【能源化工】材料腐蚀与防护第四章金属在各种环境中的腐蚀ppt模版课件.ppt

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1、1,第三章 全面腐蚀与局部腐蚀,3.1 全面腐蚀 3.2 点腐蚀 3.3 缝隙腐蚀 3.4 电偶腐蚀 3.5 晶间腐蚀 3.6 选择性腐蚀 3.7 应力腐蚀开裂 3.8 腐蚀疲劳 3.9 磨损腐蚀 3.10 氢损伤,2,4.金属在各种环境中的腐蚀,3,4.1金属在大气中的腐蚀 4.2金属在海水中的腐蚀 4.3金属在土壤中的腐蚀 4.4金属在各种工业环境中的腐蚀 各自特点,腐蚀机理,影响腐蚀因素和防腐蚀方法,4.金属在各种环境中的腐蚀,4,钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?,4.1金属在大气中的腐蚀,5,大气腐蚀实例-低温管道、设备的露点腐蚀,6,

2、大气腐蚀实例-低温管道、设备的露点腐蚀,7,大气腐蚀实例-低温管道、设备的露点腐蚀,8,大气腐蚀实例-低温管道、设备的露点腐蚀,9,大气腐蚀,大气的近似组成 （不包括杂质）温度10oC,压力100KN/m2,根据Meetham. 转引自 Corrosion 上卷 P2.4,10,大气腐蚀,大气杂质的典型浓度,根据Meetham. 转引自Shreir ed.,11,在腐蚀学科中，常把大气分为工业、海洋和农村大气三类，其中的海洋大气腐蚀最为严重，工业大气次之，农村大气最轻。,12,日常生活中，常可看到海边城市自行车圈锈蚀比内陆的严重的多，据文献介绍钢在海岸的腐蚀比在沙漠中大400500倍；离海岸2

3、4m的钢试样比内陆mm的腐蚀快12倍；工业大气比沙漠区的腐蚀可能大50至 100倍。 工业大气的腐蚀性超过农村大气，主要原因是空气污染严重，含有大量的腐蚀性气体，如SO2、CO2等。,13,海洋大气因其含有盐分及海水的蒸发使其腐蚀性较之工业和农村大气都严重。 大气腐蚀是一种电化学过程，对于大气的腐蚀性，有时不能光看某些腐蚀性气体的含量和降尘量的大小，如沈阳大气污染中SO2最大浓度达1.38mg/m3，降尘量高达953mg/m2，五年合计相对湿度70RH的日数为619天；上海大气中SO2最大浓度为0.19mg/m2，五年合计相对湿度70RH的日数为1162天，且气温比沈阳高。,14,实验结果表明

4、腐蚀以上海最为严重，广州次之，沈阳更次之，因为上海湿度大的天数比沈阳高一倍，而侵蚀介质又比广州高。可见，大气腐蚀是一个综合作用的结果，在分析大气腐蚀性时，通常碳钢的大气腐蚀速率取决于湿度、温度、降水量、凝露以及大气组成、灰尘、含盐量、大气污染等。,15,通常存在着临界相对湿度，即金属腐蚀速率突然上升时的相对湿度。当RHM65时，物体表面上附着0.0010.01m的水膜，如水膜中溶解有酸、碱、盐，则会加速大气腐蚀。空气中相对湿度愈高，金属表面上的水膜愈厚。一般在干湿交替的情况下腐蚀性最强。,16,4.1金属在大气中的腐蚀,17,4.1金属在大气中的腐蚀,18,金属表面上的水膜,金属表面上的水膜对

5、大气腐蚀起着关键性作用。 当空气湿度达到100%，形成肉眼可见的水膜。 当空气的相对湿度低于100%，金属表面也可能形成水膜，其原因有三： 毛细凝聚 化学凝聚 吸附凝聚 (3) 金属表面上形成的水膜并不是纯净的水， 因此，大气腐蚀属于电化学腐蚀范畴。,19,金属表面上水膜的形成 .1 毛细凝聚：微细裂纹、结构间隙、空隙、尘埃微粒形成毛细管 2 吸附凝聚：不饱和键力 3 化学凝聚：吸水性化合物如NaCl、NH4NO3,20,大气腐蚀,毛细管半径与水汽冷疑所需相对湿度的关系,1.构件中的狭缝 2.金属表面上的灰尘 3.腐蚀产物中的细孔,大气腐蚀条件下水汽毛细凝聚的可能中心,21,大气腐蚀,与饱和盐

