金屬腐蝕與防護(hù)課后習(xí)題答案

1、-作者xxxx-日期xxxx金屬腐蝕與防護(hù)課后習(xí)題答案【精品文檔】腐蝕與防護(hù)試題1化學(xué)腐蝕的概念、及特點(diǎn)答案：化學(xué)腐蝕：介質(zhì)與金屬直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的變質(zhì)或損壞現(xiàn)象稱為金屬的化學(xué)腐蝕。 是一種純氧化-還原反應(yīng)過程，即腐蝕介質(zhì)中的氧化劑直接與金屬表面上的原子相互作用而形成腐蝕產(chǎn)物。在腐蝕過程中，電子的傳遞是在介質(zhì)與金屬之間直接進(jìn)行的，沒有腐蝕電流產(chǎn)生，反應(yīng)速度受多項(xiàng)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制。歸納化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)在不電離、不導(dǎo)電的介質(zhì)環(huán)境下反應(yīng)中沒有電流產(chǎn)生，直接完成氧化還原反應(yīng)腐蝕速度與程度與外界電位變化無關(guān)2、金屬氧化膜具有保護(hù)作用條件，舉例說明哪些金屬氧化膜有保護(hù)作用，那些沒有保護(hù)作用，為什么？

2、答案：氧化膜保護(hù)作用條件：氧化膜致密完整程度；氧化膜本身化學(xué)與物理穩(wěn)定性質(zhì)；氧化膜與基體結(jié)合能力；氧化膜有足夠的強(qiáng)度氧化膜完整性的必要條件：PB原理：生成的氧化物的體積大于消耗掉的金屬的體積，是形成致密氧化膜的前提。PB原理的數(shù)學(xué)表示：反應(yīng)的金屬體積：VM = m/r m-摩爾質(zhì)量氧化物的體積： VMO = m'/ r '用j = VMO/ VM = m' r /（ m r ' ） 當(dāng) j > 1 金屬氧化膜具備完整性條件部分金屬的j值氧化物 j 氧化物 j 氧化物 j MoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 B

3、i2O5Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO MgO 1.0 CaO MoO3 WO3 V2O5 這三種氧化物在高溫下易揮發(fā)，在常溫下由于j值太大會(huì)使體積膨脹，當(dāng)超過金屬膜的本身強(qiáng)度、塑性時(shí)，會(huì)發(fā)生氧化膜鼓泡、破裂、剝離、脫落。 Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 這些氧化物在一定溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定存在， j值適中。這些金屬的氧化膜致密、穩(wěn)定，有較好的保護(hù)作用。MgO CaO j值較小，氧化

4、膜不致密，不起保護(hù)作用。3、電化學(xué)腐蝕的概念，與化學(xué)腐蝕的區(qū)別答案：電化學(xué)腐蝕：金屬與介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的變質(zhì)與損壞。與化學(xué)腐蝕比較：是“濕”腐蝕氧化還原發(fā)生在不同部位有電流產(chǎn)生與環(huán)境電位密切相關(guān)有次生產(chǎn)物4、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)1：銅塊與鋅塊相互接觸，放入稀鹽酸介質(zhì)中，在銅塊一側(cè)有氫氣產(chǎn)生，而鋅塊逐漸溶解。試驗(yàn)2：將銅塊與鋅塊不相互接觸，而在體系外用導(dǎo)線連接，若在導(dǎo)線間連接電流表。銅塊一側(cè)有氫氣產(chǎn)生，而鋅塊逐漸溶解，電流表針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。試驗(yàn)3：將鋅塊置于稀鹽酸介質(zhì)中，可見鋅塊不斷溶解，氫氣不斷產(chǎn)生。答案：在電動(dòng)序上，鋅比銅易失去電子，電子通過導(dǎo)線或與銅接觸面進(jìn)入銅塊，在銅表面將電子傳遞給氫離子

5、而形成氫氣。同時(shí)鋅離子進(jìn)入溶液。Zn Zn2+2e 陽極 2H+2e(Cu) H2 陰極鋅塊自身在鹽酸介質(zhì)之中的溶解問題的解釋：微觀動(dòng)態(tài)腐蝕電池。結(jié)論：將兩種不同電極電位的金屬相互接觸（或用導(dǎo)線連接）放入同一種電解質(zhì)溶液中。 現(xiàn)象：電位較正的一端產(chǎn)生氣泡，較負(fù)的一端會(huì)逐漸溶解。5、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)：3%NaCl水溶液1滴至光亮的鐵片上，加少量鐵氰化鉀（K3Fe(CN)6)和酚酞試劑，然后把鐵片置于磁場(chǎng)中?，F(xiàn)象：在液滴上逐漸產(chǎn)生藍(lán)紅相間的斑點(diǎn)，接著液滴中心變藍(lán)，邊緣便成粉紅，液滴緩慢旋轉(zhuǎn)。答案：解釋現(xiàn)象： 在液滴上，初期溶解氧一旦被還原，大氣中的氧優(yōu)先溶于液滴邊緣，使液滴中心相對(duì)貧氧，使整個(gè)液滴產(chǎn)

6、生氧濃差。結(jié)果：液滴中心較負(fù)成為陽極，發(fā)生：Fe2e = Fe2+反應(yīng)。 Fe2+ 與K3Fe(CN)6作用，形成藍(lán)色。 液滴邊緣部位較正，成為陰極，發(fā)生：O2H2O4e 4OH反應(yīng)。 OH與酚酞作用，形成粉紅色。 又由于液滴中心的Fe2+ 向邊緣擴(kuò)散， OH向中心擴(kuò)散，使在鐵片內(nèi)部的電子流向液滴邊緣而形成磁場(chǎng)，在外磁場(chǎng)的相互作用下，使液滴發(fā)生旋轉(zhuǎn)。6、舉例說明氧濃差腐蝕答案：例：金屬在土壤中（與土接觸點(diǎn)為貧氧，為負(fù)極，金屬腐蝕；與空氣接觸點(diǎn)為富氧，為正極，金屬不腐蝕。）船的吃水線附近（水下為貧氧區(qū)，為負(fù)極，金屬腐蝕；水上為富氧區(qū)，金屬不腐蝕。攪拌桿與液面接觸處（同上）。4溶液中，另一端置于1

