【正文】 – PO4 NO SiO32等有緩蝕作用 – HCO3和 Ca2+共存時，也有抑制腐蝕的效果 淡水腐蝕的影響因素 ? 水溫的影響 – 氧擴散控制：水溫上升 10℃ ，鋼腐蝕速度提高 30％ – 溫度增加，化學(xué)反應(yīng)加快，但溶氧降低 溫度 /℃ 腐 蝕 速 度 0 160 封閉系統(tǒng) 敞開系統(tǒng) 淡水腐蝕的影響因素 ? 流速的影響 – 流速較低：腐蝕速度隨流速增加而增大 ? 到達金屬表面上的氧增多，陰極作用增加 – 流速增加到一定程度：腐蝕速度急劇下降； ? 強氧化條件，使鋼鐵進入鈍態(tài) 氧增多 鈍態(tài) – 流速增到更高：腐蝕速度 重新增加 ? 對金屬表面保護層沖刷破壞 海水腐蝕 ? 海洋約占地球表面積的十分之七 ? 海水含有各種鹽分：腐蝕性非常強的天然電解質(zhì) ? 常用金屬和合金在海水中大多數(shù)會遭受腐蝕 ? 艦船、海上平臺、水下設(shè)備、海岸設(shè)施及使用海 水冷卻的設(shè)備 海水的特性 ? 海水中溶解的鹽類：以氯化鈉為主 – 通常把海水近似地看作 3％或 ％的 NaCl溶液 ? 鹽度 – 1000g海水中溶解的固體鹽類物質(zhì)的總克數(shù) ? 大洋性海水的鹽度平均值： 35‰ ? 海水總鹽度隨地區(qū)而變化： – 江河入?？?，海水被稀釋，鹽度變小。 ? pH4時，膜被溶解，發(fā)生放 氫，腐蝕加劇。 ? 改變局部大氣環(huán)境 – 使用氣相緩蝕劑和控制大氣濕度 ? 合理設(shè)計和環(huán)境保護 – 防止縫隙中存水，避免落灰 – 加強環(huán)保，減少大氣污染 大氣腐蝕 淡水和海水腐蝕 土壤腐蝕 微生物腐蝕 第六章 自然環(huán)境中的腐蝕 淡水腐蝕 ? 淡水 （ Fresh water） ? 一般指河水、湖水、地下水等含鹽量少的 天然水。4H2O、 Fe2(SO4)3等 ? 這些結(jié)晶鹽的存在將降低銹層的保護性 耐候鋼銹層結(jié)構(gòu)的特點 ? 耐候鋼 (耐大氣腐蝕鋼 Weathering Steel ) – 通過合金化在鋼中加入一定量的 Cu、 P、 Cr、 Ni、 Mo等 合金元素形成的具有優(yōu)異的耐大氣腐蝕性能的低合金鋼 ? 銹層的穩(wěn)定化過程 – 疏松外腐蝕產(chǎn)物層和基體之間能夠形成一層致密、連續(xù) 的含有 Cu、 Cr、 P等合金元素的非晶產(chǎn)物層 – 最終轉(zhuǎn)化成富集上述元素的 α－ FeOOH層 ? 致密、連續(xù)的非晶內(nèi)氧化層及 α－ FeOOH層 – 有效隔離腐蝕介質(zhì)與鋼基體的接觸 – 具有極高阻抗，極大減緩了陽極和陰極區(qū)之間的電子遷 移，降低了電化學(xué)反應(yīng)的速度 大氣腐蝕的影響因素 ? 濕度 – 水膜的厚、薄 大氣中的含水量 ? 臨界濕度 – 腐蝕速度開始急劇增加的濕度 – 鋼鐵、 Cu、 Ni、 Zn等臨界濕度約為 50－ 70% ? 溫度 – – – 結(jié)露與環(huán)境的溫度有關(guān) 一定濕度下，環(huán)境溫度越高，越容易結(jié)露 平均氣溫高的地區(qū)，大氣腐蝕速度較大 – 晝夜溫度變化大，也會加速大氣腐蝕。 銹層的結(jié)構(gòu)和保護性 ? 銹層的結(jié)構(gòu) – 內(nèi)外兩層 – 外層疏松，容易剝落 – 內(nèi)層附著性好，結(jié)構(gòu)致密 能起到一定的保護作用 ? 碳鋼的銹層 – γ－ FeOOH、 α－ FeOOH、 Fe3O4 – 環(huán)境不同：結(jié)晶結(jié)構(gòu)比例不同 – γ－ FeOOH首先形成 轉(zhuǎn)變?yōu)?α－ FeOOH和 Fe3O4， 轉(zhuǎn)變受大氣濕度、污染的影響 銹層的結(jié)構(gòu)和保護性 ? α－ FeOOH對耐蝕性起著重要作用 ? 一般大氣，暴露時間延長， α－ FeOOH含量增多 ? 含有 SO2工業(yè)區(qū)或含有 Cl的沿海地區(qū) ? α－ FeOOH較少， γ－ FeOOH或 Fe3O4較多 ? 