6、溶液平衡的空气相对湿度(20oC),(根据ToMaWoB.OBrient等),22,大气腐蚀速度与金属表面水膜厚度的关系,23,I区为金属表面上有几个分子层厚的吸附水膜，没有形成连续的电解液，相当于“干氧化”状态，发生纯化学腐蚀。 II区对应于“潮大气腐蚀”状态，出于电解液膜的存在，开始了电化学腐蚀过程腐蚀速度急剧增加。 III区为可见的液膜层，III区相当于“湿大气腐蚀”。随着液膜厚度进一步增加，氧的扩散变得困难，因而腐蚀速度也相应降低。液膜更厚就进入IV区，这与浸泡在液体中的腐蚀相同。 一般环境的大气腐蚀大多是在II、III区进行的，随着气候条件和相应的金属表面状态的变化，各种腐蚀形式可以

7、互相转换。,24,2.大气腐蚀机理 大气腐蚀特点：金属表面处于薄层电解液下的腐蚀过程，符合电化学腐蚀的一般规律。 （1）大气腐蚀的电化学过程 当金属表面形成连续的电解液薄层时，大气腐蚀的阴极过程主要是氧去极化。,因此潮的大气腐蚀主要受阳极过程控制，而湿大气腐蚀主要受阴极过程控制。,阴极过程：,阳极过程：,25,（2）锈蚀机理 在锈层内阳极反应发生在金属/Fe3O4界面上：,阴极反应发生在Fe3O4/FeOOH界面上：,可见锈层参与了阴极过程，图4-1为Evans锈层模型图。,碳钢锈层结构一般分内外两层。内层紧靠钢和锈的界面上，附着性好，结构较致密，主要由致密的带少许Fe3O4晶粒和非晶FeOO

8、H构成；外层由疏松的结晶 -FeOOH和-FeOOH构成。 .,图4-1Evans锈层模型示意图,26,大气腐蚀原理,毛细管凝聚,化学凝聚,吸附凝聚,O2 O2,OH-,e,M Mn+,阴极反应：O2+ H2O + 4e 4OH 阳极反应：Fe Fe2+2e 湿条件： 4Fe2O3 + Fe2+ 2e 3Fe3O4 干条件： 3Fe3O4 + 0.75 O2 4.5 Fe2O3,湿/干交替 腐蚀不断发展,e,H2O,H2O,H2O,27,Fe Fe 2+ + 2e 3Fe 2+ + 2OH- +1/2O2 Fe3O4 +H2O 8FeOOH + 3Fe 2+ +2e 3 Fe3O4 + H2O

9、 3 Fe3O4 +0.75 O2 + 4.5 H2O 9FeOOH,金属基底,氧化物界面,微孔内,氧化物外层,大气腐蚀机理,28,图4-2示出了抛光钢片在纯净空气中，含SO2的空气及含有固体杂质的空气中腐蚀随相对湿度增加的试验结果。,图4-2 抛光钢在不同大气环境中腐蚀与相对湿度的关系 A-纯净空气 B-有（NH4）SO4颗粒，无SO2 C-仅0.01SO2，没有颗粒 D-（NH4）SO4颗粒+0.01SO2 E-烟粒+0.01SO2,1)空气非常纯时，腐蚀速度相当小，随着湿度增加仅有轻微增加。,29,图4-2示出了抛光钢片在纯净空气中，含SO2的空气及含有固体杂质的空气中腐蚀随相对湿度增加

10、的试验结果。,图4-2 抛光钢在不同大气环境中腐蚀与相对湿度的关系 A-纯净空气 B-有（NH4）SO4颗粒，无SO2 C-仅0.01SO2，没有颗粒 D-（NH4）SO4颗粒+0.01SO2 E-烟粒+0.01SO2,30,图4-2 抛光钢在不同大气环境中腐蚀与相对湿度的关系 A-纯净空气 B-有（NH4）SO4颗粒，无SO2 C-仅0.01SO2，没有颗粒 D-（NH4）SO4颗粒+0.01SO2 E-烟粒+0.01SO2,可见：在污染大气中，低于临界湿度时，金属表面无水膜，化学作用引起腐蚀，腐蚀速度很小；高于临界湿度时，由于水膜的形成，发生了电化学腐蚀，腐蚀速度急剧增加。,31,大气中S

