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腐蚀理论与防护技术思考题

腐蚀理论与防护技术思考题

化工设备腐蚀与防护技术思考题绪论1. 什么是金属的腐蚀？金属腐蚀的根本原因是什么？2. 腐蚀的危害体现在哪些方面？3. 为什么说腐蚀与防护科学是一门边缘科学？4. 什么是化学腐蚀？什么是电化学腐蚀？二者的区别与联系是什么？5. 常见的局部腐蚀有几种？6. 腐蚀过程的共同特性是什么？第一章化学腐蚀1. 什么是金属的氧化？2. 金属的化学腐蚀有什么特点？3. 金属氧化的热力学判据？4. 影响金属氧化膜形成的因素有哪些？5. 金属的氧化属于化学腐蚀，却又由电化学模型来解释之为什么？6. 满足哪些条件的金属氧化膜才有保护作用？7. N型氧化物和P型氧化物的导电机理是什么？如何用哈菲原子价规律解释合金化提高金属耐蚀性的原理？8. 金属氧化的动力学曲线有几种类型？9. 钢铁高温氧化时的氧化产物组成是什么？氧化膜增长机理又是什么？10. 铸铁肿胀的实质是什么？11. 什么是氢腐蚀？处于氢脆和氢腐蚀状态的金属材料有什么特性？12. 为什么说金属的硫化比氧化更严重？13. 加工高硫原油的减压填料塔停工处理不当可能会出现自燃，试分析其原因？如何防止自燃发生？14. 什么是高温烟气的硫酸露点腐蚀？如何防止之？第二章电化学腐蚀的理论基础1.说明三类双电层的带电状态，并解释为什么会形成这种电荷分布结构？2.什么叫电极电位、平衡电极电位、标准电极电位？如何确定电极的电极电位？3.作为参比电极必须满足哪些条件？4.什么是标准电位序？什么是腐蚀电位序？5.金属发生电化学腐蚀的热力学条件是什么？6.电位-pH图中的三类曲线各代表什么含义？7.氢电极和氧电极的电位-pH图中氢、氧平衡线把图分成哪三个区域？8.Fe-H2O系的电位-pH图被各条曲线分成几类区域？其在腐蚀科学研究中有什么作用？9.什么是腐蚀电池？腐蚀电池的组成条件是什么？10．简述腐蚀电池的工作历程？11.微观腐蚀电池形成的原因有哪些？12.什么是极化现象、阳极极化、阴极极化？13.电化学极化形成的原因是什么？14.埃文斯极化图有什么作用？15.什么是共轭体系？16.什么是腐蚀电位？17.什么是金属的钝化？金属钝化的特征是什么？18.金属钝化曲线有几个特征电位？这些特征电位将曲线分成几部分？19.什么金属钝化理论的成相膜理论及吸附膜理论？20.什么是析氢腐蚀？什么是吸氧腐蚀？21.氧电极的极化曲线可分成哪几个区域？22.工程结构中对同时存在由不同材料构成的阴、阳极时，如何确定阴阳极的相对面积？为什么？23.衡量金属钝化性能好坏的电化学参数是什么？其物理意义是什么？24.影响电化学腐蚀的因素有哪些？25.在腐蚀电池Fe|NaCL（充气的）|Pt中(1)阴、阳极各是哪一个？(2)外电流的方向怎样？(3)铁和铂片上主要进行的反应是什么？写出电极反应方程式？(4)将NaCL溶液换成稀HCL溶液，反应将发生什么变化？26. 一个铁钉完全浸泡在充氧的水中，它会在什么部位发生腐蚀？写出相应的阳极和阴极反应式？第三章常见的局部腐蚀1. 常见的八大局部腐蚀形态是什么？2. 全面腐蚀的电化学特点是什么？工程中如何控制全面腐蚀？3. 什么叫电偶腐蚀？电偶腐蚀的机理是什么？4. 为什么说工程结构中存在异种金属组合时“大阴极、小阳极”结构不合理？5. 孔蚀的机理是什么？孔蚀发展过程中形成的闭塞电池的本质是什么？6. 试以铝合金在含有氯离子的溶液中发生孔蚀时的自催化原理？7. 什么是缝隙腐蚀？缝隙腐蚀的机理是什么？8. 缝隙腐蚀和点蚀的异同点是什么？9. 什么叫选择性腐蚀？常见的选择性腐蚀有哪些？10. 黄铜脱锌的机理是什么？11. 为什么灰铸铁会发生选择性腐蚀而球墨铸铁却不会？12. 什么叫沿晶腐蚀？沿晶腐蚀发生的内因与外因是什么？13.说明18-8不锈钢发生晶间腐蚀的贫化机理？应采用什么措施防止？14. 什么是应力腐蚀开裂？应力腐蚀开裂发生的条件是什么？15. 应力腐蚀开裂发生的机理有哪些？分别是什么？16. 什么是腐蚀疲劳？腐蚀疲劳的特点是什么？17. 影响腐蚀疲劳的因素有哪些？18. 说明空泡腐蚀发生的详细过程？19. 金属的孔蚀一般会在什么条件下发生？某工厂有一台海水换热器，由于碳钢管束腐蚀严重，想改用铝材或不锈钢的换热器，对此谈谈你的看法？第四章金属在自然环境中的腐蚀1. 按照潮湿程度，金属的大气腐蚀有哪几类？它们是否有本质区别？2. 影响大气腐蚀的因素有哪些？为什么大气中的尘埃易引起钢铁腐蚀？3. 防止大气腐蚀主要有哪些措施？4. 海水腐蚀的阳极过程有什么特点？5. 金属发生大气腐时，水膜层厚薄程度对水膜下的腐蚀过程有何影响？6. 试比较海水腐蚀、大气腐蚀和土壤腐蚀异同点？7. 影响土壤腐蚀的因素有哪些？8. 什么是杂散电流腐蚀？9. 东营地区的新自行车较周围其他地区相比为什么会在较短的时间内生锈，试从腐蚀与防护角度出发解释其原因？如何防止其生锈？10. 钢铁在含SO2的工业大气中比在洁净大气中腐蚀严重，解释其原因？11. 埋在土壤中的钢管同时经过沙土带和粘土带，哪个土壤带的金属会发生腐蚀？为什么？12. 乙烯生产工艺中要在低于-100℃的温度下把裂解气中的CH4、H2、C2H6、C2H4等介质进行低温分离。