7、mol/LCuSO44溶液中的一端發(fā)生腐蝕（不斷溶解）。答案：解釋：由于兩種濃度的鹽通過銅絲組成了同一體系：高濃度一端銅離子有沉積的趨勢(shì)，低濃度的一端銅有溶解的趨勢(shì)，則，低濃度一端溶解給出的電子沿銅片流向另一端（高濃度一端），以滿足沉積銅所需要的電子。只所以發(fā)生電子流動(dòng)，是因?yàn)樵趦啥他}濃差使銅絲兩端產(chǎn)生電位差。8、解釋現(xiàn)象：試驗(yàn)：一根鐵絲一端置于高溫溶液中，另一端置于低溫溶液中。發(fā)現(xiàn)，鐵絲置于高溫溶液中的一端發(fā)生腐蝕（不斷溶解）。答案：解釋：高溫部位金屬活性強(qiáng)，易脫離金屬表面而氧化，低溫區(qū)或性弱。這樣形成高溫區(qū)的金屬氧化，產(chǎn)生的電子由鐵絲流向低溫一端，是低溫一端的金屬離子沉積。各種熱交換器、燃

8、燒器等已發(fā)生溫差腐蝕9、繪出FeH2O的EpH圖，指出保護(hù)區(qū)、腐蝕區(qū)、鈍化區(qū)和過鈍化區(qū)。并舉例說明該圖的應(yīng)用。答案：金屬的EpH圖的應(yīng)用預(yù)計(jì)一定條件下的金屬腐蝕行為反應(yīng)金屬自發(fā)腐蝕熱力學(xué)傾向指明金屬實(shí)施保護(hù)的可能性與方向總結(jié)EpH圖的規(guī)律：上腐蝕、下穩(wěn)定、兩邊（左右）腐蝕、中間鈍化。 常見金屬在中性介質(zhì)中都比較穩(wěn)定。應(yīng)用舉例：如圖1，當(dāng)環(huán)境條件在紅點(diǎn)處時(shí)，通過調(diào)整酸度可使其進(jìn)入鈍化區(qū)；實(shí)行陰極保護(hù)可使其進(jìn)入保護(hù)區(qū)。10、理論電位pH圖的局限性？答案：一些局限性： 1由于金屬的理論電位pH圖是一種以熱力學(xué)為基礎(chǔ)的電化學(xué)平衡圖，因此它只能預(yù)示金屬腐蝕傾向的大小，而不能預(yù)測(cè)腐蝕速度的大小。 2圖中的

9、各條平衡線，是以金屬與其離子之間或溶液中的離子與含有該離子的腐蝕產(chǎn)物之間建立的平衡為條件的，但在實(shí)際腐蝕情況下，可能偏離這個(gè)平衡條件。 3電位pH圖只考慮了OH-這種陰離子對(duì)平衡的影響。但在實(shí)際腐蝕環(huán)境中，往往存在Cl-、SO42-、P032-等陰離子，它們可能因發(fā)生一些附加反應(yīng)而使問題復(fù)雜化。 4理論電位pH圖中的鈍化區(qū)并不能反映出各種金屬氧化物、氫氧化物等究竟具有多大的保護(hù)性能。 5繪制理論電位pH圖時(shí)，往往把金屬表面附近液層的成分和PH大小等同于整體的數(shù)值。實(shí)際腐蝕體系中，金屬表面附近和局部區(qū)域內(nèi)的pH值與整體溶液的pH值其數(shù)值往往并不相同。 因此，應(yīng)用電位pH圖時(shí)，必須針對(duì)具體情況，進(jìn)

10、行具體分析，過分夸大或貶低電位pH圖的作用都是不對(duì)的。11、舉例說明有哪些可能的陰極去極化劑?當(dāng)有幾種陰極去極化劑同時(shí)存在時(shí)，如何判斷哪一種發(fā)生還原的可能性最大?自然界中最常見的陰極去極化反應(yīng)是什么?答案：（1）氫離子還原反應(yīng)或析氫反應(yīng)（電極反應(yīng)式）；（2）溶液中溶解氧的還原反應(yīng)；（3）溶液中高價(jià)離子的還原反應(yīng)；（4）溶液中貴金屬離子的還原反應(yīng)。判斷：（G）T，P= nFE（G）T，P= nF（EC - EA）其中：EC 為氧化劑電位； EA為還原劑電位。因此，E越負(fù)， 反應(yīng)可能性越最大；有些情況下可利用氧化劑的平衡電極電位EC來粗略判斷陰極去極化反應(yīng)的可能性大小。最常見的陰極去極化反應(yīng)：析氫

11、反應(yīng)和吸氧反應(yīng)12、何謂腐蝕極化圖?說明其應(yīng)用。答案：一腐蝕電池，開路時(shí)，測(cè)得陰、陽極的電位分別為E0,C和E0,A。然后用可變電阻把二電極連接起來，依次使電阻R值由大變小，電流則由零逐漸變大，相應(yīng)地測(cè)出各電流強(qiáng)度下的電極電位，繪出陰、陽極電位與電流強(qiáng)度的關(guān)系圖，就是腐蝕極化圖。因此，腐蝕極化圖是一種電位電流圖，它是把表征腐蝕電池特征的陰、陽極極化曲線畫在同一張圖上構(gòu)成的。腐蝕極化圖的應(yīng)用（1）極化圖用于分析腐蝕速度的影響因素(a)腐蝕速度與腐蝕電池初始電位差的關(guān)系：腐蝕電池的初始電位差（EO,C- EO,A )，是腐蝕的原動(dòng)力；（例氧化性酸對(duì)鐵的腐蝕；不同金屬平衡電位對(duì)腐蝕電流的影響）(b)

