第4章 常用材料的腐蝕特性

1、第4章 常用材料的腐蝕特性4.1 概述概述4.1 概述概述n 碳鋼（碳與鐵的合金）碳鋼（碳與鐵的合金） 分類分類 低碳鋼：低碳鋼：0.02-0.25%C 中碳鋼：中碳鋼：0. 25-0.60%C 高碳鋼：高碳鋼：0. 60-2.11%C 抗蝕性能抗蝕性能4.2.1 碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼n碳鋼與低合金鋼耐蝕性能碳鋼與低合金鋼耐蝕性能4.2.1 碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼n碳鋼與低合金鋼耐蝕性能碳鋼與低合金鋼耐蝕性能4.2.1 碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼n碳鋼與低合金鋼耐蝕性能碳鋼與低合金鋼耐蝕性能4.2.1 碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼n碳鋼與低合金鋼

2、耐蝕性能碳鋼與低合金鋼耐蝕性能4.2.1 碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼n合金元素對抗蝕性能的影響合金元素對抗蝕性能的影響碳碳 酸性溶液：酸性溶液：C腐蝕速度腐蝕速度 氧化性酸：先升后降氧化性酸：先升后降 大氣、水、海水、弱酸：影響不大大氣、水、海水、弱酸：影響不大 鉻（鉻（Cr） 提高：大氣、海水、提高：大氣、海水、CO2、H2S 無效：堿、鹽酸、硝酸鹽無效：堿、鹽酸、硝酸鹽4.2.1 碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼n合金元素對抗蝕性能的影響合金元素對抗蝕性能的影響鎳（鎳（Ni） 提高：酸、堿、海水、腐蝕疲勞提高：酸、堿、海水、腐蝕疲勞銅（銅（Cu）（磷）（磷） 提高：大氣、海水

3、、淡水提高：大氣、海水、淡水硅（硅（Si） 提高：應力腐蝕提高：應力腐蝕4.2.1 碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼n 常用合金結(jié)構(gòu)鋼常用合金結(jié)構(gòu)鋼 30CrMnSiA 18Mn2CrMoBA (GC-11) 40CrNiMoA 30CrMnSiNi2A 40CrMnSiMoVA (GC-4) AF1410 AerMet100/3104.2.1 碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼碳鋼與低合金結(jié)構(gòu)鋼n 定義定義 在一定的腐蝕介質(zhì)當中不易生銹，或抗蝕性在一定的腐蝕介質(zhì)當中不易生銹，或抗蝕性很高的鋼。很高的鋼。n 種類種類 鐵素體：鐵素體：Cr17 馬氏體：馬氏體：Cr13 奧氏體：奧氏體：18-8 過渡型：過

4、渡型：17-7PH、PH15-7Mo、691114.2.2 不銹鋼不銹鋼n耐蝕性耐蝕性鈍化鈍化 一般環(huán)境：含一般環(huán)境：含Cr達到達到13% 氧化性的酸堿環(huán)境：含氧化性的酸堿環(huán)境：含Cr 17% 強腐蝕性介質(zhì)中：含強腐蝕性介質(zhì)中：含Cr達到達到18%，還要加入其它，還要加入其它氯離子氯離子點蝕點蝕縫隙腐蝕縫隙腐蝕晶界腐蝕：晶界腐蝕：0.03%C應力腐蝕開裂：奧氏體不銹鋼應力腐蝕開裂：奧氏體不銹鋼4.2.2 不銹鋼不銹鋼n奧氏體不銹鋼的防護奧氏體不銹鋼的防護晶界腐蝕的控制晶界腐蝕的控制 降低碳含量降低碳含量 固溶處理固溶處理 穩(wěn)定化處理穩(wěn)定化處理 去應力處理去應力處理 敏化溫度區(qū)敏化溫度區(qū) 正確焊

5、接正確焊接4.2.2 不銹鋼不銹鋼n奧氏體不銹鋼的防護奧氏體不銹鋼的防護應力腐蝕的控制應力腐蝕的控制 選材選材 P、N含量含量 熱處理熱處理 表面處理表面處理 加工工藝加工工藝 使用應力使用應力4.2.2 不銹鋼不銹鋼n 分類分類 生產(chǎn)方法：鑄造、變形生產(chǎn)方法：鑄造、變形 性能和用途：純鋁、防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛性能和用途：純鋁、防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁、鑄鋁和特殊鋁鋁、鑄鋁和特殊鋁 熱處理：可強化、熱處理：可強化、 不可強化不可強化4.2.3 鋁及鋁合金鋁及鋁合金n耐蝕性耐蝕性干燥大氣干燥大氣很好的耐蝕性（致密的氧化膜）很好的耐蝕性（致密的氧化膜）工業(yè)污染及海洋性大氣中工業(yè)污染及海洋性大

6、氣中耐蝕性明顯降低耐蝕性明顯降低4.2.3 鋁及鋁合金鋁及鋁合金堿堿不耐蝕不耐蝕OHNaAlONaOHOAl22322222232222HNaAlOOHNaOHAl4.2.3 鋁及鋁合金鋁及鋁合金酸酸 稀酸稀酸點蝕；氧化性濃酸點蝕；氧化性濃酸較好的抗蝕性較好的抗蝕性4.2.3 鋁及鋁合金鋁及鋁合金4.2.3 鋁及鋁合金鋁及鋁合金中性鹽中性鹽 鹵素離子：鹵素離子：F-、Cl- ， 易產(chǎn)生點蝕易產(chǎn)生點蝕 Cr2O72-、 CrO42- ，可使鋁鈍化，抑制腐蝕，可使鋁鈍化，抑制腐蝕n腐蝕類型腐蝕類型點蝕點蝕晶間腐蝕晶間腐蝕 機理機理 影響因素：淬火溫度、淬火轉(zhuǎn)移時間、斷面尺影響因素：淬火溫度、淬火轉(zhuǎn)