《常见的局部腐蚀》课件

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《常见的局部腐蚀》PPT 课件
欢迎来到《常见的局部腐蚀》课程！在这个课件中，我们将深入探讨常见的 局部腐蚀类型、形成原因、预防措施、案例分析、实验方法和破坏机理。让 我们开始吧。
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常见的局部腐蚀类型
• 点蚀 • 缝蚀 • 晶间腐蚀 • 电化学腐蚀
局部腐蚀的形成原因
1 腐蚀介质
介质的酸碱性、含氯量等因素影响了局部腐蚀的形成。
使用显微镜观察材料表面的微观腐蚀结 构。
常见的局部腐蚀材料破坏机理
金属腐蚀 孔洞形成 应力腐蚀开裂
晶界腐蚀 过氧化物腐蚀 电化学腐蚀
结论和总结
局部腐蚀是一种常见的材料损坏形式，对各行各业都有重要的影响。通过了 解不同类型的局部腐蚀、预防措施和实验方法，我们能够更好地保护材料并 延长其使用寿命。
常见的局部腐蚀案例分析
金属管道
局部腐蚀在金属管道上的表现和 影响。
汽车电池
局部腐蚀对汽车电池的影响及如 何延长使用寿命。
铁钉
局部腐蚀对铁钉的强度和牢固性 的影响。
常见的局部腐蚀实验方法
1
盐雾实验
用盐雾环境模拟局部腐蚀的条件进行实
电化学测量
2
验。
通过测量电流和电位来研究材料的腐蚀
行为。
3
显微镜观察
2 材料特性
材料的抗腐蚀性能、晶粒度、含杂质等因素也会导致局部腐蚀的发生。
3 应力
应力会促使局部腐蚀的发生，特别是在应力集中区域。
局部腐蚀的预防措施
选择合适的材料
使用抗腐蚀性能好的材料，如 不锈钢。
保持材料表面清洁
定期清洗和维护材料表面，防 止腐蚀物聚集。
添加防腐涂层
使用特殊的防腐涂层来提供额 外的保护。

