金屬表面腐蝕

1、一、金屬腐蝕金屬腐蝕：金屬（或合金）跟四周接觸到的氣體（或液體）反響而腐蝕損耗的過程。1、化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反響而引起的腐蝕。特點：反響簡潔、金屬與氧化劑之間 的氧化還原反響2、電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反響，比 較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。3、化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比照（1）本質(zhì)：金屬原子失電子而被氧化 M - ne = Mn+ （3） 相互關(guān)系：往往同時發(fā)生，電化腐蝕要比化學(xué)腐蝕普遍得多。4、金屬腐蝕的快慢推斷在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢可用以下規(guī)律推斷：電解原理引起的腐蝕原 電池引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐蝕措施的腐蝕二

2、、金屬的電化學(xué)保護1、金屬的常見防護方法（1）.在金屬 外表掩蓋保護層a.涂礦物質(zhì)油脂、油漆或掩蓋搪瓷塑料.b.鍍抗蝕金屬一電鍍、熱鍍、噴鍍法c.用化學(xué)方法 使其外表形成一層致密氧化膜，如烤藍.2）.轉(zhuǎn)變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增加抗腐蝕力量，如制成不銹鋼.、電 化學(xué)防護（1）、犧牲陽極保護法：形成原電池反響時，讓被保護金屬做正極，不反響，起到保護作用；而活 潑金屬反響受到腐蝕.（2）、外加電流法：將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的 金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設(shè)施的 腐蝕。投影金屬腐蝕錄象。引入金屬腐蝕的現(xiàn)象特別普遍

3、，像金屬制成的日用品、生產(chǎn)工具、機器部件、 海輪的船殼等，如保養(yǎng)不好，都會腐蝕，從而造成大量金屬的損耗。至于因設(shè)施腐蝕損壞而引起停工減產(chǎn)、 產(chǎn)品質(zhì)量下降、污染環(huán)境、危害人體健康，甚至造成嚴峻事故的損失，那就更無法估量了。因此，了解金屬 腐蝕的緣由，把握防護的方法，是具有特別重要的意義的。板書其次節(jié)金屬的腐蝕與防護一、金屬腐蝕閱讀回答什么是金屬腐蝕？板書金屬腐蝕：金屬（或 合金）跟四周接觸到的氣體（或液體）反響而腐蝕損耗的過程。講金屬腐蝕后在外形、色澤及機械性能等 方面都有肯定的變化。而金屬腐蝕的本質(zhì)就是金屬失去電子形成陽離子的過程講金屬的化學(xué)腐蝕：金屬 跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反響而引起的腐

4、蝕。例如：鐵在高溫下與氧氣直接化合而被腐蝕，在工業(yè)生產(chǎn) 中氯氣跟鐵或與其他金屬化合使金屬銹蝕。特點：反響簡潔、金屬與氧化劑之間的氧化還原反響。板書1、 化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反響而引起的腐蝕。特點：反響簡潔、金屬與氧化劑之間的氧 化還原反響。思索與溝通鐵釘生銹的條件：鐵釘含雜質(zhì)、與電解質(zhì)溶液接觸。絕大多數(shù)鋼鐵生銹是否是化 學(xué)腐蝕？為什么？板書2、電化學(xué)腐蝕講由于金屬和液態(tài)介質(zhì)（常為水溶液）構(gòu)成微小的原電池而發(fā)生金 屬腐蝕的過程.電化學(xué)腐蝕是金屬腐蝕的主要形式.例如：鋼鐵在潮濕的空氣中生銹就是電化學(xué)腐蝕造成 的.板書電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反響

5、，比擬活潑的金屬失電 子被氧化的腐蝕。板書3、化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的對1）本質(zhì)：金屬原子失電子而被氧化M - ne = Mn+ （3） 相互關(guān)系：往往同時發(fā)生，電化腐蝕要比化學(xué)腐蝕普遍得多。投影小結(jié)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的 比擬化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與非電解質(zhì)等直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過程較活潑金屬被氧化的過程相互關(guān)系化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍，危害嚴峻板書4、金屬腐蝕的快 慢推斷在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢可用以下規(guī)律推斷：電解原理引起的腐蝕原電池引起的腐蝕化學(xué)腐 蝕有防腐蝕措施的腐蝕過渡金屬被腐蝕后，

