第5章 材料的耐蚀性
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第五章耐腐蚀金属材料§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,应用较多的因此是铁、铜、镍、钛、铝、镁等各种金属的合金。
本节讨论如何通过合金化和热处理等途径,从成分和组织上使合金具有高的耐蚀性,并表明其作用原理。
一、提高金属的热力学稳定性以热力学稳定性高的元素进行合金化,向不耐蚀的合金中进进热力学稳定性高的合金元素进行合金化,可在合金表层形成由贵金属组元组成的连续保卫层,提高其耐蚀性。
例如,铜中加金,镍中加铜,铬中加镍等。
然而其应用是有限的。
因为,一方面要虚耗大量的贵金属,经济上珍贵;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对照困难的。
二、落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方式来落低腐蚀速度。
如金属在酸中的活性溶解就能够用落低阴极活性的方法减少腐蚀。
具体方法是:1.减小金属或合金中的活性阴极面积金属或合金在酸中腐蚀时,阴极析氢过程优先在氢超电压低的阴极相或夹杂物上进行。
假如减少合金中的阴极相或夹杂物,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。
例如,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,采纳固溶处理获得单相固溶体组织,可提高耐蚀性。
反之,退火或时效处理落低其耐蚀性。
2.进进氢超电压高的元素进进氢超电压高的元素,可提高阴极析氢超电压,显著落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氧化性低的酸中的活性溶解过程。
例如,在锌中含有铁、铜等电位较高的金属杂质时,进进氢超电压高的镉、汞,可使锌在酸中腐蚀速度显著落低。
又如,在含有较多杂质铁的工业纯镁中,添加0.5-1%锰可大大落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。
三、落低合金的阳极活性用合金化的方法落低合金的阳极活性,尤其是用提高合金钝性的方法阻碍阳极过程的进行,可提高合金的耐蚀性,它是一种最有效、应用最广泛的措施。
第五章金属材料的主要性能1 金属材料的力学性能指的是什么性能?常用的力学性能包括哪些方面的内容?答:金属的力学性能是指在力的作用下,材料所表现出来的一系列力学性能指标,反映了金属材料在各种形式外力作用下抵抗变形或破坏的某些能力。
主要包括:强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳等。
2 衡量金属材料强度、塑性及韧性常用哪些性能指标?各用什么符号和单位表示?答:衡量金属材料的强度指标为:比例极限σp、弹性极限σe、弹性模量E、屈服强度σs、抗拉强度σb、屈强比σs/σb。
衡量金属材料的塑性指标为:延伸率δ、断面收缩率ψ。
衡量金属材料的韧性指标为:冲击韧性指标:冲击吸收功Ak;断裂韧性指标:断裂韧度。
3、硬度是否为金属材料独立的性能指标?它反映金属材料的什么性能?有5种材料其硬度分别为449HV、80HRB 、291HBS 、77HRA 、62 HRC,试比较五种材料硬度高低。
答:硬度不是金属材料的独立性能(它与金属抗拉强度成正比),是反映材料软硬程度的指标,表征材料表面抵抗外物压入时所引起局部塑性变形的能力。
80HRB<291HBS<449HV<77HRA <62HRC。
4、为什么说金属材料的力学性能是个可变化的性能指标?答:(1)温度的改变会影响金属的塑性,而塑性与韧性和强度、硬度有关,则改变温度会导致力学性能改变;(2)不同的承载情况会改变材料的力学性能,如很小的交变载荷也可使钢丝折断;不同的加工工艺也会改变材料的力学性能(为了使材料有不同的性能来满足我们的需要,就用了回火、淬火、正火等加工工艺)。
5、金属材料的焊接性能包括哪些内容?常用什么指标估算金属材料的焊接性能?答:金属的焊接性能:①接合性能:金属材料在一定焊接工艺条件下,形成焊接缺陷的敏感性。
②使用性能:某金属材料在一定的焊接工艺条件下其焊接接头对使用要求的适应性,也就是焊接接头承受载荷的能力。
金属的焊接性能指标:碳当量、冷裂纹敏感系数。