12、極化性能對(duì)腐蝕速度的影響：若腐蝕電池的歐姆電阻很小，則極化性能對(duì)腐蝕電流有很大的影響；（例鋼在非氧化酸中的腐蝕極化圖）(c)溶液中含氧且及絡(luò)合劑對(duì)腐蝕速度的影響；（例銅在含氧酸及氰化物中腐蝕極化圖）(d)其他影響腐蝕速度的因素，如陰、陽極面積比和溶液電阻等。（2）腐蝕速度控制因素：陽極控制、陰極控制、混合控制和歐姆控制。13、試用腐蝕極化圖說明電化學(xué)腐蝕的幾種控制因素以及控制程度的計(jì)算方法。答案：×100%×100%14、混合電位理論的基本假說是什么?答案：混合電位理論包含兩項(xiàng)基本假說：（1）任何電化學(xué)反應(yīng)都能分成兩個(gè)或兩個(gè)以上的氧化分反應(yīng)和還原分反應(yīng)。（2）電化學(xué)反應(yīng)過程

13、中不可能有凈電荷積累。根據(jù)混合電位理論，腐蝕電位是由同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)電極過程，即金屬的氧化和腐蝕劑的還原過程共同決定的，是腐蝕體系的混合電位。因此，根據(jù)腐蝕極化圖很容易確定腐蝕電位并解釋各種因素對(duì)腐蝕電位的影響。而根據(jù)腐蝕電位的變化卻不能準(zhǔn)確判斷腐蝕速度的大小或變化。必須測(cè)定相應(yīng)的極化曲線，根據(jù)腐蝕極化圖或動(dòng)力學(xué)方程式才能確定腐蝕速度，研究腐蝕動(dòng)力學(xué)過程和機(jī)理。15、何謂差異效應(yīng)?產(chǎn)生負(fù)差異效應(yīng)的原因是什么？（1） 答案：差異效應(yīng)現(xiàn)象和定義圖中開關(guān)又?jǐn)嚅_的情況下，鋅試樣處于自腐蝕狀態(tài)，鋅上的析氫速度為V0。然后接通開關(guān)，使鋅試樣與同溶液中的電位正的金屬鉑連通，鋅上的析氫速度為V1，則（2）差異效

14、應(yīng)的腐蝕極化圖解釋（3）負(fù)差異效應(yīng)，及其形成原因16、為什么說防腐就是防水？（可從極化與去極化角度解釋）答案：在一般情況下，具備腐蝕電池條件后，腐蝕初始速度較大，但很快變慢，直至很小。此現(xiàn)象稱為極化現(xiàn)象。但當(dāng)環(huán)境有水存在時(shí)，會(huì)發(fā)生：氫去極化腐蝕：氫離子還原為氫氣。酸性介質(zhì)中： 2H+2e H2 反應(yīng)步驟如下： H+ H2 O H+ H2 O H+ M（e） MH MH MH H2 2M或 MH H+ M（e） H2 2M堿性介質(zhì)中： H2OM（OH-） OH-M(H2O ) M(H2O ) M（ H） OH-M（ H） M（ H） H2 2M氫離子小，得電子后變相，使反應(yīng)不斷進(jìn)行，去極化能力強(qiáng)

15、。氧去極化腐蝕氧分子在陰極上的還原反應(yīng)(生成H2O、OH-)的電化學(xué)腐蝕稱為氧去極化腐蝕。由于氧分子的非離子化，氧分子在溶液中的溶解度較?。ǔ合伦罡邼舛燃s為 10-4mol/L）,所以，氧向金屬表面的輸送過程如下：通過空氣-溶液界面融入溶液，以對(duì)流或擴(kuò)散方式通過溶液的主要厚度層，以擴(kuò)散方式通過金屬表面的溶液靜止層而到達(dá)金屬表面。 一般認(rèn)為步驟是傳質(zhì)最慢步驟。在酸性介質(zhì)中氧電極過程為：形成半價(jià)氧離子 O2 e O2-形成二氧化一氫 O2- H+ HO2形成二氧化一氫離子 HO2 e HO2- 形成過氧化氫 HO2- H+ H2O2形成水 H2O2 2H+ 2e 2H2O 或 H2O2 1/2

16、O2 H2O總反應(yīng) O2 4H+ 4e 2H2O 一般認(rèn)為，第一步驟為控制步驟。氫離子小，來源廣泛，還原產(chǎn)物離開溶液?？偟谋憩F(xiàn)出氫去極化能力很強(qiáng)。氧在水中溶解有限，擴(kuò)散速度較慢，但過電位較小?？偟谋憩F(xiàn)出氧去極化能力相對(duì)較小。結(jié)論：H+(H2O)和O2是防腐的主要敵人，防腐應(yīng)該說就是防水、防酸和防氧。顯然，去濕，調(diào)整pH值，除氧是防腐的首要問題。17、金屬鈍化的概念及鈍化圖和應(yīng)用答案：金屬在腐蝕過程中，由于極化，尤其是陽極極化，使腐蝕速度急劇下降，這在金屬防腐中有重要意義。要利用這一現(xiàn)象，即必須研究金屬極化的規(guī)律。由于陽極極化使金屬的腐蝕減緩，因此，把陽極極化稱為金屬的鈍化。鈍化過程可劃為四個(gè)階

