金屬腐蝕理論和腐蝕控制答案解析(參考版)
2025-07-01 00:22本頁(yè)面
【正文】 可采用的熱處理方法為退火（700—800攝氏度）來(lái)消除晶間腐蝕敏感性。4. 1Cr18Ni9不銹鋼和1Cr17不銹鋼的晶間腐蝕原理有何不同，采取什么熱處理方法可以消除晶間腐蝕的感性？答：1Cr18Ni9不銹鋼屬奧氏體不銹鋼一類(lèi)（按組分分），其在弱氧化環(huán)境中發(fā)生地晶間腐蝕可用貧鉻理論解釋?zhuān)串?dāng)不銹鋼從固溶溫度冷卻下來(lái)時(shí)，碳屬于過(guò)飽和，受到敏化處理時(shí)，碳和鉻形成碳化鉻【(C，F(xiàn)e)23C6型】，在晶界析出，使得晶粒處于晶界處的電化學(xué)性質(zhì)存在差異，從而造成晶間腐蝕。（4）沉淀硬化不銹鋼。（3）奧氏體不銹鋼：基本上是鐵鎳鉻三元合金，其鉻含量約為16%—25%，鎳含量約為7%—20%，其抗腐蝕性通常比鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼好，如Cr18Ni19不銹鋼，在870—600攝氏度之間緩慢冷卻會(huì)引起喊鉻碳化物沿晶界沉淀從而產(chǎn)生晶間腐蝕，同時(shí)在其他條件下還會(huì)出現(xiàn)孔蝕，縫隙應(yīng)力腐蝕等。（2）馬氏體不銹鋼：馬氏體不銹鋼基本上是在含12%—17%鉻的鐵鉻合金中，%—%的碳其抗腐蝕性不如鐵素體，如2CrB,3CrB,4CrB等。如17%Cr，%C的鐵素體不銹鋼在退火狀態(tài)的組織為等軸鐵素體晶粒，其中彌散分布有碳化物，碳化物的存在降低材料的抗腐蝕性，可通過(guò)在700—800攝氏度退貨時(shí)由于鉻比較快的有晶粒內(nèi)部向晶界擴(kuò)散從而消除貧鉻區(qū)，使晶間腐蝕性傾向降低。答：不銹鋼按顯微組織的不同可以分為四種類(lèi)型：鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼，沉淀硬化不銹鋼。(2) 溶液電阻不計(jì)時(shí)，則縫內(nèi)表面（陽(yáng)極）與縫外表面（陰極）相互極化，達(dá)到共同的極化點(diǎn)位Eg，按Tafel方程式，可以寫(xiě)出縫內(nèi)和縫外鐵表面的陽(yáng)極溶液溶解電流密度：（Ⅰ）縫內(nèi)：，根據(jù)可知有：所以：（Ⅱ）縫外： 其中,分別是縫內(nèi)，縫外反應(yīng)物的濃度，分別是縫內(nèi)，縫外OH 的活度。 問(wèn)：（1）縫內(nèi)Fe表面和縫外Fe表面哪個(gè)是陰極哪個(gè)是陽(yáng)極？（2）求縫外Fe表面陽(yáng)極溶解電流密度和縫外Fe表面陽(yáng)極溶解電流密度ia2的比值。第八章1. 氯離子活度對(duì)四種不銹鋼的擊穿點(diǎn)位Eb的影響分別為：（1）Cr17 Eb=+(V) （2）Cr18Ni9 Eb= lgaCl +(V)（3） Eb= lgaCl +=(v) (V) （4）Cr26M01 Eb= +(V) 排出在3%的NaCl溶液和2mol/LNaCl溶液中這4種不銹鋼的耐腐蝕性能的順序。h)h=t/d=((㎡h) 根據(jù)= 可知=△/(st)= (SD)/(St)=(㎡C經(jīng)過(guò)120小時(shí)氧化，hr。4. 已知鋅發(fā)生高溫氧化時(shí)的P—。C時(shí)的分解壓力等于500mmHg，在該溫度下Pd在空氣中和1atm氧氣中是否能氧化？解：由題意得：2Pd＋O2=2PdO的分解壓力==（1）在（850＋）K時(shí)，1atm中的自由焓變化為：△ G=RTln=((850＋)ln)J/mol = J/mol =因?yàn)?1atm= ，所以△G=0根據(jù)自由焓準(zhǔn)則可知金屬Pd在1atmO2中能被氧化。在耐熱鋼和耐熱合金中加入稀土元素能顯著提高抗高溫氧化性能。（3）通過(guò)選擇性氧化形成保護(hù)性優(yōu)良的氧化膜。？（1）按Hauffe原子價(jià)定律，加入適當(dāng)合金元素，減少氧化膜中的缺陷濃度。否則，由于膜生長(zhǎng)過(guò)程中體積膨脹產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力向能造成膜的破裂和剝離。（2）膜有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，致密，缺陷少，蒸氣壓低。在陽(yáng)極極化過(guò)程中由于發(fā)生析氧反應(yīng)，使陰極電流密度，從而造成i+〈 0，表現(xiàn)為陰極電流，所以實(shí)測(cè)陽(yáng)極極化曲線上將出現(xiàn)一段陰極極化電流區(qū)。102 mol/L③. 對(duì)于Cr25Ni3不銹鋼：=要使Cr25Ni3銹鋼鈍化，180?！?180。106 A/c m2故∴+=2180?！? 180。105 A/c m2故∴+=180。+180。= –又blg,其中=查表可得：a=, b=①.對(duì)于Fe：∴==180。(在不銹鋼表面上析氫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)采用鐵的數(shù)據(jù))（1）這三種體系的陽(yáng)極反應(yīng)電流峰值ip分別為多少？（2）如果要由通入氧氣來(lái)使鐵和不銹鋼鈍化，溶液中最少需要含有多少氧(mg/L)？表1 三種腐蝕體系的鈍化參數(shù)材 料溶 液Ep (V)i致 (mA/cm2)Fe+200Cr25不銹鋼Cr25Ni3不銹鋼（1）解：陰極反應(yīng)：2H+ + 2e H2∴查表可得：，=∴Eec=180。解：（1）析氫反應(yīng) 陰極2＋2e = Eec=＋ln[][]/PH2 =[]=lg=lg=－==即== A/cm2=Ecor＋=＋－()=由== = A/cm2吸氧反應(yīng)＋＋4e=2O=nFD/=496500()/(5)= A/cm2=＋ =＋= A/cm2因Vp=/d mm/y ， = g/(㎡h)所以Vp= = = mm/y（2）氧消耗速度為：(S)/(Fn)60A=(15)/(965004)6032= g/min g/min－= g/min= mg/min即鋼容器的腐蝕速度為Vp= mm/y， g/min， mg/min。(2) 求流出的酸溶液中的氧含量。實(shí)驗(yàn)測(cè)出容器表面的腐蝕電位Ecor = (vsSCE)。3. 鋼制容器用作酸溶液的中間貯槽，與酸溶液接觸的表面積為15m2，進(jìn)入貯槽的酸溶液的工藝條件為：pH = ，25176。改變多少伏？解：（1）由=nFexp(Eec/)兩邊同時(shí)去對(duì)數(shù)得ln=ln[nFexp(Eec/)]其中Eec=lg=代入式中得 lg=(nF)＋()/ 即lg= lg(nF)＋PH = lg(nF)－PH＋PH令lg(nF)=k=常數(shù)，取=則有l(wèi)g=k－PH＋= k－即氫電極反應(yīng)交換電流密度與溶液PH值的關(guān)系式為lg=k－（2）在1mol/L HCl溶液中：=1 mol/L
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