11、O2对不耐H2SO4腐蚀的金属，如Fe、Zn、Cd、Ni的影响十分明显，如图，碳钢的腐蚀速度随大气中SO2含量呈直线关系上升。,SO2促进金属大气腐蚀的机制，主要有两种方式： 认为部分SO2在空气中能直接氧化成SO3，SO3溶于水后形成H2SO4。 认为有一部分SO2吸附在金属表面上，与Fe作用生成易溶的硫酸亚铁，FeSO4进一步氧化，并由于强烈的水解作用生成了H2SO4，H2SO4再与铁作用，按这种循环方式加速腐蚀。,图4-3 大气中SO2含量对碳钢腐蚀的影响,32,工业大气对腐蚀的影响 化学工业大气腐蚀性 内陆沙漠地带大气腐蚀性 沿海工业城市大气腐蚀性 内地很多倍。温度/湿度/工业大气化学

12、污染共同作用 SO2的腐蚀作用(酸雨)，使腐蚀不断发展： Fe + SO2 + O2 = FeSO4 4FeSO4 + O2 +6H2O = 4FeOOH + 4H2SO4 4H2SO4 + Fe + O2 = 4FeSO4 + 4H2O 若能去除FeSO4， 腐蚀停止发展,33,1、大气相对湿度的影响 金属腐蚀临界相对湿度： 不同物质或同一物质的不同 表面状态，对大气中水分的 吸附能力不同，当空气中相 对湿度达到某一临界值时， 水分在金属表面形成水膜。 从而使腐蚀速度大大上升。 如图所示。该值受大气杂质 的影响较大。,4影响大气腐蚀的因素,34,在含有不同数量污染物的大气中，金属具有一个临界

13、相对湿度，超过这一临界相对湿度腐蚀速度就会突然猛增。常用金属的临界相对湿度：Fe 65%、Zn 70%、Al 76%、Ni 70%。该湿度与金属表面状态有关，表面越粗糙、裂缝与小孔越多时，其临界湿度越低。在含有大量工业气体、易吸湿的盐类、灰尘、能使临界湿度降低很多。,35,2、温度和温度差的影响： 温差影响比温度影响大，温差影响着水汽的凝聚，和水膜中气体和盐类溶解度。在“干燥空气封存法”中昼夜温差不大于7。 3、大气污染物质： 含硫化合物SO2、SO3、H2S、含氮化合物、氯、含碳化合物、灰尘、ZnO粉、NaCl、CaCO3、氮化物粉、煤粉。 气体中以SO2影响最为严重，主要由石油、煤燃烧生成

14、，铁与锌在SO2气氛中的腐蚀速度和SO2含量呈直线关系。如下页图所示。 SO2加速腐蚀的可能原因： （1）SO2参与阴极去极化作用，溶解度是氧的1300倍。 （2）SO2被吸附在金属表面生成FeSO4、进一步氧化并水解生成硫酸、硫酸又和铁作用起到自催化作用。 HCl、H2S、NH3对腐蚀起加速作用。,36,H2S气体易在干燥大气中引起钢、黄铜、银的变色，而在潮湿大气中会加速钢、镍、黄铜，特别是铁和镁的腐蚀。H2S溶于水中能使水膜酸化，并增加水膜的导电性，使腐蚀加速。 NH3极易溶入水膜，增加水膜的pH值，这对钢铁有缓蚀作用，可是对有色金属不利，尤其对铜影响很大。对锌、镉也有强烈的腐蚀作用。 H

15、Cl是一种腐蚀性很强的气体，溶于水膜中生成盐酸，对金属的腐蚀破坏甚大。,37,1)提高金属材料的耐蚀性 在碳钢中加入 Cu、P、Cr、Ni及稀土元素可提高耐大气腐蚀性能,2)采用有机和无机涂层及金属镀层。 例如：雨搭是镀锌板。,常用方法,雨搭,镀锌板,5.防止大气腐蚀的防蚀方法P88,38,使用受限制,39,具体防锈,(1)各种金属耐大气腐蚀性能 普通碳钢在潮湿和污染大气中很容易生锈 ，须使用油漆涂料之类的覆盖层进行保护。 含铜、磷、铬、镍的低合金钢有良好的耐 大气腐蚀性能。 当大气污染严重时，不含钼的奥氏体不锈 钢也会产生锈点。有色金属铝、铜、铅、 锌有良好耐大气腐蚀性能，但当存在污染 物质