17、段I E0E1E4E3E2I1 I2 I3-4 活化溶解區(qū)：隨電位升高值E1,電流密度由I1逐漸增加至I2,電位達(dá)到E2就不再增加。稱E1為初始電位，稱I1為初始電流密度， E2為致鈍電位， I2為致鈍電流密度。 人們稱E1E2區(qū)為活化溶解區(qū)?；罨g化過渡區(qū)：電位到達(dá)E2之后阻隔陽極過程的氧化膜不但生成和溶解，隨著電位的升高，氧化膜越來越完整。這段電流測(cè)得的是上下抖動(dòng)的虛線。但電位到達(dá)E3時(shí)，電流密度穩(wěn)定一較小值I3 。人們稱E3對(duì)應(yīng)的電流密度I3為維鈍電流密度，稱E2E3區(qū)為活化鈍化過渡區(qū)。鈍化區(qū)：電位到達(dá)E3后，隨電位升至E4時(shí)，電流密度始終維持在I3 。 在E3E4電位區(qū)間內(nèi)，當(dāng)電流密度

18、小于I3時(shí)，金屬就會(huì)再度腐蝕。這對(duì)陽極實(shí)施電化學(xué)保護(hù)有重要意義。人們稱E3E4電位區(qū)間為鈍化區(qū)。過鈍化區(qū)：當(dāng)電位到達(dá)E4后繼續(xù)升高，形成的氧化膜物質(zhì)可能被氧化成更高價(jià)陽離子或變成可溶性陰離子或升華，或再更高的為電場(chǎng)作用下，氧化膜的半導(dǎo)體性質(zhì)已不能夠保護(hù)金屬的進(jìn)一步氧化。從而使腐蝕再度開始并加劇。人們稱大于E4電位為過鈍化區(qū)。結(jié)論：由金屬鈍化過程IE曲線可知，具有意義的是鈍化區(qū)。這一區(qū)域可使金屬處于保護(hù)。要達(dá)到這一區(qū)域，金屬充當(dāng)陽極時(shí)的外電位與電流密度必須控制到這一區(qū)域。若不是外加電壓和電流，金屬與鈍化劑及環(huán)境要有較好的對(duì)應(yīng)和選擇。顯然，鈍化區(qū)的E3越低，E4越高，其鈍化能力越強(qiáng)。越易實(shí)現(xiàn)陽極保

19、護(hù)。18、關(guān)于金屬鈍化的解釋有幾種理論？簡(jiǎn)述各理論并比較？（1）成相膜理論這種理論認(rèn)為，當(dāng)金屬陽極溶解時(shí)，可以在金屬表面生成一層致密的、覆蓋得很好的固體產(chǎn)物薄膜。這層產(chǎn)物膜構(gòu)成獨(dú)立的固相膜層，把金屬表面與介質(zhì)隔離開來，阻礙陽極過程的進(jìn)行，導(dǎo)致金屬溶解速度大大降低，使金屬轉(zhuǎn)入鈍態(tài)。（2）吸附理論吸附理論認(rèn)為，金屬鈍化是由于表面生成氧或合氧粒子的吸附層，改變了金屬/溶液界面的結(jié)構(gòu)，并使陽極反應(yīng)的活化能顯著提高的緣故。即由于這些粒子的吸附，使金屬表面的反應(yīng)能力降低了，因而發(fā)生了鈍化。（3）兩種理論的比較共同點(diǎn)；差異點(diǎn)19、什么叫局部腐蝕？為什么說局部腐蝕比全面腐蝕更有害？答案：全面腐蝕：腐蝕在整個(gè)金

20、屬表面上進(jìn)行。局部腐蝕：腐蝕集中在金屬表面局部，大部分幾乎不發(fā)生腐蝕。全面腐蝕的陰陽極尺寸微小且緊密靠攏、動(dòng)態(tài)變化不定，在微觀上難以分辨，在宏觀上更不能區(qū)別。局部腐蝕的陰陽極區(qū)獨(dú)立存在，至少在微觀上可以分開。陽極區(qū)面積小，陰極區(qū)面積大。有人把全面腐蝕歸為化學(xué)腐蝕，把局部腐蝕歸為化學(xué)腐蝕。很明顯，全面腐蝕可以預(yù)測(cè)，易于觀察變化，容易預(yù)防和發(fā)現(xiàn)，危害較??；對(duì)于局部腐蝕，由于發(fā)生在局部，甚至發(fā)生在金屬的內(nèi)部，極具隱蔽性，不易觀察和發(fā)現(xiàn)，往往預(yù)測(cè)不到而毫無預(yù)兆突然發(fā)生，危害性較大。目前，由于局部腐蝕的預(yù)測(cè)和防止還存在困難，故局部腐蝕引發(fā)的突然災(zāi)難事故，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于全面腐蝕帶來的事故。20、電偶腐蝕的概念、

21、因素、控制答案：電偶腐蝕的概念異金屬在同一介質(zhì)中接觸，由于腐蝕電位不相等有電偶電流通過，是電位較低的金屬加速溶解，造成接觸處的局部腐蝕；而電位較高的金屬，溶解速度反而減少。上述的本質(zhì)是兩種不同的金屬電極構(gòu)成宏觀原電池腐蝕，稱為電偶腐蝕，亦稱接觸腐蝕或雙金屬腐蝕。例一：沿海一硫酸廠，SO2冷凝器采用內(nèi)管石墨（走SO2 ），外管為碳鋼（走冷凝海水）。石墨與碳鋼在套接上有局部連接。使用半年后，局部腐蝕穿孔。例二：各種金屬管道中的連接處、轉(zhuǎn)彎處沉積的異金屬離子，都會(huì)構(gòu)成電偶腐蝕。例三：金屬連接的螺絲、鉚釘、焊接材料等等影響電偶腐蝕的因素兩種金屬的電偶序位置 兩種金屬的面積比：陽極的腐蝕速度u 與陰極的

