腐蚀与防护复习资料汇总
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腐蚀与防护复习资料汇总
1.材料腐蚀的概念：材料与环境介质接触的表⾯发⽣作⽤（物理、化学或电化学），⽽引起的破坏或变
质（性能退化)。2.根据反应类型划分腐蚀种类：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解腐蚀。
3.腐蚀过程的本质是什么？
⾦属从⼀个热⼒学不稳定状态向稳定状态转变的，是⼀种⾃然趋势，可以从冶炼⾦属（或合⾦）时
所消耗能量的多少或者难易程度来⼤致判断其腐蚀倾向⼤⼩。4.材料的损坏或失效类型：腐蚀、磨损和断裂，决定了材料的寿命。
5. （计算题）⾦属腐蚀速度的表⽰⽅法：失重法（增重法）、深度法和电流密度。
1)失重法：v 式中:W-为腐蚀速度（g/m2.h ） ；m0为试样腐蚀前的重量；m1为试样清除腐蚀产物后的质量（g ）；S 为试样表⾯积（m2）；t 为腐蚀时间（h
）。2)深度法: 式中: D 为腐蚀深度,单位为mm/a 。V 为腐蚀速度（g/m2.h ）， ρ为⾦属的密度，g/cm3。
3)由失重指标转换为电流密度指标:
其中icorr ，A/cm2,V 失,g/(m2·h)
三级标准6.腐蚀原电池:阴极,阳极,内电路:离⼦导通的回路;外电路:⾦属本⾝.
腐蚀原电池特征：短路的原电池；材料表⾯分为阳极和阴极，阴极和阳极具有不同电位，位于不同
位置；阳极和阴极之间要有两个电性连接：电⼦导体通道和离⼦导体通道；离⼦导体为腐蚀环境。7.盐⽔滴试验:实验说明：
⾦属表⾯结构或组织不均匀性，或腐蚀介质不均匀性，都可以导致腐蚀电池的形成；失电⼦的阳极反
应和得电⼦的阴极还原反应是在两个相对独⽴的区域进⾏的，但彼此⼜不可分割同时完成；⾦属的电
化学腐蚀过程随着电流的发⽣，该电流表征⾦属腐蚀速度；
发⽣局部腐蚀情况下，通常阳极区⾯积⽐阴极区⾯积⼩得多，阳极区腐蚀强烈。8.宏观电池、微观电池：宏：⾦属材料和介质的差异；微：电化学不均匀性
宏观腐蚀电池（宏电池）： 阳极和阴极电极尺⼨相对较⼤，宏观上单独的电极⾁眼可见（可分辩）。
微观腐蚀电池(微电池)：阳极和阴极尺⼨微⼩，宏观上单独的电极不可见，⾁眼不可分辩。
⼆者都是电化学作⽤的基本单元，但作⽤结果不同。9.电极电位：⾦属和溶液两相之间的电位差叫做电极系统的绝对电极电位，记为φ
10.
两相之间有⼀个相界区，叫做双电层。
电极系统中发⽣电极反应，两相之间有电荷转移，是形成双电层的⼀个重要原因。11.平衡电极电位：
12.电动序：将各种⾦属的标准电位E0 的数值从⼩到⼤排列起来，就得到 “电动序” 。
电偶序：就是将⾦属材料在特定的电解质溶液中实测的腐蚀（稳定）电位值按⾼低（或⼤⼩）排列
成表的形式。13.电化学腐蚀倾向的判断 ：⾃由焓准则：
当△G<0，则腐蚀反应能⾃发进⾏。|G|愈⼤，则腐蚀倾向愈⼤。
t
S )m -(m W 10-?==ρV 76.8?=D -4V A n 108.26i =-corr
当△G= 0，腐蚀反应达到平衡。
当△G>0，腐蚀反应不能⾃发进⾏。
△G 的计算：
14.电位--pH 图（详见P32~34）
电位-pH 图的概念：将⾦属腐蚀体系中各种反应的平衡电位与溶液pH 值的函数关系绘制成的图。
