【正文】 鈍化 熱力學(xué)不穩(wěn)定的金屬在氧化性介質(zhì)中容易鈍化，易鈍化的金屬可作為合金元素 （ 3） 腐蝕產(chǎn)物膜（機械鈍態(tài)膜）的保護(hù)性能 金屬耐蝕合金化的途徑 （ 1）提高金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性 添加大量的貴金屬才有效，難以推廣。 （ 2）減弱合金的陰極活性 ；通過 熱處理的方法形成穩(wěn)定的固溶體 （增大合金陰極析氫反應(yīng)的阻力） （ 3）減弱合金的陽極活性（是最有效、應(yīng)用最廣泛的方法） 減少陽極相的面積；加入易鈍化的合金元素；加入陰極合金元素促進(jìn)陽極鈍化 （ 4）使合金表面生成電阻大的腐蝕產(chǎn)物膜 加入某些元素促使合金表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物膜，加大了體系的電阻，也能有效地阻 滯腐蝕過程的進(jìn)行。 38. 單相合金的確 n/8 定律 最早塔曼 ( Tammann)在研究單相（固溶體）合金的耐蝕性時，發(fā)現(xiàn)其耐蝕能力與固溶體的成分之間存在一種特殊關(guān)系。 合金 的耐蝕性與固溶體提的成分之間的特殊關(guān)系對同一種合金，在不同的介質(zhì)中其穩(wěn)定性臺階值是不同的適用于二元系統(tǒng)能夠也使用于多元系統(tǒng)的固溶體合金至今仍無確切的解釋。 39. 主要合金元素對耐蝕性的影響 ★簡述金屬鉻鎳硅的耐蝕特點？ 鉻（ Cr） ： 是不銹鋼的基本合金元素；熱力學(xué)不穩(wěn)定。與鐵基合金組成固溶體時，合金呈現(xiàn)不同程度的類似鉻的耐蝕特性。在具備鈍化的條件下，含量越高，耐蝕性越好，在不能實現(xiàn)鈍化的條件下，隨著含量的增高，腐蝕速率反而加大 鎳（ Ni)： 熱力學(xué)不夠穩(wěn)定。與 FeNi 合金在硫酸、鹽酸和硝酸中的腐蝕速率都隨 著鎳的含量的增加而減??；鎳在鐵的基體中的耐蝕性不是鈍化作用，而是使合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性提高；在氧化性介質(zhì)和還原性介質(zhì)中均有效 。 優(yōu)勢：與鉻配合加入鐵中獲得不銹鋼；形成奧氏體，具有良好的熱加工性、冷變形能力、可焊性、良好的低溫韌性。 不利之處：隨鋼中鎳含量增加，會增加不銹鋼的晶間腐蝕傾向。 硅（ Si)： 在相應(yīng)的合金中具有耐氯化物腐蝕破裂、耐孔蝕、耐濃熱硝酸、抗氧化、耐海水腐蝕等作用；不銹鋼隨硅含量的增加， 耐應(yīng)力腐蝕破裂 性能顯著改善（依靠加硅形成富硅保護(hù)膜） 優(yōu)良的耐氯離子腐蝕特性 （耐氯化物應(yīng)力腐蝕破裂）； 改善耐 孔蝕 性能（提高了鋼的鈍態(tài)穩(wěn)定性）；耐強氧化物腐蝕：形成富集 Si, Cr, O 的表面膜； Si與 Cr, Mo與 Cu 配合，可以得到各種耐海水鋼 鉬（ Mo)： 使合金耐還原性介質(zhì)的腐蝕和抗氯離子等引起的孔蝕 ；含量較小時，使鋼對氯化物腐蝕破裂敏感，而當(dāng)鉬含量大于 4%時，鋼的耐應(yīng)力腐蝕破裂性能提高；鈍化膜厚度隨著鋼中鉬含量增高而增厚，而膜厚度的增加通常會延長蝕孔形成的孕育期，提高耐孔蝕性能。 銅（ Cu)： 是低合金鋼、不銹鋼、鎳基合金、鑄鐵中常用的耐蝕合金元素之一。 