22、面積大小有關(guān)陰極的面積越大，腐蝕速度越快。陰極面積Sk ,陽極面積Sa,二者之比為： Sk / Sa。陽極的腐蝕速度有： u=k Sk / Sa 在氫去極化腐蝕時(shí)，陰極面積相對(duì)較大時(shí)，陰極電密度相對(duì)較小，使陰極上的氫過電位變小，氫去極化的能力就越大，使陽極的腐蝕速度增加。在氧去極化腐蝕時(shí)，陰極面積相對(duì)較大時(shí)，對(duì)陽極腐蝕速度影響相對(duì)于氫去極化腐蝕較小，但還是會(huì)加劇陽極腐蝕。介質(zhì)的電導(dǎo)率：介質(zhì)是電化學(xué)腐蝕的離子導(dǎo)體，異金屬共處于同一介質(zhì)中接觸處為電子導(dǎo)體。當(dāng)電子導(dǎo)體電阻很小時(shí)，離子導(dǎo)體的導(dǎo)電能力決定腐蝕速度。當(dāng)介質(zhì)有較強(qiáng)的導(dǎo)電能力時(shí)(強(qiáng)電解質(zhì)溶液）陽極的表面（四面八方）都可發(fā)生腐蝕（偶電流可分散到

23、遠(yuǎn)離接觸點(diǎn)的陽極表面上去，陽極所受腐蝕較為均勻），容易觀察到表面的腐蝕痕跡。容易預(yù)防。當(dāng)介質(zhì)有較弱的導(dǎo)電能力時(shí)(弱電解質(zhì)溶液）陽極的大部分表面（四面八方）不發(fā)生腐蝕（偶電流不能分散到遠(yuǎn)離接觸點(diǎn)的陽極表面上去），容易在接觸點(diǎn)附近發(fā)生腐蝕，結(jié)果相當(dāng)于縮小了陽極面積，加大了接觸點(diǎn)的腐蝕速度，且腐蝕點(diǎn)隱藏在不易觀察的接觸面上，不以預(yù)防，危害較大。電偶腐蝕的控制在設(shè)計(jì)設(shè)備與部件時(shí)，避免異金屬腐蝕必需異金屬接觸時(shí)，選用電偶序相近的異金屬必需異金屬接觸時(shí)，采用大陽極小陰極的結(jié)構(gòu)必需異金屬接觸時(shí)，采用非金屬絕緣必需異金屬接觸時(shí)，要進(jìn)行較好的表面處理21、小孔腐蝕的概念、特征、因素與控制答案：小孔腐蝕的概念：在

24、金屬的局部地區(qū)，出現(xiàn)向深部發(fā)展的腐蝕小孔，其余地區(qū)不腐蝕或腐蝕輕微，這種腐蝕形態(tài)稱為小孔腐蝕，簡(jiǎn)稱孔蝕或稱點(diǎn)蝕。具有自鈍化的金屬（含合金），如不銹鋼、鋁、鋁合金，鈦或鈦合金等，碳鋼在氧化皮或繡層有孔隙的情況下，在含有氯離子的介質(zhì)中，經(jīng)常發(fā)生小孔腐蝕。金屬小孔腐蝕的特征蝕孔小，直徑約為數(shù)10微米；蝕孔深：深度一般大于孔徑；疏密不等，多少不一?？湛诙鄶?shù)有腐蝕產(chǎn)物覆蓋。腐蝕開始到暴露（肉眼可見）一般要經(jīng)歷200天以上。（誘導(dǎo)期較長(zhǎng)）孔蝕沿重力方向發(fā)展，一旦形成蝕孔，具有“向下深挖”的動(dòng)力。一些蝕孔在外界影響下，可能停止發(fā)展，留下一些蝕坑；少數(shù)蝕孔繼續(xù)發(fā)展，甚至穿透金屬。影響小孔腐蝕的因素金屬性質(zhì)的因

25、素：自鈍化金屬敏感介質(zhì)中離子的影響：尤利格等人確定氯離子濃度與電位的關(guān)系: 18-8不銹鋼 Eb= - 0.088 aCl 鋁 Eb= - 0.124 aCl 人們稱Cl是小孔腐蝕的“激發(fā)劑”。 但介質(zhì)中有FeCl3 、CuCl2、HgCl2時(shí)，不僅具備了氯離子條件，還具備了氧化劑條件，即使在缺氧條件下也會(huì)發(fā)生小孔腐蝕。為什么？溫度和酸度：影響不明顯。（條件環(huán)境是使金屬鈍化，非鈍化環(huán)境條件不是這里討論的問題）介質(zhì)流速影響 介質(zhì)的流速對(duì)對(duì)小孔腐蝕有雙重作用：流速增加，加大溶解氧向金屬表面?zhèn)魉?，使鈍化膜易形成；流動(dòng)的介質(zhì)帶走了金屬表面的沉積物，除去了小孔腐蝕的封閉環(huán)境，減少了小孔腐蝕的機(jī)會(huì)。 實(shí)驗(yàn)

26、：將1Cr13不銹鋼片置于50 、流速0.13m/s的海水中， 1個(gè)月后發(fā)生小孔腐蝕并穿孔；當(dāng)海水流速增加到2.5m/s時(shí)，13個(gè)月后無小孔腐蝕；當(dāng)流速到形成湍流，鈍化膜經(jīng)不起沖刷而破壞，產(chǎn)生另一類腐蝕磨損腐蝕。 經(jīng)驗(yàn)使我們會(huì)看到：不銹鋼設(shè)備經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)，小孔腐蝕較輕，長(zhǎng)期不使用易發(fā)生小孔腐蝕。金屬的表面狀態(tài)：平整程度、清潔程度、焊渣、傷痕等小孔腐蝕的控制選用耐小孔腐蝕的材料：降低介質(zhì)中氯離子濃度加入緩蝕劑預(yù)鈍化外加陰極電流保護(hù)22、縫隙腐蝕的概念、特點(diǎn)與控制?？p隙腐蝕與小孔腐蝕的區(qū)別？答案：縫隙腐蝕的概念：金屬在腐蝕介質(zhì)中，由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙，使縫隙內(nèi)介質(zhì)處于滯留狀