7、移時間、斷面尺寸、淬火劑及其溫度寸、淬火劑及其溫度4.2.3 鋁及鋁合金鋁及鋁合金應力腐蝕應力腐蝕 機理：陽極溶解、氫脆機理：陽極溶解、氫脆 影響因素：腐蝕介質(zhì)、合金元素、影響因素：腐蝕介質(zhì)、合金元素、 熱處理工藝、應力方向熱處理工藝、應力方向 控制措施：介質(zhì)、控制措施：介質(zhì)、 應力、雙級時效、應力、雙級時效、 噴丸、合金化噴丸、合金化4.2.3 鋁及鋁合金鋁及鋁合金剝蝕剝蝕 機理：晶界腐蝕機理：晶界腐蝕 控制措施：合金化、生產(chǎn)工藝、控制措施：合金化、生產(chǎn)工藝、 熱處理、穩(wěn)定化熱處理、穩(wěn)定化4.2.3 鋁及鋁合金鋁及鋁合金4.2.4 鈦及鈦合金鈦及鈦合金n 耐蝕性耐蝕性 氧化膜氧化膜 穩(wěn)定介質(zhì)

8、：氧化性、中性、弱還原性穩(wěn)定介質(zhì)：氧化性、中性、弱還原性 易遭破壞介質(zhì)：還原性酸溶液、強氧化介質(zhì)易遭破壞介質(zhì)：還原性酸溶液、強氧化介質(zhì) 鹵素及其化合物鹵素及其化合物 耐：濕氯氣、氯化物、氯酸鹽耐：濕氯氣、氯化物、氯酸鹽 不耐：干氯氣不耐：干氯氣 對溴、碘的耐蝕性與氯相似，不耐氟及其化合物對溴、碘的耐蝕性與氯相似，不耐氟及其化合物 海水：耐蝕海水：耐蝕 無機酸無機酸 硝酸：耐硝酸：耐 鹽酸、氫氟酸：不耐鹽酸、氫氟酸：不耐 硫酸：低溫下較小，高溫下加強硫酸：低溫下較小，高溫下加強4.2.4 鈦及鈦合金鈦及鈦合金n 耐蝕性耐蝕性 堿堿 耐蝕性很好耐蝕性很好 沸騰的沸騰的pH12堿液易吸氫導致氫脆堿液

9、易吸氫導致氫脆 有機酸有機酸 與有機酸的還原性和氧化性有關(guān)與有機酸的還原性和氧化性有關(guān) 耐：大部分有機酸耐：大部分有機酸 氫氫 易吸氫導致氫脆易吸氫導致氫脆4.2.4 鈦及鈦合金鈦及鈦合金n 特殊腐蝕形式特殊腐蝕形式 燃燒與爆炸燃燒與爆炸 爆炸：紅煙硝酸爆炸：紅煙硝酸 燃燒：發(fā)煙硝酸、干氯氣（含水量小于燃燒：發(fā)煙硝酸、干氯氣（含水量小于0.4%）、純氧）、純氧 縫隙腐蝕縫隙腐蝕 高溫鹵素離子溶液、濕氯氣、含氯氣的工業(yè)大氣高溫鹵素離子溶液、濕氯氣、含氯氣的工業(yè)大氣 吸氫和氫脆吸氫和氫脆 影響因素：形變速度，雜質(zhì)鐵，表面狀態(tài)，電極電位影響因素：形變速度，雜質(zhì)鐵，表面狀態(tài)，電極電位 電偶腐蝕電偶腐蝕

10、4.2.4 鈦及鈦合金鈦及鈦合金n 耐蝕性耐蝕性1、熱力學穩(wěn)定性高、熱力學穩(wěn)定性高耐蝕性好耐蝕性好2、大氣：腐蝕產(chǎn)物膜、大氣：腐蝕產(chǎn)物膜3、SO2、H2S、NH3潮濕大氣：腐蝕斑點潮濕大氣：腐蝕斑點4、海洋環(huán)境：均勻腐蝕、海洋環(huán)境：均勻腐蝕5、NH3 、NH4 + 、CN-：迅速腐蝕：迅速腐蝕6、淡水、海水、中性鹽：耐腐蝕、淡水、海水、中性鹽：耐腐蝕7、與其它金屬接觸、與其它金屬接觸接觸腐蝕接觸腐蝕8、黃銅：脫鋅腐蝕、應力腐蝕、黃銅：脫鋅腐蝕、應力腐蝕 處理：加入其它金屬元素、低溫退火處理：加入其它金屬元素、低溫退火 青銅：（常用）錫青銅、鈹青銅、鋁青銅青銅：（常用）錫青銅、鈹青銅、鋁青銅4.2.5 銅及銅合金銅及銅合金4.2.6 鋅鋅n 腐蝕特性腐蝕特性 環(huán)境介質(zhì)的腐蝕環(huán)境介質(zhì)的腐蝕 樹脂基體樹脂基體4.3.1 復合材料復合材料4.3.1 復合材料復合材料n腐蝕特性腐蝕特性 環(huán)境介質(zhì)的腐蝕環(huán)境介質(zhì)的腐蝕 增強材料增強材料 界面腐蝕界面腐蝕 應力腐蝕和腐蝕疲勞應力腐蝕和腐蝕疲勞 生物腐蝕生物腐蝕 雨蝕雨蝕 電偶腐蝕電偶腐蝕n 結(jié)構(gòu)防護要求結(jié)構(gòu)防護要求 環(huán)境腐蝕防護環(huán)境腐蝕防護