金属常见的腐蚀形态及防护措施

金属常见的腐蚀形态及防护措施

(2) 对环境的选择性形成了所谓“SCC的材料―环境组
合”
(3) 只有拉应力才引起SCC，压应力反而会阻止或延缓
SCC的发生。
(4) 裂缝方向宏观上和拉引力垂直，其形态有晶间型，
穿晶型，混合型。
(5) SCC有孕育期，因此SCC的破断时间tf可分为孕育期，
发展期和快断期三部分。
(6) 发生SCC的合金表面往往存在钝化膜或其他保护膜，
负的金属的腐蚀速度加大，而电位较正的金属腐蚀速度减缓而受到
保护。
电偶腐蚀的影响因素
（1）腐蚀电位差
（2）环境因素
（3）阴阳面积比例
（1）腐蚀电位差
—表示电偶腐蚀的倾向
两种金属在使用环境中的腐蚀电位相差愈大，阳极
金属受到腐蚀破坏的可能性愈大。
电偶序(galvanic series)
——将各种金属材料在某种环境中的腐蚀电位测量出
• Ti 和Ti 合金具有最好的耐点蚀性能
（2）改善介质条件
• 降低Cl-含量
• 降低介质温度
• 增加介质流速
控制点蚀的措施
（3）电化学保护
（4）缓蚀剂的应用
在循环体系中可以添加缓蚀剂，如磷酸盐、铬酸盐等
4.5 缝隙腐蚀
缝隙种类
机器和设备上的结构缝隙
固体沉积(泥沙、腐蚀产物等)与金属基体形成的缝隙。
发生点蚀。这个温度称为临界点蚀温度(CPT) ，CPT愈高，则金属耐点
蚀性能愈好。
• 溶液流速
介质处于流动状态，点蚀速率比介质静止时小
控制点蚀的措施
（1）选择耐蚀合金
• 近年来发展了很多含有高含量Cr、Mo 及 N 以及低含量 S 和 C杂质
的奥氏体不锈钢
• 双相钢和高纯铁素体不锈钢抗点蚀性能良好

