、双相不锈钢： 七、00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205） →00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 八、 九、 十、 十一、二、耐高温腐蚀用材的顺序 十二、20＃→12Cr1MoV→12Cr2Mo1（2Cr-1Mo）→1Cr5Mo→1Cr9Mo→P91(10Cr9Mo1VNb）→0Cr25Ni20(310S) 十三、 十四、 十五、 十六、三、耐应力腐蚀用材
十七、16MnR→20R→12Cr1MoV 十八、00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→（904L） 十九、00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00C r22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 二十、0Cr13（410S）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2→00Cr26Mo1 二十一、 二十二、注：铁素体不锈钢和双相不锈钢不得在大于350℃的环境中使用。 材料的耐腐蚀性能 钽：钽金属材料的耐腐蚀性能可同玻璃相比美，在环境温度下，除了氢氟酸外，对所有的酸都具有良好的耐腐蚀性，钽金属在高温下易被强碱腐蚀。钽金属对除了SO3-2及氟的酸性盐溶液以外的所有氢化性及非氢化性盐溶液具有较强的耐腐蚀性。在高温下在硫酸及碳酸溶液中易受腐蚀，非凡是氟离子存在时腐蚀会严重。l蒙耐尔合金：蒙耐尔合金在有色金属与合金中，最耐氢氟酸（或氟化氢）腐蚀，在介质相当宽的浓度和强度范围内有很好的稳定性，也可用于氯化物，海水，碱等介质中作防腐材料。蒙耐尔合金不适用于强氧酸，如硝酸及亚硝酸，也不适用酸性铁盐，锡盐等溶液中。哈氏合金C：是最通用的耐腐蚀合金之一。哈氏合金是少数几种可以耐湿氯气，氯化氢及二氧化氨水溶液的合金之一，对强氧化性的盐溶液如氯化铁、氯化铜耐腐蚀性很好，适用于多种腐蚀性物质混合的介质。316及316LSST2不锈铜：为最常用的不锈钢材料，同标准的302SST不锈钢相比较316SST对硫酸、硫化物溶液、钠及锰的盐溶液，盐酸溶液及磷酸溶液都优于302不锈钢，对弱酸如醋酸具有良好的耐腐蚀，但是湿氯气和盐酸气体对此合金的腐蚀性很大。