16、时，腐蚀速度增大。,40,大气腐蚀,41,涂料和金属镀层,对于机器设备和管道的外表面，构件和建筑物，最常用的防锈方法是油漆涂料覆盖层。化工大气防腐蚀涂料包括各色环氧树脂漆，各种过氯乙烯漆，各色乙烯漆，有机硅耐热漆，铝粉漆，各色聚氨酯漆等。 金属镀层用得较多的是钢管和部件镀锌、镀镉和镀铬。,42,金属制品在加工，贮存和运输中的防锈,降低空气湿度 (2) 暂时性防锈层 “暂时”并不是指时间短，而是指金属制品 在连续加工或使用时可以顺利地将防锈材 料除去。 防锈水 防锈切削液 防锈油和防锈脂 防锈塑料 气相缓蚀剂(简记为VPI或VCI),43,大气腐蚀,44,交流与讨论,海轮更容易被腐蚀，是因为海水

17、中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更易进行。,为什么海轮在海水中比在内河更容易被腐蚀？,45,海水腐蚀,海洋面积约362,000,000平方公里，近地球表面积的71。海洋是矿物资源的聚宝盆。人类经济、生活的现代化，对石油的需求日益增多。世界石油资源储量为10,000亿吨，可开采量约3000亿吨，其中海底储量为1300亿吨。 通过海底油田地质调查，中国先后发现了渤海、南黄海、东海、珠江口、北部湾、莺歌海以及台湾浅滩等7个大型盆地。其中东海海底蕴藏量之丰富，堪与欧洲的北海油田相媲美。,46,47,海水的组成和性质 海水近似看做3%或3.5%的氯化钠溶液。

18、几乎含有地壳中所有的自然状态的元素。海水的pH值在7.2 8.6，呈微碱性。海水的温度在 2 35C之间。 海水导电性强 海水中含氧量大，表层海水可以认为被氧饱和。随温度变化，氧的含量在5 10mg/L范围。,48,49,（2）溶解氧 海水中溶解氧，是海水腐蚀的重要因素。表4-1 P89列出了氧在海水中的溶解度。由表看出盐的浓度和温度愈高，氧的溶解度愈小。,表4-1 氧在海水中的溶解度/,50,51,52,海洋的腐蚀环境大致可分 为以下几类： 1、海洋大气区 2、飞溅区 3、海水潮差带 4、海水全浸带 5、海泥带,3、海水的腐蚀速度 与腐蚀环境的关系,53,海洋大气区：金属主要受其表面所沉积盐

19、类的影响。 飞溅区：处在海洋飞溅带的材料常被饱和空气的海水所湿润，与海洋大气带类似，在该区带没有附着生物，但含盐粒子量及海水干湿交替程度均比海洋大气带大。飞溅带是腐蚀最严重的区带。 海水潮差带：潮差带的金属表面也经常同充气的海水接触，潮汐、海流运动造成金属表面干湿交替，加剧腐蚀。潮差有海生物附着，对一般钢铁结构物来说得到局部保护，但对不锈钢等却因缺氧造成局部腐蚀。 海水全浸带：海面下20m之内为表层海水，表层海水中溶解氧近于饱和，这里生物活性强，水温高。 海泥带：钢在海泥区的腐蚀比在海水中缓慢，而且由于氧气供应不足而易极化。,54,4.海水中常用金属材料的耐蚀性 金属材料在海水中的耐蚀性差别很