耐大氣腐蝕 ：銅在低合金鋼大氣腐蝕過程中起著 活性陰極的作用，在一定條件下可以促使鋼產(chǎn)生陽極鈍化，從而降低腐蝕速率；鈍化膜易被活性氯離子破壞，所以銅鋼只在較純凈的空氣中具有較好的耐蝕性；可 提高鋼對 H2SO4的耐蝕性：提高了合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性；可減弱鋼在海水中的縫隙腐蝕 ：加入 Cu 后，鋼的陽極過程受到阻滯，使鈍化臨界電流密度減小。 40. ★常用結(jié)構(gòu)材料 獲得耐蝕能力的途徑有哪些？并舉出每種途徑常見金屬。 依靠鈍化獲得耐蝕能力的金屬，主要有 188 不銹鋼、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、硅鑄鐵等 可鈍化或腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定的金屬，主要有碳鋼和鑄鐵鉛與鉛合金 依靠自身熱 力學(xué)穩(wěn)定而耐蝕的金屬，主要有銅及銅合金 依靠鈍化獲得耐蝕能力的金屬 (1)不銹鋼（ Cr18%, Ni8%9% 。n=2) 在空氣、水、中性溶液和各種氧化性介質(zhì)中十分穩(wěn)定；在酸性介質(zhì)中（氧化性酸或非氧化性酸，以及氧化性的強弱有關(guān)）不銹鋼設(shè)備的腐蝕多是局部腐蝕破壞：晶間腐蝕、孔蝕、應(yīng)力腐蝕。 (2)鋁與鋁合金 鋁的耐蝕能力主要取決于在給定環(huán)境中鋁表面的保護(hù)膜的穩(wěn)定性；在中性和近中性以及大氣中具有很高的穩(wěn)定性；在氧化性的酸或鹽溶液中也十分穩(wěn)定；常用于濃硝酸的生產(chǎn)中在含鹵素離子的中性溶液中易發(fā)生小孔腐蝕；在大多數(shù)有機 介質(zhì)中有很好的耐蝕性；對硫和硫化物有很好的耐蝕性。加入 Cu, Mg,Mn 等使鋁強化，提高純鋁的強度，耐蝕鋁合金主要有 AlMn, AlMnMg, AlMgSi, AlMg。 (3)高硅鑄鐵 含 14. 5%~18% Si 的鐵碳合金稱為高硅鑄鐵，依靠硅合金化而獲得鈍化能力，其耐蝕性同樣遵循 n/8 定律，穩(wěn)定性臺階 n=2（含 14. 5% Si）。由于表面鈍化形成的 Si02保護(hù)膜屬于酸性氧化物，所以 耐蝕特點： 高硅鑄鐵不僅在氧化性的酸和鹽溶液中有很高的穩(wěn)定性，并且在非氧化性酸，如任何濃度的硫酸、磷酸、室溫的鹽酸 、有機酸等溶液中也有良好的耐蝕性。對于堿、氫氟酸、氟化物、鹵素、亞硫酸等，普通高硅鑄鐵是不耐蝕的。 ★ 簡述鈦及鈦合金的耐蝕特點？ (4)鈦及鈦合金 鈦是熱力學(xué)不穩(wěn)定金屬，其標(biāo)準(zhǔn)電極電位為，但它的鈍化能力比鋁硅都要更強。 耐蝕特點： ①在各種氧化性介質(zhì)中都非常耐蝕； ②中性和弱酸性氯化物溶液中有良好的耐蝕性。但對純的非氧化性酸是不不耐蝕的； ③在海水中十分穩(wěn)定并且耐氣蝕和孔蝕 ④在稀堿溶液 NaOH 溶液，王水，次氯酸鈉，氯水及濕氯氣中耐蝕 ⑤鈦在無水的氧化性介質(zhì)中，或含水量低于 2%，當(dāng)存在著氯氣或含 NO2 的硝酸等強氧化劑時，則會發(fā)生激烈的發(fā)火反應(yīng)；鈦及鈦合金容易發(fā)生氫脆。 可鈍化或腐蝕產(chǎn)物穩(wěn)定的金屬主要有碳鋼和鑄鐵鉛與鉛合金 （ 1）碳鋼和鑄鐵 碳鋼和鑄鐵都是多相合金，主要的組織組分有：鐵素體( Fe)、滲碳體 (Fe3C)和石墨 (C)，由于這三種組分在電解質(zhì)溶液中具有不同的電位，其中 Fe 的標(biāo)準(zhǔn)電極電位最低，其值為，是熱力學(xué)不穩(wěn)定的元素，所以在多數(shù)電解質(zhì)溶液中將成為微電池的陽極而被腐蝕。但 Fe 又是可鈍化金屬，在有足夠的鈍化條件下也能獲得穩(wěn)定的鈍態(tài)。