金屬在鹽霧試驗下的腐蝕機(jī)理(編輯修改稿)
2025-02-03 04:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 鍍鋅層是均勻腐蝕的 , 但在局部缺陷如劃痕 、雜質(zhì)、晶界等處 , 仍會發(fā)生局部腐蝕而首先露出鐵基形成腐蝕微電池。由于鋅是犧牲 性陽極 , 小的露鐵處因電化學(xué)保護(hù)而并不馬上生成紅銹 , 但由于 Zn/Fe腐蝕電池 電動勢較大 , 腐蝕產(chǎn)物疏松并含導(dǎo)電性好的 ZnO , 腐蝕電流大 , 故露鐵處四周的鋅層較快被腐蝕溶解而使露鐵處不斷擴(kuò)大。當(dāng)露鐵處擴(kuò)大到一定程度 , 在露鐵處的中央 , 鋅的電化學(xué)保護(hù)電流密度已減小到不足以保護(hù)鐵不被氧化 , 紅銹就開始出現(xiàn)了。鍍層的腐蝕過程見圖 ? 。圖中箭頭大小表示腐蝕電流大小 , 圓圈表示電化學(xué)保護(hù)范圍 B． 不銹鋼鹽霧試驗腐蝕機(jī)理 (3) 不銹鋼的腐蝕有多種形式 , 在沿海地區(qū)氣候環(huán)境下 , 作者認(rèn)為主要的腐蝕形式是化學(xué)腐蝕與微電池腐蝕 , 裸露的不銹鋼表面與氧氣接觸 , 表面形成致密的氧化層 ,(FeCr )2 O 3 (鉻鐵氧化物 ) 薄膜 (這層氧化膜具有一定的電阻 ), 即鈍化膜 。 在內(nèi)陸環(huán)境下 , 這層鈍化膜能阻止 O2 向合金內(nèi)部進(jìn)一步滲透。鈍化膜一旦受損 , 也能很快地在空氣中愈合與再生 , 因而起到防蝕的功能。但在鹽霧氣候的環(huán)境下 ,Cl 離子本身不能直接滲透這層氧化膜 , 但由于水蒸氣及 Cl 離子 , 吸附在不銹鋼表面 , 從微觀角度來看 , 微觀區(qū)域中的缺陷 , 晶界 , 位錯 ,孿晶 , 夾雜物 , 裂隙 , 以及微觀區(qū)域間成分的不均勻性 , 容易形成多個微電極 , 當(dāng)區(qū)域電極存在一定的電位差 , 以及凹凸不平的表面 , 形成電解液時 , 則在不銹鋼表面容易形成許多微小原電池 , 原電池的正極發(fā)生氧氣被還原 : O2+ 2 H 2O +4e = 4 OH。由于金屬表面的氧化層具有一定的電阻 , 電流較弱 , 微電池腐蝕作用較緩。原電池中作為負(fù)極的金屬或金屬氧化物失去電子被氧化 , 形成陽離子進(jìn)人溶液。隨著氧化層的逐漸溶解 , 電阻變小 , 電流變大 , 腐蝕加速?？諝庵械?O2氧氣與水蒸氣中的 Cl 離子 , 同時進(jìn)入金屬裸露面。對同種不銹鋼 , 鹽霧中的 Cl 離子的濃度越大 , 由于電解液中的導(dǎo)電能力的增加 , 則作為正極的合金元素溶解速度越快。當(dāng) Fe 鐵原子的溶解速度不足于完全消耗電解液中的滲透氧氣 O2時 , 則在不銹鋼表面仍能形成致密的防護(hù)層 , 表現(xiàn)一定的防銹性能。當(dāng) Fe 鐵原子的溶解大于一定的速度時 ,能夠完全消耗電解液中的滲透氧氣 O2, 生成 Fe3O4。 時 , 則不銹鋼由于沒有氧化層阻擋 , 微電池腐蝕直接與裸露金屬正極發(fā)生作用 ,Cl、 Fe 離子在電解液中起主要作用。 不銹鋼的主要化學(xué)成份是 Fe,Ni, Cr , C?；瘜W(xué)元素及電位值 , 如表 5 所示。對于不銹鋼內(nèi)部組織成分 , 宏觀看元素是均勻分布 , 微觀看組織內(nèi)部存在組織偏差 , 存在富 Cr 區(qū)與富 Ni 區(qū) , 富Cr 區(qū)起到降低電極電位 , 富 Ni 區(qū)起到提高電極電位。富 Cr 區(qū)由于電極電位較低 , 容易與氧結(jié)合 , 氧化層勢能較高 , 電阻也較大。因此 , 最初的微原電池中的區(qū)域微電極主要是由富 Ni 區(qū)形成 , 由于電極電位較高 , 兩兩電極之間的電位差相近 , 因此不易產(chǎn)生電池腐蝕。 Ni 含量越高 , 這種效應(yīng)越強(qiáng)。高 C 含量 , 能提高不銹鋼的強(qiáng)度 , 但對組織的均勻性會有不利的影響 , 增加區(qū)域微電極間的電位
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