20、大，其中耐蚀性最好的是钛合金和Ni-Cr合金，而铸铁和碳钢耐蚀性较差。不锈钢的均匀腐蚀速度虽然很小，但在海水中易产生点蚀。常用金属材料耐海水腐蚀性能见表4-6 P91。,55,表4-2常用金属材料的耐海水腐蚀性能,56,(1)土壤是土粒、水和空气的混合物。由于水中溶有各种盐类，故土壤是一种腐蚀性电解质，金属在土壤中的腐蚀属于电化学腐蚀。 (2)土壤是多相结构，含有多种无机和有机物质，这些物质的种类和含量既影响土壤的酸碱性，又影响土壤的导电性。土壤是不均匀的，长距离地下管道和大尺寸地下设施，其各个部位接触的土壤的结构和性质变化大。还有大量微生物，对金属腐蚀起加速作用。,土壤的腐蚀性,4.3金属在

21、土壤中的腐蚀,57,(3) 影响土壤腐蚀性的主要因素 含水量既影响土壤导电性又影响含氧量。氧的含量对金属的土壤腐蚀有很大影响。 土壤愈干燥，含盐量愈少，土壤电阻率愈大；土壤愈潮湿，含盐量愈多，土壤电阻率就愈小，随电阻率减小，土壤腐蚀性增强。 pH值愈低，土壤腐蚀性愈强。,58,土壤腐蚀性划分标准,59,电阻率( m)判断土壤腐蚀性,60,(1)阴极过程 主要是氧分子还原反应。土壤的结构和湿度(透气性)决定了氧的输送速度，从而决定了阴极反应速度。 (2)阳极过程 在中性和碱性土壤中，腐蚀产物与土壤粘结在一起，形成一种紧密层，使阳极过程受到阻碍，对金属起到保护作用。,土壤腐蚀的特点,61,(3)控

22、制特征 对微电池腐蚀，a) 在干燥疏松土壤中，氧易透过，阴极反应易进行，而铁转变为钝态，阳极反应阻力大，故腐蚀属于阳极极化控制。b) 在大多数土壤中，氧的输送比较困难，阴极反应阻力大，腐蚀属阴极极化控制 。 对大电池腐蚀，如果阴极区与阳极区距离较远，欧姆电阻有重要作用，腐蚀过程属于阴极极化和欧姆电阻混合控制。,62,I,E,IRl,（I）大多数土壤中微电池腐蚀（阴极控制）； （II）疏松干燥土壤中微电池腐蚀（阳极控制）； （III）长距离大电池腐蚀（阴极和欧姆电阻控制）； 根据ToMamoB，引自 P372,BACK,63,（1）全面腐蚀 对于小金属制品，主要是全面腐蚀。对于大型设备，长距离管

23、道，以大电池造成的局部腐蚀为主。 （2）氧浓差电池腐蚀 富氧区和贫氧区接触的金属部分组成氧浓差电池，富氧区接触的金属表面为阴极；贫氧区接触的金属表面为阳极。,土壤腐蚀的几种常见形式,64,富氧区阳极极化曲线较陡，Pa较大，因而贫氧区腐蚀电流较大。,氧浓差电池腐蚀(钢铁),65,（3）杂散电流腐蚀 杂散电流是指直流电源设备漏电进入土壤产生的电流，对地下管道、贮罐、电缆等金属设施，造成严重的腐蚀破坏。 杂散电流流出的部位成为腐蚀电池的阳极区，金属发生氧化反应转变为离子进入土壤 。 腐蚀掉的金属量和流过的杂散电流的电量成正比 ，按法拉弟电解定律进行估算。,66,电车轨道漏出的杂散电流对土壤中钢铁管道

24、的腐蚀作用图 根据Akumob引自金属腐蚀理论及其研究方法P133,轨道,架空线 ,67,(4)细菌腐蚀或微生物腐蚀(MIC) 有的细菌的生命活动的代谢产物具有很强的腐蚀性。 有的细菌的生命活动能促进金属腐蚀的阴极反应，影响电极反应动力学过程。 有的细菌活动改变了金属周围的环境条件，如氧浓度，盐浓度，pH值，增加土壤的不均匀性。 有的细菌活动能破坏金属表面保护性覆盖层的稳定性，或使缓蚀剂分解失效。,68,土壤腐蚀中常见的细菌 硫氧化菌 ：与腐蚀有关的硫氧化菌主要是硫杆菌属的细菌，包括氧化硫杆菌，排硫杆菌和水泥崩解硫杆菌。它们属于喜氧性细菌，在有氧的条件下才能生存。 硫酸盐还原菌(SRB)： 属

