第三章1全面腐蚀与局部腐蚀课件.ppt

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1、第3章局部腐蚀Contents全面腐蚀1局部腐蚀2点腐蚀33.1全面腐蚀与局部腐蚀的比较按腐蚀破坏形态的区别可以将金属材料的腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类。全面腐蚀(Generalcorrosion)是指腐蚀发生在整个金属材料的表面，其结果是导致金属材料全面减薄。局部腐蚀(Localizedcorrosion)则是指腐蚀破坏集中发生在金属材料表面的特定局部位置，而其余大部分区域腐蚀十分轻微，甚至不发生腐蚀。全面腐蚀通常为均匀腐蚀，即金属表面各处的减薄速率相等，也可为非均匀腐蚀，此时破坏性更严重。引起全面腐蚀的原因电化学腐蚀如均相电极(纯

2、金属)或微观复相电极(均匀的合金)在电解质溶液中的自溶解过程引起全面腐蚀的原因纯化学腐蚀如金属材料在高温下发生的一般氧化现象通常所说的全面腐蚀是特指由电化学腐蚀反应引起的电化学引起的全面腐蚀的特点微观电池腐蚀腐蚀电池的阴、阳极面积都非常微小，且其位置随时间变幻不定，由于整个金属表面在电解质溶液中都处于活化状态，表面各处随时间发生能量起伏，某一时刻为微阳极(高能量状态)的点。另一时刻则可能转变为微阴极(低能量状态)，从而导致整个金属表面遭受腐蚀。局部腐蚀局部腐蚀是由于电化学因素的不均匀性形成局部腐蚀原电池导致的金属表面局部集中腐蚀破坏，其阳

3、极区和阴极区一般是截然分开的，可以用肉眼或微观检查方法加以区分和辨别，通常阳极面积比阴极面积小得多。局部腐蚀原电池可由异类金属接触电池，或由介质的浓差电池,或由活化-钝化电池构成；也可以由金属材料本身的组织结构或成分的不均匀性以及应力或温度状态差异所引起。局部腐蚀分类局部腐蚀电偶腐蚀应力和腐蚀因素共同作用下的腐蚀点蚀缝隙腐蚀选择性腐蚀晶间腐蚀腐蚀失效事故事例的调查结果表明，全面腐蚀仅占约20％，其余约80％为局部腐蚀破坏，而局部腐蚀中又以点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳形式最为突出点腐蚀金属材料在某些环境介质中，经过一定的时间后，大部分

4、表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微，但在表面上个别点或微小区域内出现孔穴或麻点，且随着时间的推移，蚀孔不断向纵深方向发展，形成小孔状腐蚀坑，这种现象称为点腐蚀(pittingcorrison)简称点蚀(pitting)。由于蚀点最终发展成腐蚀孔洞．因此又称为小孔腐蚀或孔蚀。点蚀是一种隐蔽性强、破坏性大的局部腐蚀形式，通常因点蚀造成的金属质量损失很小，但设备常常由于发生点蚀而出现穿孔破坏，造成介质泄露，甚至导致重大危害性事故发生。点蚀通常发生在易钝化金属或合金表面，腐蚀环境中往往有侵蚀性阴离子（Cl-）和氧化剂同时存在，电位大于点蚀电位易发生点蚀。

5、一、点蚀的特征及产生条件从表面上看，点蚀坑多数被腐蚀产物所覆盖，呈闭口形式，也有开口形式。孔口直径一般等于或小于孔的深度，大小通常在数十微米到数百微米范围。点蚀坑的发展通常受重力影响，多数情况是从水平表面向下生长，少数是在垂直表面上发展，极少数情况是从材料朝下的表面向上生长。二、点蚀机理金属点腐蚀的产生需要在某一临界电位以上，该电位称作点蚀电位或击穿电位(BreakdownPotential,记为Eb)。点蚀电位Eb对应着金属阳极极化曲线电流迅速增大的位置，即钝化遭到破坏产生了局部点腐蚀。正、反向极化曲线交点对应的电位EP’称为保护电位（

6、再钝化电位），当金属的电位低于EP’而仍处于钝化区时，不会生成点蚀孔；电位处于Eb~EP’之间时，不会形成新的点蚀孔，而已有的点蚀孔会继续长大：当金属的电位高于Eb时，不仅已形成的点蚀孔会继续长大，而且将形成新的点蚀孔。点蚀电位Eb越高，从热力学上讲金属的点蚀倾向越小，而Eb与EP’越接近，则表明金属钝化膜的修复能力越强。1、点蚀的萌生点蚀的发生首先是在金属表面的某些敏感位置(点蚀源处)形成点蚀核，即萌生点蚀孔。生成第一个或最初几个蚀点所需要的时间称为点蚀萌生的诱导期(或孕育期)，用表示。点蚀过程是由内因(金属材料的成分和组织结构、表面

7、状态等因素)和外因(环境介质的成分和温度等因素)共同影响的，点蚀核的萌生实质上就是钝化膜的局部破坏过程，破坏的原因有化学的或机械的作用，化学作用的模型目前尚无统一的认识．较为典型的有穿透模型、吸附模型和钝化成相膜局部破裂模型等。下面仅以纯金属为对象作简要描述．(1)穿透模型(1)穿透模型腐蚀性阴离子穿过钝化膜迁移到金属/氧化物界面，促进了金属的腐蚀性溶解和钝化膜的局部破坏。或者说侵蚀性阴离子（Cl-）在氧化膜阻挡层外表面吸附和结合引起氧化膜内阳离子空位形成，这些空位扩散到金属/氧化物界面,加速金属基体原子的溶解(形成阳离子填充阳离子空位)

8、。如果空位流大于氧化生成的金属阳离子填充速率，则一些空位将集结在金属/氧化膜界面上形成孔洞，导致点蚀坑萌生。(2)吸附模型(2)吸附模型。处于钝态的金属仍有一定的反应能力，钝化膜以很低的速率i