作⽤：就能直观地从图中判断在给定条件下发⽣腐蚀反应的可能性。(1)腐蚀区：稳定存在的状态是Fe2+ 、Fe3+、FeO42-和HFeO2-等离⼦。
(2)免蚀区：⾦属处于热⼒学稳定状态。
(3)钝化区：⾦属表⾯⽣成稳定的氧化物、氢氧化物或盐膜。
⾦属是否遭受腐蚀，取决于膜是否有保护性。
将E 、pH 条件移出腐蚀区的途径：详见P34
① 降低铁的电极电位，对铁进⾏阴极保护。
② 把铁的电位升⾼，使之进⼊钝化区。
③ 调整溶液pH=9~13，可使铁进⼊钝化区。
该图的局限性：
①根据热⼒学数据绘制的电化学平衡图，只能分析腐蚀倾向及倾向性⼤⼩，不能指⽰腐蚀速度；
②图中反应的是平衡状态的情况，溶液浓度是平均浓度，实际情况⼏乎都偏离平衡状态，⽽且电极表
⾯的溶液真实局部浓度也会有别于平均浓度（pH 值是指处于平衡状态的溶液pH 值，⽽⾦属表⾯附近
溶液的pH 值与主体溶液pH 值是有差别的），必然有⼀定误差；
③ 仅适⽤于分析纯⾦属—⽔简单体系在室温下的腐蚀⾏为，⽽⼯程上多使⽤合⾦，⽤于分析实际问题
时只能以主要合⾦元素为考查对象；
④阴离⼦只考虑了OH-，实际环境介质中⼤量存在的Cl-和SO42-等未被考虑，这些阴离⼦对腐蚀过程
的影响可能较⼤；
⑤图中指⽰的钝化区只涉及⾦属氧化物或者氢氧化物，并不能反映该产物的实际保护性能，即只提供了⾦属受保护的必要条件，⽽充分条件要结合产物的实际物理化学性征来决定。15.极化现象：电池⼯作过程中由于电流流动⽽引起电极电位偏离初始值的现象，称为极化现象。
产⽣原因 详见P47、48
极化的类型:1)阳极极化：活化极化、浓差极化、电阻极化2）阴极极化：活化极化、浓差极化
16.过电位：由于有电流通过⽽引起的电极电位偏离原来电极电势的变化值叫做过电位。
17.绘制极化曲线：
极化曲线－电极电位随电流密度变化的关系曲线， 完整⽽直观地表达出⼀个电极过程的极化性能
（极化度与外电流匹配关系）。
极化曲线外延法求腐蚀速度、典型的阳极极化曲线（阶段及意义）详见P50、51 极化图的应⽤见P66~6918.析氢腐蚀、吸氧腐蚀
析氢腐蚀：溶液中的氢离⼦作为去极化剂，在阴极上放电，促使⾦属阳极溶解过程持续进⾏⽽引起的
⾦属腐蚀。
吸/耗氧腐蚀：阴极上耗氧反应的进⾏，促使阳极⾦属不断溶解，引起的⾦属腐蚀。 )(a e c e E E nF nF G --=-=?ε
氢的超电压的影响因素：与电极材料的种类有关：⾼（Hg）中（Fe）低（Pt）
与电极的表⾯状态有关：粗糙的表⾯低于光滑表⾯；
与溶液的PH值有关：酸性溶液中:
碱性溶液中:与溶液的温度有关：
与某些添加剂有关：如缓蚀剂，胺、醛类等有机物质19.钝化：⾦属在⼀定条件下，或经过⼀定处理，其腐蚀速度明显降低的现象叫做钝化。
P80.81
⾦属钝性的应⽤：1）、阳极保护（电化学钝化）；
2）、强氧化性盐钝化提⾼⾦属耐蚀性（化学钝化）；
3）、添加活性阳极元素/易钝化合⾦元素，提⾼合⾦的耐蚀性(⾃钝化)。
20.⾦属本质属性：
1）⼀般的，稳定性越⾼，即平衡电位越⾼的⾦属，
腐蚀倾向性越⼩，耐蚀性越好。2）Au、Pt等贵⾦属的耐蚀性能⼤⼤优于Fe、Zn等。
3）某些活性⾼的⾦属，如Mg、Al、Ti等，稳定性低，尽管在环境介质中腐蚀倾向性
较⼤，但是钝化特性改变了此类⾦属的应⽤前景。
⾦属表⾯状态：表⾯均匀光滑有助于改善耐蚀性；精磨、抛光能减缓腐蚀；