25、厌氧性细菌，在缺氧条件下才能生存。在缺氧的中性土壤中，腐蚀过程是很难进行。,69,70,（1）减小土壤的腐蚀性 加强排水，保持土壤干燥。在酸性土壤地段，可以在钢管周围填充石灰石碎块。在埋置管道时用腐蚀性较小的土壤回填 。 （2）覆盖层保护 石油沥青层有良好的防水性和耐蚀性。氧煤焦沥青耐蚀性很好，但毒性大 。塑料粘结带适宜长距离管道的现场机械化施工，但费用较高。,埋地钢铁管道的保护,71,（3）阴极保护和涂料联合 阴极保护和涂料联合是保护地下钢铁管道最经济有效的方法。 地下管道的阴极保护可采用牺牲阳极保护法，也可以采用外加电流保护法。 外加电流法阴极保护系统对其他地下管道(以及其他设施)的干扰杂

26、散电流腐蚀。,72,阴极保护系统产生的杂散电流对其他设备的干拢腐蚀,73,控制杂散电流的方法 (1) 直流电源要加强绝缘，不使电流流入土壤。 (2) 改善管道绝缘质量。 (3) 将受干扰的管道与被保护管道连接起来，共同保 护。 (4) 在多管道地区，最好采用多个阳极站，每个站的保 护电流较小，以缩小保护电流范围。 (5) 采用深井阳极。 (6) 采取排流措施,74,4.4金属在工业环境中的腐蚀,1.金属在酸溶液中的腐蚀 酸溶液的腐蚀性一方面与酸的强弱，即氢离子的浓度有关，同时也与酸的阴离子的氧化能力有关。 （1）金属在硫酸中的腐蚀 高浓度的H2SO4是一种强氧化剂，它能使具有钝化能力的金属进入

27、钝态，低浓度的H2SO4则没有氧化能力，其腐蚀性很强。,75,工业上用耐硫酸材料一般采用价廉的碳钢和铅及铅合金，图4-6、图4-7 P94分别显示出铁、铅的腐蚀速度与硫酸质量分数的关系。,图4-7铅的腐蚀速度与硫酸浓度的关系 1- 50，2-沸腾,图4-6铁的溶解速度与硫酸浓度的关系,可见H2SO4浓度70时，采用钢铁材料，不腐蚀； H2SO4浓度70时，采用铅制设备，不腐蚀。,76,（2）金属在盐酸中的腐蚀 盐酸是强酸之一。盐酸中的氯离子具有极强的活性，钝化膜会受到破坏而发生点蚀。 金属的腐蚀速度随盐酸浓度而增加，如图4-8、4-9 P95所示。,图4-9各种金属的腐蚀速度与盐酸浓度的关系,

28、图4-8钝铁及碳钢腐蚀速度与盐酸浓度的关系,77,（3）金属在硝酸中的腐蚀 硝酸是一种氧化性的强酸。几种金属(合金)在硝酸中的腐蚀特点如下： 1)碳钢 碳钢在各种浓度硝酸中的腐蚀行为见图4-10 P97。,图4-10低碳钢的腐蚀速度与硝酸浓度的关系(25),当w(HNO3)/30，v随酸浓度而； 当w(HNO3)/约在30附近时，v达到最大； 当w(HNO3)/30，v迅速下降； 当w(HNO3)/达到50，v最小，说明钢钝化了； 当w(HNO3)/80，v再次急剧，钢过钝化溶解。 所以碳钢适用于HNO3浓度在3080(质量分数)范围内。,由图可知:,78,2)不锈钢 不锈钢对硝酸表示出良好的

29、耐蚀性。图4-11是18-8不锈钢在硝酸中的腐蚀图。不锈钢是硝酸系统中大量使用的耐蚀材料，如硝铵、硝酸生产中大部分设备都是用不锈钢制造的。但在浓度超过70(质量分数)的热硝酸中易发生过钝化腐蚀。另外在某些条件下也会产生晶间腐蚀、点蚀及应力腐蚀。,图4-11 18-8不锈钢在硝酸中的腐蚀图,79,3)铝及其合金。铝及其合金对中等温度的发烟硝酸有良好的耐蚀性。 4)高硅铸铁。硅的质量分数大于13的合金铸铁称为高硅耐酸铸铁。它对各种无机酸包括盐酸均有良好的耐蚀性。,（4）金属在醋酸中的腐蚀 醋酸是最重要的非氧化性有机酸，常温下，醋酸对金属腐蚀不大，但随温度上升，腐蚀速度迅速增加。,80,（5）金属在