在污染少的森林地帶 ? α－ FeOOH多 ? 工業(yè)大氣 ? 碳鋼銹層中常存在一些鹽類結(jié)晶，如 FeSO4 – 晝夜溫差達 6oC 的氣候，在我國各地十分常見。 – 惡劣條件：低溫、潮熱、鹽霧、風(fēng)沙、晝夜溫差大 … 大氣腐蝕條件 ? 液膜的產(chǎn)生： 結(jié)露 – 當金屬表面處于比其溫度高的空氣中，空氣中 的水蒸汽將以液體凝結(jié)于金屬表面上 – 結(jié)露是發(fā)生潮大氣腐蝕的前提 – 空氣溫度在 5~50oC范圍內(nèi)，氣溫劇烈變化達 6oC左右時，只要空氣相對濕度達到 65%~75% 就可引起結(jié)露現(xiàn)象。m~1mm – 隨著水膜加厚，氧擴散困難 腐蝕速度 – 腐蝕速度下降（ III區(qū)） ? 水膜厚 1mm ，相當于金屬全浸于電解質(zhì)溶液， 腐蝕速度基本不變（ IV區(qū)） I II III 水膜厚度 IV 大氣腐蝕條件 ? 電化學(xué)腐蝕的特殊形式 – 金屬表面在潮濕的大氣中 吸附一層很薄的水膜 – 當水膜達到 20~30分子層厚時 電解液膜 ? 液膜來源 – 水分（雨雪）直接沉降； – 大氣濕度或溫度變化等原因引起的凝聚作用。m – 形成了連續(xù)的電解液薄膜（ II區(qū)） – 膜較薄，氧易于擴散進入界面 – 電化學(xué)腐蝕，腐蝕速度急劇增大 ? 案例 – 鐵在沒有雨雪淋到時的生銹 腐蝕速度 水膜厚度 I II III IV 濕大氣腐蝕 ? 定義 ：空氣濕度接近于 100％，或當水以雨、雪、 水沫等形式直接落在金屬表面上時，金屬表面便 存在著肉眼可見的凝結(jié)水膜時發(fā)生的腐蝕。腐 蝕 與 防 護 第一章 緒 論 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 腐蝕電化學(xué)理論基礎(chǔ) 全面腐蝕與局部腐蝕 應(yīng)力作用下的腐蝕 高 溫 腐 蝕 自然環(huán)境中的腐蝕 工業(yè)環(huán)境中的腐蝕 金屬材料的耐蝕性能 金 屬 腐 蝕 防 護 目 錄 大氣腐蝕 淡水和海水腐蝕 土壤腐蝕 微生物腐蝕 第六章 自然環(huán)境中的腐蝕 大氣腐蝕 ? 大氣腐蝕 （ Atmospheric Corrosion） – 金屬材料暴露在空氣中，由于空氣中的 水 和 氧 的化學(xué) 和電化學(xué)作用而引起的腐蝕。 ? 最常見的大氣腐蝕現(xiàn)象 ——生銹 ? 世界上 60%以上的鋼材在大氣環(huán)境中使用 大氣腐蝕損失占總腐蝕損失量 50% ? 對于某些功能材料（微電子電路）、文物、裝飾 材料等，輕微大氣腐蝕也不允許 大氣腐蝕 ? 大氣腐蝕以均勻腐蝕為主 – 也包括點蝕、縫隙腐蝕、電偶腐蝕、微動腐蝕、 應(yīng)力腐蝕及腐蝕疲勞等 ? 大氣腐蝕屬于液膜下的電化學(xué)腐蝕 – 區(qū)別于浸于電解質(zhì)溶液中的腐蝕 大氣腐蝕環(huán)境 ? 大氣環(huán)境不同 腐蝕嚴重性不同 – 與地域、季節(jié)、時間等條件有關(guān) – 地表附近大氣主要成分在全球范圍內(nèi)幾乎不變 – 大氣中的水蒸氣含量隨地域、季節(jié)和時間有所 變化 ? 大氣中的 水汽 是決定大氣腐蝕速度和歷程 的主要因素 大氣腐蝕環(huán)境 ? 參與大氣腐蝕過程的主要是 – 氧（參與電化學(xué)過程） – 水分（水膜是電解液層） – 其次是二氧化碳、二氧化硫、鹽等 ? 鋼在海岸的腐蝕比在沙漠中大 400~500倍 – 含水汽和氯化物大氣 ? 工業(yè)區(qū)比沙漠區(qū)大氣腐蝕大 50~100倍 – SO2與水汽共同作用加速腐蝕 大氣腐蝕環(huán)境 ? 全球大氣污染日趨嚴重 – 二氧化硫、硫化氫、氯氣 – 硫化物、氯化物、煤煙、塵埃等雜質(zhì) 大大加速大氣腐蝕 ? 大氣腐蝕環(huán)境分類 – 鄉(xiāng)村大氣：清潔 – 城鎮(zhèn)大氣：污染 – 工業(yè)大氣： SO2污染 – 海洋大氣：含氯化物 大氣腐蝕環(huán)境 體積分數(shù) % 104 104 104 成分 氦 He 氙 Xe 氫