金属腐蚀类型

金属腐蚀类型

金属腐蚀类型金属腐蚀是指金属表面与周围环境发生化学反应，导致金属的物理和化学性质发生改变，最终导致金属失去原有功能的过程。

金属腐蚀是一种常见的现象，对工业生产和日常生活都有重要影响。

本文将介绍几种常见的金属腐蚀类型，并探讨其产生的原因及防治措施。

一、电化学腐蚀电化学腐蚀是最常见的金属腐蚀类型之一，也是最具破坏力的一种。

它是由于金属与电解质溶液中的氧、水和其他物质发生电化学反应而引起的。

电化学腐蚀的原理是基于电化学原理，即金属在电解质中发生氧化和还原反应，形成电流。

电化学腐蚀的速率受到多种因素的影响，如温度、湿度、pH值和金属的纯度等。

为了防止电化学腐蚀，可以采取多种措施。

首先，可以通过涂层或镀层来保护金属表面，阻止金属与电解质接触。

其次，可以使用抗腐蚀合金或高纯度金属来替代易腐蚀的金属。

此外，定期清洁金属表面，及时修复和更换腐蚀严重的部件也是有效的防腐措施。

二、化学腐蚀化学腐蚀是指金属与化学物质直接接触而发生的腐蚀反应。

化学腐蚀可以是酸性、碱性或盐性的，不同的化学物质对金属的腐蚀性也不同。

一些化学物质如酸、碱、氧化剂和盐等都具有强腐蚀性，能迅速侵蚀金属表面。

为了防止化学腐蚀，需要正确选择金属材料，避免与腐蚀性物质接触。

此外，可以采用涂层、包覆、阻隔等方法来隔离金属与化学物质的接触。

另外，在使用化学物质时，应严格遵守操作规范，避免事故发生。

三、局部腐蚀局部腐蚀是指金属表面的局部区域受到腐蚀，而其他区域未受到腐蚀的现象。

常见的局部腐蚀类型包括点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀裂纹等。

局部腐蚀通常是由于金属表面受到破坏，形成微观差异，导致局部区域更易于腐蚀。

为了防止局部腐蚀，可以采取多种措施。

首先，可以改变金属的组成和结构，增加其抗腐蚀性。

其次，可以使用保护层或涂层来保护金属表面，减少局部腐蚀的发生。

此外，加强金属的维护和保养，定期检查和修复潜在的腐蚀问题也是非常重要的。

金属腐蚀是一种常见而严重的问题，对工业和生活都有很大的影响。

5-4 局部腐蚀-2

5-4 局部腐蚀-2

•缝隙尺寸 缝隙尺寸
造成缝隙腐蚀的缝隙是狭缝， 造成缝隙腐蚀的缝隙是狭缝，一般认
0.1毫米范围。 为其尺寸在0.025 ∼ 0.1毫米范围。宽
度太小则溶液不能进入，不会造成缝内 度太小则溶液不能进入， 腐蚀；宽度太大则不会造成物质迁移困 腐蚀； 难，缝内腐蚀和缝外腐蚀无大的差别。 缝内腐蚀和缝外腐蚀无大的差别。
●●
腐蚀因素
（1）SCC对环境有选择性 SCC对环境有 （2）氧化剂的存在有决定性作用 氧化剂的存在有决定性作用 （3）温度有着重要的影响。一般来说，温 温度有着重要的影响。一般来说， 有着重要的影响 度升高，材料发生SCC的倾向增大。 SCC的倾向增大 度升高，材料发生SCC的倾向增大。 干湿交替环境使有害离子浓缩，SCC更 使有害离子浓缩 （4）干湿交替环境使有害离子浓缩，SCC更 容易发生。 容易发生。
同孔蚀） 评定方法 （同孔蚀）
氧 浓 度 升 毫 克 6 8
缝隙宽度: 缝隙宽度: 1
2 3
3.5mm 2.7mm 2.0mm
铝合金
4
1 2
2 3 0
12
24
36
48
2
4
6 度
8
时间(小时 时间 小时) 小时
缝隙
度
缝隙
度
主体溶液Cl-浓度(ppm) 主体溶液Cl-浓度(ppm) Cl
104
100~200 1000 10000
(4) 裂缝方向宏观上和拉引力垂直，其形态 裂缝方向宏观上和拉引力垂直， 宏观上和拉引力垂直 有晶间型，穿晶型，混合型。 有晶间型，穿晶型，混合型。 的破断时间tf (5) SCC有孕育期，因此 有孕育期，因此SCC的破断时间 的破断时间 可分为孕育期，发展期和快断期三部分。 可分为孕育期，发展期和快断期三部分。 (6)发生 (6)发生SCC的合金表面往往存在钝化膜或 发生 的合金表面往往存在钝化膜或 其他保护膜， 其他保护膜，在大多数情况下合金发生 SCC时均匀腐蚀速度很小，因此金属失 时均匀腐蚀速度很小，因此金属失 时均匀腐蚀速度很小 重甚微。 重甚微。

