合金材料與金屬保護(hù)方法-文庫(kù)吧
2025-01-03 17:29 本頁(yè)面
【正文】 氧化性介質(zhì)中鈍化，而在含鹵素離子溶液中鈍態(tài)易被破壞。 ? 表面堆積致密腐蝕產(chǎn)物層而轉(zhuǎn)為耐腐蝕：如鐵在磷酸鹽中、鋅在大氣中、鉛在硫酸溶液中的腐蝕。 4 第二節(jié) 提高金屬材料耐腐蝕性的合金化 原理和途徑 一、提高金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性 ? 金屬腐蝕電池的電動(dòng)勢(shì)是腐蝕過(guò)程的推動(dòng)力，在其他條件不變時(shí)，增加合金的初始平衡電位，能減小腐蝕速度。 I O E Imax EeA1 EeC EeA2 I’max ? 通常在平衡電位低的、耐腐蝕性能差的金屬中 加入平衡電位高的合金元素 ，增加合金的平衡電位，提高合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性。 ? 合金電位與其成分之間的關(guān)系無(wú)法進(jìn)行理論計(jì)算和推導(dǎo)，合金價(jià)格昂貴同時(shí)合金元素固溶度有限導(dǎo)致 該方法實(shí)際應(yīng)用有限。 5 ? 其他條件不變時(shí)，增加陰極極化率使陰極過(guò)程受阻，從而降低腐蝕速度。（一般用于腐蝕過(guò)程受陰極控制，且陰極過(guò)程的阻滯主要由陰極去極化劑還原過(guò)程決定） 二、阻滯陰極過(guò)程 I O E Imax EeA EeC I’max ? 消除或減少陰極面積 ：消除析氫過(guò)電位低的組分或第二相夾雜，增加陰極反應(yīng)的電流密度，增加陰極極化程度，從而降低腐蝕速度。 ? 提高析氫過(guò)電位 ：在合金中加入析氫過(guò)電位高的元素（如 Cd、 Hg、 Mn、 As、 Sb、 Bi）。 6 ? 常數(shù) bH即常用對(duì)數(shù)塔菲爾斜率，與電極材料無(wú)關(guān)，不同金屬的 bH值基本接近（斜率相近） 。 ? 常數(shù) aH越大 ， 表明給定電流密度下析氫過(guò)電位越大，腐蝕速度越小。 ? 不同材料 電極析氫過(guò)電位差別很大，表明不同材料的表面對(duì)析氫反應(yīng)有不同的催化作用。 根據(jù) aH值的大小，可將金屬材料分為三類(lèi)： (1) 高氫過(guò)電位金屬，有鉛、汞、鎘、鋅、錫等， aH在 ~ (2) 中氫過(guò)電位金屬，有鐵、鈷、鎳、銅、銀等， aH在 ~ (3) 低氫過(guò)電位金屬，是鉑、鈀、金等鉑族金屬， aH在 ~ iba lg??? ???減少陰極面積 加入高氫過(guò)電位元素 三、阻滯陽(yáng)極過(guò)程 （降低陽(yáng)極活性、阻滯陽(yáng)極過(guò)程） IIOOEEIIm axm axEEeeAAEEeeCCII ’’m a xm a xEEEEeeCCIIOO IIm axm axII ’’m a xm a xEEEEeeCCIIOO IIm axm axII ’’m a xm a x? 減少陽(yáng)極面積 ：可能提高耐腐蝕能力或加大局部腐蝕的危險(xiǎn)性。通常用于合金基體為陰極，第二相或合金中其他微小區(qū)域?yàn)殛?yáng)極的情況。 ? 加入易鈍化的元素 ：提高金屬耐腐蝕最有效的方法。 ? 加入陰極性合金元素促進(jìn)陽(yáng)極鈍化 ：對(duì)于能鈍化的腐蝕體系，在合金中加入強(qiáng)陰極性合金元素，陰極極化率減小，從而合金進(jìn)入穩(wěn)定的鈍化區(qū)而耐腐蝕。 ① ② ① ② ① ② 9 ? 對(duì)于合金材料， 增加腐蝕體系的電阻 主要是指合金中加入的合金元素能夠促進(jìn)合金表面生成具有保護(hù)作用的腐蝕產(chǎn)物，從而降低腐蝕電流。 I O E Imax EeA EeC I’max 四、增大腐蝕體系的電阻 ? 腐蝕產(chǎn)物通常不溶于腐蝕介質(zhì)、電阻較高、致密完整，附著在合金表面使合金與腐蝕介質(zhì)隔絕，從而有效地阻滯腐蝕過(guò)程的進(jìn)行。 10 第七章 金屬的保護(hù)方法 ? 腐蝕破壞的形式多、原因不盡相同、影響因素常復(fù)雜。對(duì)于一個(gè)具體的腐蝕體系，應(yīng)根據(jù)腐蝕原因，環(huán)境條件，各種措施的防腐蝕效果、施工難易以及經(jīng)濟(jì)效益等綜合考慮： 合理選材和設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu) 。 電化學(xué)保護(hù) 。包括陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)兩類(lèi)。 涂層保護(hù) 。包括金屬涂層、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜和非金屬涂層，使被保護(hù)金屬表面與介質(zhì)機(jī)械隔離而降低金屬腐蝕。 改變介質(zhì)環(huán)境 。包括去除介質(zhì)中促進(jìn)腐蝕的有害成分 ,調(diào)節(jié)介質(zhì)的pH值及改變介質(zhì)的溫度等；或者往介質(zhì)中添加少量能阻止或減緩金屬腐蝕的物質(zhì)以保護(hù)金屬。 11 第一節(jié) 正確選材與合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、正確選用金屬材料和加工工藝 ? 物理、機(jī)械和加工性能 ：作為結(jié)構(gòu)材料一般要具有一定的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性。材料加工工藝性能的好壞往往是決定該材料能否用于生產(chǎn)的關(guān)鍵。 ? 耐蝕性 ：如 《 Corrosion Data Survey》 手冊(cè)，其中金屬分冊(cè)包括 26種金屬和合金在 1196種腐蝕介質(zhì)中的腐蝕數(shù)據(jù)。非金屬分冊(cè)包括 36種非金屬材料在 803種腐蝕性溶液和氣體中的腐蝕數(shù)據(jù)。 ? 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ：目標(biāo)是工程投資最少，腐蝕控制的費(fèi)用應(yīng)當(dāng)?shù)陀诟g造成的經(jīng)濟(jì)損失，包括直接損失和間接損失。 12 常見(jiàn)的一些選材實(shí)例 ? 堿溶液 ——鎳和鎳合金 ? 硝酸 ——不銹鋼 ? 濃硫酸 ——碳鋼 ? 稀硫酸 ——鉛 ? 氫氟酸 ——Monel（蒙乃爾）合金 ? 鹽酸 ——Hastelloy（哈氏）合金 ? 未污染大氣 ——鋁 ? 還原性和非污染溶液 ——銅 ? 氧化性溶液 ——含鉻的合金 ? 強(qiáng)氧化性溶液 ——鈦 二、合理的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 不良不良 良良入孔入孔安全閥安全閥 排出管排出管排出管排出管入孔入孔安全閥安全閥
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