进展化工
新闻中心
公司一贯坚持以人为本,科技为先,以市场为导向的经营理念,高标准、严要求,确保自己的产品质量

金属腐蚀原理

  • 分类:新闻中心
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2021-01-13 14:10
  • 访问量:

【概要描述】

金属腐蚀原理

【概要描述】

  • 分类:新闻中心
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2021-01-13 14:10
  • 访问量:
详情

金属的腐蚀过程     金属材料 + 腐蚀介质 → 腐蚀产物

 金属为什么很容易受腐蚀?从热力学观点看,是因为金属处于不稳定状态,有与周围介质发生作用转变成金属离子的倾向。在热力学上,可以用进行相应的腐蚀反应时吉布斯函数变ΔG来衡量。能量的差异是产生腐蚀反应的推动力,而腐蚀过程就是

释放能量的过程。伴随着腐蚀过程的进行,将导致腐蚀体系

自由能的减少,故它是一个自发过程。

化学腐蚀:单纯由于化学作用而引起的腐蚀。如高温腐蚀和无导电性的非水溶液中的腐蚀。

电化学腐蚀:金属与电解质溶液接触时,由电化学氧化还原作用而引起的腐蚀。金属在大气、土壤、海水中、人体内以及绝大多数工业介质中的腐蚀都是电化学腐蚀。

析氢腐蚀与吸氧腐蚀

析氢腐蚀  以氢离子(H+)还原反应为阴极过程的腐蚀,由于腐蚀过程中有氢气析出,所以称为“析氢腐蚀”。

吸氧腐蚀  以O2还原反应为阴极过程的腐蚀,由于腐蚀过程中吸收、消耗氧,所以称为“吸氧腐蚀”。同样这种腐蚀又称为“氧去极化腐蚀”。

什么是金属的钝化现象

    由于介质中的氧化剂(钝化剂)的存在或阳极极化电流的作用下,金属表面发生了某种突变,致使金属溶解速度急剧下降的现象,称为“钝化现象”。一般可分为:化学钝化、电化学钝化。

金属钝化理论   

目前主要流行两种理论

       (1)成相膜理论:在金属表面生成了致密的、覆盖性良好的金属氧化物保护膜。这种膜以独立的相存在,把金属与介质机械分开,从而使金属的溶解速度大大降低。

       (2)吸附理论:金属的钝化并不需要生成成相的氧化物膜,而只要在金属表面或部分表面,生成氧或含氧离子的吸附层就足够了。通过这种吸附,改变了金属 / 溶液界面结构,大大提高阳极反应活化能,从而减小金属溶解速度,使金属钝化。

常见的局部腐蚀

 1、电偶腐蚀   异种金属在同一介质中接触,由于金属的电极电势不等,构成腐蚀电池,有电偶电流流动,使电位较低金属溶解速度增加,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,不同电极电位的金属

构成的宏观腐蚀电池,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。阴阳极面积比,介质的电导率是影响电偶腐蚀的重要因素。阴阳极面积比越大,作为阳极体的金属腐蚀速度也越大。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、钛和钛合金等。

       孔蚀机理---孔蚀诱发与孔蚀发展阶段。

       孔蚀产生必备条件:钝化体系,临界Cl-浓度,临界温度,孕育(诱发)时间。

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(0.025~0.1mm),使缝隙内介质处于滞流状态,引起缝内金属的加速腐蚀。(机理为闭塞电池)。

 常见的缝隙腐蚀:法兰连接面、螺母压紧面、焊缝气孔、锈层等,它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。

缝隙腐蚀与孔蚀的比较

孔蚀

缝隙腐蚀

起源

孔蚀核

特小缝隙

介质

必须含活性阴离子

不需活性阴离子

机理

随腐蚀逐渐形成闭塞电池,闭塞程度大;酸化自催化;

在已有缝隙的基础上很快形成闭塞电池,闭塞程度较小;酸化自催化;

形貌

蚀孔窄而深

蚀孔相对广而浅

 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。

  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1050~1150℃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。

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。在腐蚀过程中,材料先出现微裂纹然后再扩展为宏观裂纹。裂纹一旦形成,其扩展速度很快。

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。        

  腐蚀疲劳的特征:表面容易观察到短而粗的裂纹群,容易在原有的蚀坑或蚀孔的底部开始,也可以从金属表面的缺陷部位开始。裂纹多半穿越晶粒发展,只有主干没有分支,裂纹前沿较钝,扩展速度没有应力腐蚀快。

 7、磨损腐蚀  由于介质的运动速度大,或介质与金属构件的相对运动速度大,导致金属局部表面遭受严重的腐蚀破坏,简称磨蚀。流动介质可以是气体、液体、或含有固体颗粒、气泡的液体等。绝大多数的金属和合金都难免遭受这类腐蚀的损坏。

 主要包括:湍流腐蚀和空泡腐蚀

8、细菌腐蚀   细菌生命活动的结果间接对腐蚀的电化学过程产生影响,由此引起的局部腐蚀为细菌腐蚀。细菌主要以如下四种方式影响腐蚀过程:(1)新陈代谢产物的腐蚀作用;(2)生命活动影响电极反应的动力学过程; (3)改变金属所处环境的状况;(4)破坏金属表面保护性非金属覆盖层或缓蚀剂的稳定性。

常见的腐蚀性细菌:(1)喜氧菌(嗜氧性菌)铁细菌:主要是氧化铁杆菌,产生高价铁盐;硫氧化菌:主要是氧化硫杆菌,产生硫酸; (2)厌氧菌:硫酸盐还原菌(SRB),将硫酸盐还原为硫化物,如硫化氢。

金属腐蚀的几种现象,大家熟悉一下,在以后产品销售中能用的

扫二维码用手机看

沧州进展化工有限公司

服务热线: 

生产基地:

河北省东光县大单镇东工业园区8号

 进展化工

企业微信

版权所有:沧州进展化工有限公司      冀ICP备17007431号-1       网站建设:中企动力石家庄

进展化工