No5模块三常见的腐蚀类型任务一全面腐蚀与局部腐蚀任务二局部腐蚀一电偶腐蚀点蚀共18页

No5模块三常见的腐蚀类型任务一全面腐蚀与局部腐蚀任务二局部腐蚀一电偶腐蚀点蚀共18页

2、培养理论联系实际的观念。
2019/11/14
3
任务一 全面腐蚀与局部腐蚀
一、全面腐蚀
1、概念
全面腐蚀亦称为均匀腐蚀指腐蚀作用以基本相同的速度在
整个金属表面同时进行。如碳钢在强酸、强碱中发生的腐蚀一
般都是全面腐蚀。
2、特点 腐蚀分布相对较均匀 金属的腐蚀量较大 腐蚀速度较稳定，设备的寿命可以预测
Fe（OH）2＋O2 →Fe（OH）3↓ 由于介质中的Cl－不断向孔内迁移，形成 的FeCl2不断水解，孔内PH值越来越低， 导致金属更多的溶解。这种由闭塞电池
引起孔内酸化从而加速腐蚀的作用，称 2为01“9/11自/14催化酸化作用”。
不锈钢在充气的氯化钠 溶液中的点蚀示意图
14
任务二 局部腐蚀—点蚀
H＋＋OH－ → H2O c.添加缓蚀剂
在循环水体系中，添加缓蚀剂可防止点蚀的发生。
d.控制流速
控制适当的流速可防止点蚀。
e.电化学保护
采201用9/11电/14化学保护方法也可控制点蚀。
16
【思考与讨论】
教材P54：思考题第1～3题 1、全面腐蚀和局部腐蚀有哪些区别？ 2、什么是电偶腐蚀、电偶序？ 3、什么是点蚀？特征有哪些？
Cl－向孔内迁移后与蚀孔内的Fe2＋生成 FeCl2，FeCl2再水解生成Fe（OH）2与 HCl。 Fe2＋ ＋2 Cl－ → FeCl2 FeCl2＋H2O → Fe（OH）2 ↓＋2HCl
酸性的增加会导致金属更多的溶解，而
Fe（OH）2在蚀孔处再次氧化成Fe（OH）3 而呈疏松的沉积，无多大保护作用。
【作业】 教材P55：习题第2题019/11/14
电偶腐蚀原理示意
6
任务二 局部腐蚀—电偶腐蚀

局部腐蚀的几种形式

局部腐蚀的几种形式腐蚀定义为材料由于与其所处环境介质的反应而造成的破坏。

对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。

在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。

此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。

在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。

另一方面，像合金400 这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。

这是由于合金400 可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。

均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。

由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。

因而，设备的寿命也不能精确地预计。

这里给出几种局部腐蚀的例子。

1. 电化学腐蚀当两种或多种不同的金属在某种导电液（电解液）存在条件下接触和连接时，电化学腐蚀就发生了。

此时，两种金属间建立了势能差，同时电流将流动。

电流会从抗腐蚀能力较差的金属（即阳极）流向抗腐蚀能力较强的金属（即阴极）。

腐蚀由阴级上的反应情况而控制，如氢气的生成或氧气的还原。

如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。

这种情况必须避免。

另一方面，当我们将情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时，两种金属之间则会产生小的电流流动。

这种情况是我们所期望的。

在实用指南中，我们将位于某一容器或槽中的焊接金属接点设计为阴极。

紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件（小面积）与阳极件（大面积）连接在一起。

此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中。

铜质固定件为小的阴极面，而钢板为大的阳极面。

这种设计是非常便利的，而且可产生良好的相容性。

另一方面，如果相反进行连接，即用钢铆钉来固定铜板，则在钢铆钉上会产生非常快的腐蚀。

此时，铜板则由于钢的腐蚀而被阴极保护。

有趣的是在这种情况下，铜离子的释放被停止，铜板将被海水中的有机物缠结。

局部腐蚀.


13%Cr不锈钢
铸铁
阳
钢或铁
极
2024铝(4.5Cu,1.5Mg,0.6Mu)
性
镉
工业纯铝(1100)
锌
镁和镁合金
注意：
• 比较腐蚀电位从而确定电偶对中哪个金 属是阳极时绝不能离开环境条件。同一 种电偶组合在不同环境条件中不仅腐蚀 电位差的数值不一样，甚至可能发生极 性反转。
• 不仅环境条件不同，异金属组合的电位 关系不同，即使在同一环境中，随着腐 蚀过程的进行，两种金属的腐蚀电位相 对关系也会改变。
• 发生局部腐蚀的条件
(1) 金属方面或溶液方面存在较大的电化学不均 一性，因而形成了可以明确区分的阳极区和阴 极区，它们遵循不同的电化学反应规律。
(（2） 阳极区和阴极区的电化学条件差异在腐蚀 过程中一直保持下去，不会减弱，甚至还会不 断强化，使某些局部区域的阳极溶解速度一直 保持高于其余表面。这是局部腐蚀能够持续进 行(发展)的条件。
（3）阴、阳极表面面积比S1/S2
随着阴极性金属M1面积增大，阳极性金属 M2的电偶电流密度ig都增大，电偶腐蚀破 坏加重。
所以，大阴极小阳极的电偶组合是很有害 的，应当避免。
（4）溶液导电性 溶液导电性对电偶电流的分布有很大的影
响。
E
阴极
E
阴极
面积
面积
Sl`
Sl
E`g
E`g Eg
Eg
Lg|i|
√a
iAg
V-ａ
(mdd)
1000
100
0
-2
-1
0
10
1
2
lg(Sc/Sa) 或 lg(1+Sc/Sa)
Al2024的电偶电流密度iAg和溶解速度V-a与面积比Sc/Sa的关系