此外，在某些環(huán)境中金屬表面可能生成穩(wěn)定的 腐蝕產(chǎn)物。 （ 2）鉛與鉛合金 鉛的標(biāo)準(zhǔn)平衡電位（ ）低于氫，在酸中可以產(chǎn)生析氫反應(yīng)，但在某些酸中能生成穩(wěn)定的腐蝕產(chǎn)物。鉛不具備鈍化能力，所以鉛的耐蝕特性主要體現(xiàn)在它的腐蝕產(chǎn)物在相應(yīng)介質(zhì)中的溶解度。 41. 結(jié)構(gòu)材料的選擇原則 根據(jù)工藝條件分析對設(shè)備材料的要求 6 （ 1）介質(zhì)的特性與溫度、壓力（ 2）工藝條件對材料的限制（ 3）設(shè)備的功能和結(jié)構(gòu)（ 4）運轉(zhuǎn)及開停車的條件 掌握材料的基本特性 首先了解各種材料的共性，然后分析某些材料的特殊性質(zhì)，全面掌握各種材料的基本特性。 材料選擇的基本要點 耐蝕性；力學(xué)物理特性；加工成型工藝性能；材料價格與來源。 第五章 非金屬結(jié)構(gòu)材料的耐蝕性 42. ①常見有機高分子材料：塑料和橡膠。 ②高分子材料與金屬腐蝕的區(qū)別： （ 1）金屬是導(dǎo)體，大多數(shù)金屬腐蝕為電化學(xué)腐蝕，高分子材料一般不能導(dǎo)電，因此高分子材料的腐蝕老化不是電化學(xué)腐蝕，不能用電化學(xué)規(guī)律解釋。（ 2）金屬材料的腐蝕多發(fā)生在界面上，一般由外而內(nèi)進(jìn)行（晶間腐蝕與應(yīng)力腐蝕例外）；而高分子材料的老化大多為介質(zhì)向材料內(nèi)部滲透擴散引起。 ③高材的腐蝕破壞形式： （ 1）滲透與溶脹、溶解（ 2）化學(xué)裂解（氧化與水解）（ 3）老 化：高分子材料在陽光（紫外線）、濕度、溫度及大氣中的其他組分的綜合作用下，性能逐漸變壞以致喪失使用價值的現(xiàn)象叫老化。（ 4）應(yīng)力腐蝕開裂 ③耐腐蝕高分子材料 ： 耐蝕環(huán)境：在硝酸、鹽酸、硫酸等介質(zhì)中穩(wěn)定；在低于 50℃時，耐蝕性優(yōu)于酚醛塑料、 聚苯乙烯（ PS）、有機玻璃；能耐大部分酸、堿、鹽、 CH化合物及有機介質(zhì)。 不耐蝕：強氧化劑（濃硝酸、濃硫酸）、芳香族、氯代碳化物及酮。 含有氟原子的塑料總稱，具有優(yōu)良的耐蝕性，耐熱性，自潤滑性和電性能。 ④耐蝕無機非金屬材 料 耐蝕無機非金屬材料主要有陶瓷、玻璃和石墨。 ： 不耐蝕： HF 酸，硅氟酸， 300 度高溫的磷酸，苛性堿氫氧化鈉；幾乎耐任何工況介質(zhì)，包括王水，濃硝酸等。 、石墨材料：炭有三種同素異形體：無定形炭（煤炭）、石墨（六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)）和金剛石。炭 石墨具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于化工、冶金、機電、航空等部門。 第六章 防腐方法 43. 目前工程中最常用防腐方法？ 金屬或非金屬材料覆蓋層，電化學(xué)保護(hù)，防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計，介質(zhì)處理，添加緩蝕劑 電化學(xué)保護(hù)法只適用于金屬在腐蝕性溶液中，應(yīng)用于船海洋類 44. 陰極保護(hù)：主要分為電保護(hù)與犧牲陽極保護(hù)兩種形式。 ：將被保護(hù)金屬設(shè)備與直流電源的負(fù)極相連，依靠外加陰極電流進(jìn)行陰極極化而使金屬得到保護(hù)的方法，叫外加電流陰極保護(hù)，簡稱電保護(hù)。 （護(hù)屏保護(hù)）：在被保護(hù)金屬