27、態(tài)，引起縫隙內(nèi)金屬加劇腐蝕。典型例子：法蘭連接面，螺母壓緊面，焊縫氣孔或虛焊面，銹層，長(zhǎng)期密不透風(fēng)的覆蓋物下面等?？p隙腐蝕的特點(diǎn)：縫隙大小約在0.025 0.1mm之間（肉眼不易分辨）。當(dāng)縫隙寬度大于0.1mm后，縫隙內(nèi)的介質(zhì)不易滯留，不易發(fā)生縫隙腐蝕。 縫隙腐蝕的金屬比小孔腐蝕更為普遍，除易鈍化金屬易發(fā)生外，其他金屬也發(fā)生縫隙腐蝕。縫隙腐蝕的介質(zhì)比小孔腐蝕更為普遍，幾乎所有的介質(zhì)環(huán)境下都可發(fā)生縫隙腐蝕，而在活潑性陰離子的中性介質(zhì)中最易發(fā)生?？p隙腐蝕的控制選材上采用耐蝕合金：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上防止形成縫隙： 腐蝕程度 金屬之間鏍桿（栓）連接 疊（加）焊（接） 對(duì)（齊）焊（接）。對(duì)縫隙用固體填實(shí)。采用電

28、化學(xué)保護(hù)金屬表面的狀態(tài)：光潔度、整潔度縫隙腐蝕與小孔腐蝕的異同點(diǎn)起源不同：小孔腐蝕起源于金屬表面的孔蝕核，縫隙腐蝕起源于金屬表面的特小縫隙；材料、介質(zhì)條件不同：小孔腐蝕，易鈍化金屬，只在含有Cl離子的介質(zhì)中發(fā)生，縫隙腐蝕可在任何金屬、介質(zhì)中發(fā)生；腐蝕過程不同：小孔腐蝕是慢慢形成閉塞電池，縫隙腐蝕由于先有縫隙的存在而是閉塞電池形成較快；小孔腐蝕往往沿重力方向發(fā)展，孔直徑小而形成全封閉的閉塞電池，而縫隙腐蝕各種方向都有發(fā)展，縫隙相對(duì)于小孔較寬，形成的閉塞電池的程度較小孔要?。ò腴]塞滇池）。腐蝕的形態(tài)不同：小孔腐蝕的孔窄而深，縫隙腐蝕的蝕坑是廣而淺；小孔腐蝕一旦形成，新的時(shí)孔不再發(fā)生，縫隙腐蝕將不斷

29、發(fā)生新的腐蝕點(diǎn)。23、 晶間腐蝕的概念、特點(diǎn)、因素與控制。舉一個(gè)晶間腐蝕的例子。答案：晶間腐蝕的概念：腐蝕沿著金屬或合金的晶粒（體）邊界或它的鄰近區(qū)域發(fā)展，晶粒本身腐蝕很輕微。晶間腐蝕的特點(diǎn)與危害：腐蝕使晶粒間的結(jié)合力大大削弱，直至使金屬的機(jī)械強(qiáng)度完全尚失。遭受腐蝕的不銹鋼，表面看來還很光亮，但輕輕敲打，就會(huì)碎成細(xì)粒，并可見細(xì)粒表面發(fā)生顏色改變（銹跡斑斑）。此種腐蝕隱蔽性很強(qiáng)，易造成設(shè)備的突然破壞，危害性極大。晶間腐蝕敏感性高的材料：不銹鋼 鎳基合金 鋁合金 鎂合金等。晶間腐蝕的控制重新固溶處理鈍化處理穩(wěn)定化處理采用低碳鋼、雙相鋼電焊。當(dāng)電焊后沒有及時(shí)淬火或穩(wěn)定化處理可能引起晶間腐蝕。24、

30、應(yīng)力腐蝕的概念、特征與控制。答案：應(yīng)力腐蝕的概念：是指金屬材料在固定應(yīng)拉力和特定介質(zhì)的共同作用下引起的破裂。SCC。特征：工程上常用的材料，如不銹鋼、銅合金、碳鋼、高強(qiáng)度鋼等，在特定介質(zhì)中都可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。在腐蝕的過程中材料先出現(xiàn)微觀腐蝕裂紋，然后再擴(kuò)展為宏觀裂紋；微觀裂紋一旦生成，其發(fā)展速度比其他類型局部腐蝕快得多。例，碳鋼在海水中的應(yīng)力腐蝕速度是小孔腐蝕的106，而且材料在破裂前沒有明顯的預(yù)兆。顯然，應(yīng)力腐蝕破裂是局部腐蝕最具危險(xiǎn)的腐蝕。應(yīng)力腐蝕的控制選用耐蝕的材料：海水中、鹽水中碳鋼好 雙相鋼港應(yīng)力腐蝕能力強(qiáng)：例 1Cr10Ni10雙相鋼42%MgCl2沸騰介質(zhì)中，2000小時(shí)無應(yīng)