腐蚀与防腐复习题

《腐蚀与防腐》综合复习资料（二）一、填空题1.列举四种常见的局部腐蚀（）、（）、（）和（）。

2.影响土壤腐蚀性的重要因素有（）、（）和（）等。

3.形成微电池的因素重要有（）、（）、（）和（）。

4.原电池的电化学过程是由（）、（）和（）构成的。

5.浓差电池有（）和（）两种形式。

6.辅助阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。

7.双电层是由（）和（）构成的。

8.阳极极化的因素有（）、（）和（）。

9.吸氧腐蚀是以（）的（）反映为（）极过程的腐蚀。

10.惯用的防腐办法有（）、（）、（）和（）。

11.石油沥青防腐层的最小厚度分别为：普通级（）、加强级（）和特加强级（）。

12.实施阴极保护的基本条件是（）、（）、（）和（）。

13.钢铁的阴极保护准则为（）（相对于（）参比电极）。

14.辅助阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。

15.扩大阴极保护区的办法有（）和（）。

16.牺牲阳极材料的性能规定是（）、（）、（）和（）等四个方面的指标来衡量。

17.阳极保护的三个基本参数为（）、（）和（）。

18.现在为大多数人所接受的解释缓蚀作用机理的理论有（）、（）和（）。

19.当在管道上任意点的管地电位较自然电位（）向偏移（） mV 或管道附近土壤电位梯度不不大于（） mV/m，拟定有直流干扰。

20.四种排流办法分别是（）、（）、（）和（）。

21.平衡电位是指当金属电极于溶液界面的电极过程建立起平衡反映，平衡过程涉及两个含义：（）、（）。

22.腐蚀原电池的腐蚀电流大小，取决于 4 个因素：（）、（）、（）和_ （）。

23.阴极放氢的反映式：（）、（）。

24.实践中用的最多的防腐蚀办法基本上分为：（）、（）、（）、（）。

25.去除钝化膜的办法大致能够分为（）和（）两种。

26.（）是腐蚀的原动力。

27.（）表达了阳极保护正常操作时耗用电流的多少，同时也决定了金属在阳极保护时的腐蚀速度。

常见的腐蚀形式


4、腐蚀介质能显示出晶
的电化学不均匀性
1、黄铜中的 锌优先溶解而 残留铜；2、
选择腐蚀 黄铜脱锌 (多元合 金中较活 泼组分或 负电性金 属的优先 石墨化腐蚀(灰 溶解) 铸铁中，铁素
体相为阳极，
溶解-沉积理 论(黄铜溶解>锌离子留在 溶液中->铜回 镀在基体上)
石墨为阴极， 铁北溶解，而
缓慢而均匀的过程
局部腐蚀只要有：点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择腐蚀、应力腐蚀、腐
腐蚀类型 定义
特征
机理
全面腐蚀
整个金属均发 生的腐蚀
可以是均匀腐蚀， 也可是不均匀腐蚀
合金成分、表面状态、介
成，ph值、温度——
点蚀表面直径等于
提高耐点蚀性能的合金元
点腐蚀
集中在金属表 面数十微米范 围内且向纵深 发展地腐蚀
或小于深度，有蝶 形浅孔，有窄深 形、有舌形。表面 易生成钝化膜的金 属材料，有特殊离 子的介质，电位大
由于土壤的组 成和性能的不 土壤腐蚀 均匀，极易构 成氧浓差电池 腐蚀。
氧去极化腐蚀，阳 充气不均匀、
极过程主要受金属 杂散电流、微 土壤的多相性，导电性，
离子化过程的难易 生物引起的腐 性，酸碱性。
程度控制。
蚀。
注：1、点腐蚀中，点蚀电位越正，耐点蚀性能越好，保护电位与点蚀电位越接近，