粗糙、划伤、缝隙、缺陷均能造成腐蚀加剧。21.电偶腐蚀：在电解质溶液中，当两种⾦属或合⾦相接触（电导通）时，电位较负的⾦属腐蚀被加速，⽽电位较正的⾦属受到保护的腐蚀现象。
利⽤电偶腐蚀的原理可以采⽤贱⾦属的牺牲对有⽤的部件进⾏牺牲阳极阴极保护。
电偶腐蚀效应：
当两种⾦属偶接后，作为阳极的⾦属的阳极电流密度与未偶接时该⾦属的阳极电流密度
（即⾃腐蚀电流密度)的⽐值，⽤γ表⽰：
基本概念：1）点蚀（⼩孔腐蚀/孔蚀）：腐蚀集中在⾦属表⾯的很⼩范围内，并深⼊到⾦属内部，形成⼩孔状
腐蚀形态。蚀孔直径⼩、深度⼤。
第⼀阶段：蚀孔成核（发⽣）钝化膜破坏理论和吸附理论
第⼆阶段：蚀孔⽣长（发展） “闭塞电池” 的形成为基础，并进⽽形成“活化－钝化腐蚀电池”－⾃催化作⽤2
） 缝隙腐蚀： 电解质溶液存在，在⾦属与⾦属及⾦属和⾮⾦属之间构成狭窄的缝隙内，介质
的迁移受到阻滞时⽽产⽣的⼀种局部腐蚀形态。
初期阶段，缝内外的⾦属表⾯发⽣相同的阴、阳极反应过程。
后期阶段，由于缝内缺氧，缝外富氧，形成了“供氧差异电池”。
⼆者的腐蚀加速机制：闭塞电池的酸化⾃催化作⽤3)晶间腐蚀: ⾦属材料在腐蚀介质中，腐蚀总是沿着或紧挨着晶粒边界发⽣，⽽晶粒本⾝不腐蚀或
者腐蚀轻微的局部腐蚀形态。4)应⼒腐蚀开裂：通常在某种特定的腐蚀介质中，材料在不受应⼒时腐蚀甚微；⽽受到⼀定的拉伸
应⼒时（可远低于材料的屈服强度），经过⼀段时间后，由于腐蚀介质和应⼒的协同作⽤，即使是
延展性很好的⾦属也会发⽣脆性断裂。22.覆盖层防⽌电偶腐蚀：涂装在贵⾦属上 Ba Bc g Ba Ba i i i i i ''+==γ
Ba Ba i i ?'0'?-Ba Ba i i 正差异效应： 负差异效应： Ba Ba i i ?'0
'?-Ba Ba i i
23.选择性腐蚀：典型：黄铜脱锌灰⼝铸铁⽯墨化钢⾼温脱碳
24.⼩孔腐蚀和缝隙腐蚀⽐较：
25.晶间腐蚀的防护措施：1）．降低含碳量：
低碳不锈钢,甚⾄是超低碳不锈钢,可有效减少碳化物析出造成的晶间腐蚀。2）．合⾦化：
在钢中加⼊Ti或Nb，析出TiC或NbC，避免贫Cr区的形成。3）．适当的热处理：
对含碳量较⾼（0.06－0.08％）的奥⽒体不锈钢，要在1050－1100℃进⾏固溶处理；
对铁素体不锈钢在700－800℃进⾏热处理；
加Ti和Nb的不锈钢要经稳定化处理。4）．适当的冷加⼯：
敏化前进⾏30－50％的冷形变，可以改变碳化物的形核位置，促使沉淀相在晶内滑移带上析出，减少在晶界的析出。26.SCC的四种脆：
低碳钢：NaOH溶液、硝酸盐溶液、含H2S和HCl溶液、碳酸盐、磷酸盐
奥⽒体不锈钢：氯化物⽔溶液、⾼温⾼压含氧⾼纯⽔、连多硫酸、碱溶液
铜和铜合⾦：含NH4+的溶液、氨蒸汽、汞盐溶液、SO2⼤⽓、⽔蒸汽
钛和钛合⾦：发烟硝酸、甲醇（蒸汽）、NaCl溶液（>290℃）、HCl（10％，35℃）、H2SO4（6－7％）、湿Cl2（288℃，346℃，427℃）、N2O4（含O2，不含NO，24－74℃）27.氢的来源及影响：
内氢：材料在使⽤前内部就已经存在的氢，主要是在冶炼、热处理、酸洗、电镀、焊接等过程中吸收的氢
外氢（也称为环境氢）：材料在使⽤过程中，与含氢介质接触或进⾏阴极析氢反应吸收的氢。
影响因素：⾦属及冶⾦质量；应⼒；介质（阴离⼦浓度，介质温度）P113