31、力腐蝕破裂；而奧氏體不銹鋼1小時(shí)內(nèi)材料破裂。控制應(yīng)力：在制備和裝配構(gòu)件時(shí)，應(yīng)使構(gòu)件具有最小的殘余應(yīng)力。正確進(jìn)行熱處理，消除構(gòu)件的內(nèi)應(yīng)力?？刂平橘|(zhì)：采用電化學(xué)保護(hù)25、 疲勞腐蝕的概念、機(jī)理和控制。概念：金屬材料在循環(huán)應(yīng)力或脈動(dòng)應(yīng)力和介質(zhì)的聯(lián)合作用下，引起的斷裂腐蝕形態(tài)。疲勞腐蝕機(jī)理：交變應(yīng)力、脈動(dòng)應(yīng)力使金屬表面形成滑移，由于擠壓效應(yīng)，使局部產(chǎn)生高溫、裂縫而形成裂紋源，最后發(fā)展成為宏觀腐蝕疲勞紋。直至斷裂。腐蝕疲勞的控制：選材、表面處理、陽極保護(hù)等等。26、 （磨損腐蝕）水輪機(jī)葉片、船螺旋槳的背面（迎流體面的反面），常出現(xiàn)孔蝕坑。請(qǐng)正確解釋產(chǎn)生這種腐蝕的原因。答案：由于水輪機(jī)葉片、船螺旋槳的背面

32、與介質(zhì)（水）的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使其表面遭受介質(zhì)（水）的磨損腐蝕。機(jī)理是：金屬構(gòu)件與介質(zhì)做高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使金屬背面（迎流體面的反面）產(chǎn)生負(fù)壓，局部表面產(chǎn)生渦流和氣泡，氣泡在不斷生成與破滅，破滅的氣泡產(chǎn)生的壓力不斷拍打著金屬的表面而使金屬表面產(chǎn)生腐蝕，產(chǎn)生類似湍流腐蝕的孔蝕坑。這種腐蝕稱為空泡腐蝕，有稱空穴腐蝕或汽蝕。27、金屬腐蝕防護(hù)的方法答案：研究腐蝕機(jī)理，探討腐蝕規(guī)律，了解發(fā)生腐蝕的原因及影響腐蝕的相關(guān)因素，主要目的就是指出高效簡(jiǎn)便、切實(shí)可行的防止金屬材料或設(shè)備腐蝕的得力措施，達(dá)到防蝕，減蝕、緩蝕、免蝕的目的，以控制腐蝕造成的破壞，延長(zhǎng)材料或設(shè)備使用壽命。由于腐蝕本身的復(fù)雜性，腐蝕防護(hù)技術(shù)涉及范圍很

33、廣，內(nèi)容十分豐富。實(shí)踐中應(yīng)用最廣的腐蝕防護(hù)措施有， (1)正確選材和合理設(shè)計(jì)。 (2)改善腐蝕環(huán)境。調(diào)整酸度、濕度、添加緩蝕劑等 (3)電化學(xué)保護(hù)。 陽極保護(hù)、陰極保護(hù)、聯(lián)合保護(hù) (4)表面保護(hù)。 鈍化、電鍍、涂層 28、防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)答案：合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于腐蝕控制十分重要，因?yàn)榧词惯x用了性能良好的耐蝕材料，也會(huì)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而造成水分和其它腐蝕介質(zhì)的積存、局部過熱、應(yīng)力集中、流體渦流等，從而引發(fā)多種形態(tài)的局部腐蝕，加速構(gòu)件的腐蝕破壞，造成嚴(yán)重的腐蝕后果?？梢赃@樣講：合理選材主要側(cè)重于控制材料的全面腐蝕，而合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要是為控制材料的局部腐蝕。防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要從下述方面考慮： 盡量避免

34、水分及塵粒的積存，水溶性介質(zhì)及塵粒的積存會(huì)引起并加速有關(guān)部位的局部腐蝕，因此應(yīng)盡量避免可能使水分及塵粒積存的結(jié)構(gòu)。正確選擇連接方式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，同種材料或異種材料的連接是不可避免的，各種連接方式都可能引發(fā)縫隙腐蝕或電偶腐蝕，因此必須重視正確選擇連接方式。常用的連接方式有配合尺寸連接、螺紋連接，鉚接，焊接，粘結(jié)和法蘭盤連接等，各種連接方式都有各自的特點(diǎn)。從防腐角度看，粘結(jié)不僅無縫隙，而且粘接劑多為絕緣體，粘結(jié)劑形成膜可隔絕被連接件的直接接觸，有利于防止電偶腐蝕，所以是最佳的連接方式。當(dāng)然對(duì)于別的連接方式，只要采取可靠的對(duì)應(yīng)措施，也可以避免或減輕發(fā)生局部腐蝕的趨勢(shì)，故針對(duì)具體情況，合理選擇連接方式并

35、輔之以相應(yīng)的防腐措施是防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容。 防止環(huán)境差異引起的腐蝕由于環(huán)境差異會(huì)形成多種宏觀腐蝕電池，導(dǎo)致陽極區(qū)的局部金屬發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。比如由于溫度差形成溫差電池，由于通氣差異形成氧濃差電池；由于濃度差形成鹽濃差電池等，它們都屬于環(huán)境差異電池，基于這類因素造成的腐蝕，都屬于環(huán)境差異腐蝕。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)注意避免局部金屬之間的環(huán)境差異，比如將加熱器安置于溶液的中間，防止形成環(huán)境差異電池，減輕或消除由于環(huán)境差異造成的腐蝕。防止各種局部腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否，與發(fā)生多種形式的局部腐蝕有密切的關(guān)系，諸如電偶腐蝕、縫隙腐蝕，應(yīng)力腐蝕、湍流腐蝕等都可能由于不合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而引發(fā)。 29、防腐工藝設(shè)計(jì)