2、碳钢不能依靠自身形成保护膜，需加附加表面保护层，也可加铜、磷等合金元素
剩下的石墨被
沉积在铸铁表
面)
脆性断裂——无颈 1、阳极快速
应力与环境共 应力腐蚀 同作用下的腐
蚀
缩现象；2、断口 溶解理论； 呈黑色或灰黑色； 2、闭塞电池 3、晶间断裂呈冰 理论；3、膜 糖状花样，穿晶断 破裂理论(滑
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常见的局部腐蚀
1 电偶腐蚀 2 点蚀（孔蚀） 3 缝隙腐蚀 4 晶间腐蚀 5 应力腐蚀 6 腐蚀疲劳 7 磨损腐蚀 8 细菌腐蚀
1 电偶腐蚀
异种金属在同一介质中接触，由于金属的电极 电位不等，构成腐蚀电池，有电偶电流流动，使电 位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐 蚀。
电偶腐蚀的本质是：在电解质溶液中，不同电
应力腐蚀的条件
应力必须是拉应力，其来源可以是金属内部的残余 应力，也可以是使用中所承受的各种应力。 构成一定材料发生应力腐蚀的介质是特定的介 质，不是任意的介质。即构成一个应力腐蚀的体系 要求一定的材料与一定的介质互相组合。例如：软 钢-NaOH，硝酸盐；奥氏体不锈钢-氯化物溶液，高 温高压蒸馏水。
某奥氏体 Cr-Ni钢的 沿晶应力 腐蚀开裂
某奥氏体 Cr-Ni钢的 穿晶应力 腐蚀开裂
-黄铜在含氨硫酸铜溶液中的应力腐蚀开裂 左：pH=9.4的情况，呈穿晶型，初期为沿晶型破坏。 右：pH=7.3的情况，呈沿晶型破坏。
6 腐蚀疲劳
金属材料在循环应力或脉动应力和腐蚀介质的共同 作用下所引起的腐蚀形态，称为腐蚀疲劳。 金属产生腐蚀疲劳时，局部产生宏观腐蚀裂纹。 和纯机械疲劳相比，腐蚀疲劳的危害性更大。因为， 机械疲劳只有在疲劳极限之上才会产生，而腐蚀疲 劳却可以在极低的循环应力作用下发生。
3 缝隙腐蚀
金属部件在介质中，由于金属与金属或金属 与非金属之间形成很小的缝隙（ 0.0250.1 mm），使缝隙内介质处于滞留状态，引起缝内 金属的加速腐蚀。（机理为闭塞电池）。 宽度大于0.1 mm的缝隙，缝内介质不至于
形成滞留，也就不会形成这种腐蚀。
3 缝隙腐蚀
常见的缝隙腐蚀 法兰连接面、螺母压紧面、焊缝气孔、 锈层等，他们与金属的接触面上无形中形成了 缝隙；砂泥、积垢、杂屑等沉积在金属表面上， 无形中也会形成缝隙。 几乎所有的金属和合金都会产生缝隙腐 蚀。几乎所有的介质，包括中性、接近中性、 以及酸性的介质都会引起缝隙腐蚀，但又以充 气的含活性阴离子的中性介质最易发生。
缝隙腐蚀机理：
a) 氧浓差电池的形成促进缝隙腐蚀的开始；
b) 闭塞电池的形成，使蚀坑深化和扩展。
缝隙腐蚀与孔蚀的比较
4 晶间腐蚀
腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻 近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微。 这种腐蚀使晶粒间的结合力大大减小，严
重时可使机械强度完全丧失。不易检测，危害
性很大。 不锈钢、铝合金、镁合金、镍基合金等都 是晶间腐蚀敏感性强的材料。在受热情况下使 用或焊接过程都会造成晶间腐蚀的问题。
应力腐蚀的特征 a) 在应力和腐蚀介质的共同作用下产生，二者相互 促进，且缺一不可。 b) 金属与合金发生应力腐蚀时，仅在局部区域出现 由表及里的腐蚀裂纹。腐蚀裂纹分为：晶界、穿晶、 混合型。 c) 在主干裂纹延伸的同时还有若干分支同时发展。 裂纹出现在最大拉应力垂直的平面上。 d) 破裂断口呈现脆性断裂的特征。
