金属耐蚀合金化原理资料27页PPT
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金属耐腐蚀合金化原理§5-1 金属耐腐蚀合金化原理工业上所用的金属材料中,纯金属并不多,应用较多的则是铁、铜、镍、钛、铝、镁等各类金属的合金。
本节讨论如何通过合金化与热处理等途径,从成分与组织上使合金具有高的耐蚀性,并阐明其作用原理。
一、提高金属的热力学稳固性以热力学稳固性高的元素进行合金化,向不耐蚀的合金中加入热力学稳固性高的合金元素进行合金化,可在合金表面形成由贵金属组元构成的连续保护层,提高其耐蚀性。
比如,铜中加金,镍中加铜,铬中加镍等。
但是其应用是有限的。
由于,一方面要耗费大量的贵金属,经济上昂贵;另一方面,由于合金组元在固态中的溶解度是有限的,许多合金要获得具有多组元的单一固溶体是比较困难的。
二、降低阴极活性在阴极操纵的金属腐蚀中,可用进一步加强阴极极化的办法来降低腐蚀速度。
如金属在酸中的活性溶解就能够用降低阴极活性的方法减少腐蚀。
具体方法是:1.减小金属或者合金中的活性阴极面积金属或者合金在酸中腐蚀时,阴极析氢过程优先在氢超电压低的阴极相或者夹杂物上进行。
假如减少合金中的阴极相或者夹杂物,减小了活性阴极面积,增加了阴极极化电流密度,增加阴极极化程度,阻碍阴极过程的进行,提高耐蚀性。
比如,当铝中铁含量减少时,其在盐酸中的耐蚀性提高,如P128图1。
这是由于铁能形成阴极相。
关于阴极操纵的腐蚀过程,使用固溶处理获得单相固溶体组织,可提高耐蚀性。
反之,退火或者时效处理降低其耐蚀性。
2.加入氢超电压高的元素加入氢超电压高的元素,可提高阴极析氢超电压,显著降低合金在酸中的腐蚀速度。
但它只适用于不产生钝化的析氢腐蚀。
如金属在非氧化性或者氧化性低的酸中的活性溶解过程。
比如,在锌中含有铁、铜等电位较高的金属杂质时,加入氢超电压高的镉、汞,可使锌在酸中腐蚀速度显著降低。
又如,在含有较多杂质铁的工业纯镁中,添加0.5-1%锰可大大降低其在氯化物水溶液中的腐蚀速度,这是由于锰比铁高得多的析氢超电压之故。