36、無數(shù)事實(shí)表明，金屬材料的加工制造和裝配與腐蝕事故的發(fā)生關(guān)系密切，許多腐蝕問題是由于不合理的工藝過程留下的嚴(yán)重隱患造成的，因此必須高度重視防腐工藝設(shè)計(jì)。 下面就加工環(huán)節(jié)中應(yīng)考慮到的防腐措施作一扼要介紹。 (一)機(jī)械加工(1)金屬材料進(jìn)行機(jī)械加工成型工藝時(shí)應(yīng)保證較小的殘余應(yīng)力。(2)金屬材料經(jīng)過機(jī)械成型加工后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。(3)磨光、拋光及噴丸處理有助于提高材料耐蝕性。(4)保證機(jī)械加工表面光潔度，特別是在應(yīng)力集中處。 (5)機(jī)械加工中使用的切削冷卻液，應(yīng)對(duì)加工材料無腐蝕性。 (6)對(duì)某些零件應(yīng)采取必要的工序間防銹措施。(二)熱處理(1)應(yīng)防止金屬高溫氧化和脫碳，最好采用真空熱處理、可

37、控氣氛熱處理、感應(yīng)加熱處理或使用熱處理保護(hù)涂料。(2)對(duì)有氫脆敏感性的材料如高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼及鈦合金，不能在含氫氣氛中加熱。(3)對(duì)易產(chǎn)生沿晶腐蝕和應(yīng)力腐蝕的材料，應(yīng)避開敏感的熱處理溫度，并嚴(yán)格遵守工藝規(guī)程。(4)對(duì)于在腐蝕性介質(zhì)中處理的工件，應(yīng)及時(shí)清除腐蝕性殘留物。(S)對(duì)于可產(chǎn)生較大殘余拉應(yīng)力的熱處理，在最終熱處理后，須采取消除應(yīng)力措施。(6)表面淬火、化學(xué)熱處理等有助于提高材料耐蝕性，若有條件或可能時(shí)，應(yīng)盡量采用。(三)鍛造和擠壓 (1)應(yīng)控制鍛件流線末端的外露。 (2)對(duì)有較大殘余應(yīng)力的鍛件應(yīng)采取消除應(yīng)力措施。(3)某些鍛造工藝對(duì)提高耐蝕性有利，如對(duì)高強(qiáng)度鋁合金來說， 自由鍛比模鍛更有

38、利于提高鍛件的抗應(yīng)力腐蝕能力。(四)鑄造 (1)盡量采用精密鑄造工藝，減少鑄件的孔洞、砂眼。 (2)若有可能應(yīng)盡量除去鑄件表面的多孔層或進(jìn)行封孔處理。(3)避免鑄件上鑲嵌件與鑄件之間較大的電位差，減輕電偶腐蝕的危害。 (五)焊接 (1)從防腐角度看，對(duì)接焊比搭接焊好，連續(xù)焊比斷續(xù)焊和點(diǎn)焊好，若有可能，最好以粘接代替焊接。 (2)焊材成分應(yīng)與基體成分相近，或焊條材料電位比基體更正一些，避免大陰極(基體)，小陽極(焊縫)的不良腐蝕組合。(3)焊縫處的熱影響區(qū)容易發(fā)生局部腐蝕，應(yīng)采取必要的保護(hù)措施。(4)焊接后，焊縫處的殘?jiān)鼞?yīng)及時(shí)清理干凈，以免殘?jiān)鹁植扛g。(5) 點(diǎn)焊件、斷續(xù)焊件及單面搭接焊件

39、，宜采用涂漆或噴涂金屬等方法。(6)焊接和表面處理二者在工序上應(yīng)有合理全排。 (六)表面處理許多零件或構(gòu)件都要經(jīng)過電鍍、氧化、涂漆等各種表面處理，這些工序雖然屬防腐措施，但若處理不當(dāng)也會(huì)腐蝕工件或留下腐蝕隱患。(1) 脫脂、酸洗等表面處理工序可能產(chǎn)生過腐蝕或滲氫，應(yīng)慎重處理。(2) 電鍍，氧化處理后要及時(shí)清理殘留的各種腐蝕性介質(zhì)。(3) 酸洗、電鍍后要考慮除氫處理。(4) 聯(lián)結(jié)件或組合件一般先進(jìn)行表面處理，然后聯(lián)結(jié)或組合。 (5) 對(duì)于破損的表面處理層應(yīng)及時(shí)返工或修補(bǔ)。 (6) 對(duì)高強(qiáng)、超高強(qiáng)度鋼、鋁、鎂、鈦合金等，應(yīng)嚴(yán)格遵守相應(yīng)的要求和規(guī)定。 (七)，裝配 (1)裝配前應(yīng)檢查和核實(shí)零件的鍍層

40、是否正確，保護(hù)層是否有損傷，零件是否已發(fā)生腐蝕等。 (2) 易于發(fā)生腐蝕的零件，不允許赤手裝配，防止手汗對(duì)零件的腐蝕。 (3)裝配時(shí)注意不要造成過大的裝配應(yīng)力。 (4)對(duì)不宜接觸的材料不能裝配在一起。(5)對(duì)有密封要求的部位，在裝配中要保證密封質(zhì)量。(6)裝配中及裝配結(jié)束后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理檢查，除去灰塵，金屬屑等殘留物，并檢查通風(fēng)孔、排水孔等孔口，使之不被堵塞，以便腐蝕性介質(zhì)及時(shí)排除。30、何為緩蝕劑？緩蝕劑的分類？簡(jiǎn)要介紹不同緩蝕劑的作用機(jī)理。答案：緩蝕劑是一種當(dāng)它以適當(dāng)?shù)臐舛然蛐问酱嬖谟诮橘|(zhì)中時(shí)，可以防止和減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物質(zhì)。緩蝕劑的分類： (1)按化學(xué)結(jié)構(gòu)分為無機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑。 (2)按使用介質(zhì)的pH值分為酸性介質(zhì)(pH 14)緩蝕劑、中性介質(zhì)(pH 59)緩蝕劑和堿性