钛合金等。
小孔腐蚀发展阶段示意图
点蚀发生于易钝化的金属。由于钝化的表面通常存在 局部缺陷，一些破坏钝化膜的活性离子（主要是卤素离子） 与配位体易于吸附在这些部位，引起钝化膜的局部破坏。此 时，微小破口处暴露的金属成为阳极，周围钝化膜成为阴极。 阳极电流高度集中使腐蚀迅速向内发展，形成蚀孔。 蚀孔形成后，孔外被腐蚀产物堵塞，内外的对流和扩 散受到阻滞，孔内形成独特的闭塞区（闭塞阳极），孔内的 氧迅速耗尽，只剩下金属腐蚀的阳极反应，阴极反应完全移 到孔外进行。因此孔内很快积累了带正电的金属离子并发生 水解，产生的H+使pH降低。为了保持电中性，带电的Cl-将 从孔外迁入孔内，Cl-浓度增高，其配位作用使金属更不稳 定。孔内的H+和Cl-形成强腐蚀性的盐酸，酸环境使蚀孔内 壁处于活性状态，成为阳极，而孔外的金属表面仍处于钝态 成为阴极，构成由小阳极/大阴极组成的活化态-钝化态体系， 致使蚀孔加速发展。以上过程具有自催化加速效应。
阴阳极面积比，介质的电导率是影响电 偶腐蚀的重要因素。 一般阴阳极面积比越大，作为阳极体的 金属腐蚀速度也越大。 对于全面腐蚀，一般来说介质的电导率 越大腐蚀速率越大。但对于电偶腐蚀，介质
电导率不仅影响溶液电阻，更影响腐蚀发生
的区域。
2 点蚀（孔蚀）
在金属表面的局部区域，出现向深处发 展的腐蚀小孔（直径数十微米，孔深度≥孔 径），其余部分不出现腐蚀或腐蚀很轻微。 一般只有表面有钝化膜的金属会出现这 种腐蚀形态。如不锈钢、铝和铝合金、钛和
极电位的金属构成的宏观腐蚀电流，引起电位较低
的金属加速腐蚀，而同时对电位较高的金属起阴极
保护作用。
镀Zn板（阳极镀层）
马口铁（即镀锡薄 板）（阴极镀层）
活泼金属Zn充当牺 牲阳极，为已暴露 的Fe基体提供电子， 使其作为阴极免受 腐蚀。
Байду номын сангаас
较为惰性的金属Sn 从已暴露的Fe基体 得到电子，使其充 当阳极，加速了铁 基体的腐蚀。
2 点蚀（孔蚀）
孔蚀机理： 孔蚀必须经历：孔蚀诱发与孔蚀发展阶段。 孔蚀产生的必备条件：钝化体系，临界Cl-浓 度，临界温度，孕育（诱发）时间 孔蚀发展的机理：闭塞电池+酸化自催化机理 Fe – 2e → Fe2+ Fe2+ + 2Cl- → FeCl2 FeCl2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+ + 2Cl-
5 应力腐蚀开裂（SCC）
金属材料在固定拉应力和特定介质的共同作 用下所引起的破裂，简称应力腐蚀。 工程中常用的金属材料，如不锈钢、铜合 金、碳钢和高强度钢等，在特定介质中都有可 能产生应力腐蚀。按照腐蚀条件的苛刻程度， 材料可在几分钟或几年内破裂。 在腐蚀过程中，材料先出现微裂纹后再扩 展为宏观裂纹。裂纹一旦形成，其扩展速度很 快。
1Cr18Ni9Ti不锈钢的晶间腐蚀金相照片
晶间腐蚀机理 贫化理论：对不锈钢和钼铬镍合金是贫铬 论，对铝铜合金为贫铜论。 以不锈钢为例，不锈钢在出厂前，为了得 到均相固溶体，经过了固溶处理（加热至 10501150 C,然后进行淬火）。这一过程 使晶界的含铬量低于晶粒本身，形成贫铬 区（低于钝化所必需的限量12%）。这样 在腐蚀介质中会产生活化态-钝态微电偶电 池，并具有大阴极小阳极面积比，导致晶 界腐蚀。