30、甲酸中的腐蚀 甲酸又名蚁酸，腐蚀性很强。普通钢和铝在所有浓度的甲酸中腐蚀都很快，304型、316型不锈钢对于室温下各种浓度的甲酸有极好的耐蚀性。表4-3 P98列出了几种金属材料在有机酸中的腐蚀数据。,表4-3几种金属(合金)在有机酸中的腐蚀数据,81,2.金属在碱溶液中的腐蚀 在水溶液中生成OH离子的化合物统称为碱。碱溶液一般比酸对金属的腐蚀性小，因为在碱液中金属表面生成难溶的氢氧化物或氧化物而起保护作用；在碱浓中的电极电位比酸溶液中的电极电位负，与金属间的电位差小，腐蚀动力小。 （1）碳钢在碱液中的腐蚀,图4-12 铁的腐蚀速度与溶液pH值的关系,可见： PH值在510之间碳钢的腐蚀速度几

31、乎与pH值无关。 PH值超过10时，铁由活化态进入钝态， PH值达到14时，铁几乎不腐蚀。,82,产生碱脆的条件： 最容易发生碱脆的温度是在溶液沸点附近。对NaOH质量分数为30左右，碱脆温度约为60。J.EReinochl等研究表明碱脆易发生在活化和钝化的过渡区。 (2)铸铁在碱液中的腐蚀 铸铁耐苛性碱腐蚀。铸铁中仅含质量分数为2的Ni，就可提高耐碱蚀性能。 （3）镍及其合金在碱液中的腐蚀 镍及其合金对于高温高浓度的碱耐蚀性很好，其耐蚀性一般与合金含镍量成正比。 （4）两性金属在碱液中的腐蚀 Al、Zn、Sn 等两性金属在碱溶液中不耐蚀。Ti、 Nb、 Ta等在碱溶液中耐蚀性也不好。,碱脆：

32、在热碱液中，受拉应力的碳钢会发生应力腐蚀断裂，即所谓的“碱脆”。如锅炉碱脆。锅炉碱脆是由于锅炉使用经软化处理的水，在运行过程中，缝隙内浓缩出高浓度碱液所致。,83,3.金属在盐类水溶液中的腐蚀 盐类对金属腐蚀过程的影响有以下四点 (1)使水溶液pH值发生变化； (2)使水溶液呈氧化或还原性； (3)使溶液导电率增加； (4)某些盐类的阴、阳离子对腐蚀过程起特殊作用。 （1）使pH值变化的盐 强酸弱碱盐：这类盐如AlCl3、 NH4Cl、MnCl2、FeCl3、FeSO4等， 如FeCl3盐， 参与阴极反应，加速腐蚀作用。 弱酸强碱盐：如Na3PO4、Na2B2O7、Na2SiO3，Na2CO3

33、等抑制腐蚀。 强酸强碱、弱酸弱碱的中性盐：只影响导电率和溶解度,84,（2）氧化性盐,不含卤素的氧化剂：NaNO2、CuSO4促进腐蚀，但盐的浓度 某一值时，抑制腐蚀。 含卤素的氧化刑： FeCl3、NaClO3加剧腐蚀。,（3）卤素盐 卤素离子对钝化膜的破坏作用最大。卤素离子的破坏作用按减弱顺序排列为： C1BrI。,85,第4章作业,1. 名词解释：大气腐蚀 干大气腐蚀 潮大气腐蚀 湿大气腐蚀 碱脆 2.根据金属表面的潮湿程度不同，大气腐蚀可分为几类？并说明各类腐蚀的特点。P84 3.钢铁在含SO2的工业大气中腐蚀比在洁净的大气中腐蚀严重，解释其原因。 4.结合下图简要分析碳钢在不同浓度HNO3溶液中的腐蚀规律。 5.埋于土壤中的钢管经过沙土和粘土两个区域，钢管腐蚀将发生在哪个部位？原因是什么？ 6.影响海水腐蚀有哪些因素，如何防止海水腐蚀？,低碳钢的腐蚀速度与硝酸浓度的关系（25）,