6、在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā)生變化，會使機器 設(shè)施、儀器、儀表的精密度和靈敏度降低，影響使用以至報廢，甚至發(fā)生嚴峻事故。每年由于鋼鐵生銹會使 我們國家損失大約100150億元。在英國，每90秒鐘就有1噸鋼被銹蝕掉。因此防止金屬腐蝕有很重要的 意義。1、金屬的常見防護方法（1） .在金屬外表掩蓋保護層a.涂礦物質(zhì)油脂、油漆或掩蓋搪瓷塑料.b.鍍抗蝕金屬一 電鍍、熱鍍、噴鍍法c.用化學(xué)方法使其外表形成一層致密氧化膜，如烤藍.2）.轉(zhuǎn)變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增加 抗腐蝕力量，如制成不銹鋼.講電化學(xué)保護法是依據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)施上實行措施，使之成為腐蝕電 池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法

7、。2、電化學(xué)防護（1）、犧牲陽極保護法：形成原電池反響時，讓被保護金屬做正極，不反響，起到保護作用；而活潑金屬反 應(yīng)受到腐蝕.講犧牲陽極保護法是用電極電勢比被保護金屬更低的金屬或合金做陽極，固定在被保護金 屬上，形成腐蝕電池，被保護金屬作為陰極而得到保護。犧牲陽極一般常用的材料有鋁、鋅及其合金。此法 常用于保護海輪外殼，海水中的各種金屬設(shè)施、構(gòu)件和防止巨型設(shè)施（如貯油罐）以及石油管路的腐蝕。如閘 門、輪船連上鋅塊或鋅皮等。板書（2）、外加電流法：將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極, 在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設(shè)施

8、的腐蝕。小結(jié)防腐蝕措施由好到差的挨次為：外接電源的陰極保護法腐蝕犧牲陽極的陰極保護法防腐有一般防 護條件的防腐無防護條件的防腐機器運轉(zhuǎn)時，相互接觸的機器零件總要相互運動，產(chǎn)生滑動、滾動、滾動+滑動，都會產(chǎn)生摩擦，引起 磨損。如:軸與軸承、活塞環(huán)與氣缸、十字頭與滑塊、齒輪與齒輪之間常常因磨損和接觸疲憊，造成尺寸變 化，表層剝落，造成失效。有摩擦必將產(chǎn)生磨損，磨損是摩擦的必定結(jié)果。磨損是降低機器和工具效率、精確度甚至使其報廢的重 要緣由，也是造成金屬材料損耗和能源消耗的重要緣由。據(jù)不完全統(tǒng)計，摩擦磨損消耗能源的1/31/2,大 約80%的機件失效是磨損引起的。汽車傳動件的磨損和接觸疲憊是汽車報廢的

9、最主要緣由，所以，耐磨成了 汽車檔次的一個重要指標。磨損定義：機件外表接觸并作相對運動時，外表漸漸有微小顆粒分別出來形成磨屑（松散的尺寸與 外形均不相同的碎屑），使外表材料漸漸損失（導(dǎo)致機件尺寸變化、重量損失）、造成外表損傷的現(xiàn)象，稱為 磨損。摩擦和磨損是物體相互接觸并作相對運動時伴生的兩種現(xiàn)象，摩擦是磨損的緣由，磨損是摩擦的必定 結(jié)果。磨損的分類：在磨損過程中，塑性變形與斷裂過程是周而復(fù)始不斷循環(huán)的，一旦形成磨損產(chǎn)物后，隨 之產(chǎn)生新的循環(huán)，磨損過程具有動態(tài)特征。機件外表的磨損不是簡潔的力學(xué)過程，而是物理的、力學(xué)的和化 學(xué)過程極為簡單的綜合。理論上還不成熟,因此，分類方法也不統(tǒng)一。按磨損的破壞

10、機理，磨損可分為：粘 著磨損、磨粒磨損、外表疲憊磨損（接觸疲憊）、腐蝕磨損。按機件外表磨損狀態(tài)，磨損可分為：連續(xù)磨損、 粘著磨損、疲憊磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、微動磨損、外表塑性流淌。一、粘著磨損1、磨損機理粘著磨 損又稱咬合磨損，是在滑動摩擦條件下，當(dāng)摩擦副相對滑動速度較?。ㄤ撔∮趌m/s）時發(fā)生的。它是因缺乏 潤滑油，摩擦副外表無氧化膜，且單位法向載荷很大，以致接觸應(yīng)力超過實際接觸點處屈服強度而產(chǎn)生的一 種磨損，其外表形貌如圖7-2所示。形成粘著點后的分別部位，可能有二種狀況：粘著點，粘著點兩側(cè)（取 決于強度），以粘著點結(jié)合強度比摩擦偶件的兩基體金屬都弱，那么磨損極為稍微。假設(shè)剪切應(yīng)力低于

11、粘著點結(jié) 合強度時，兩摩擦偶件會產(chǎn)生咬死而不能相對運動。如：不銹鋼螺栓與不銹鋼螺母在擰緊過程中就常常發(fā)生 這種現(xiàn)象。假設(shè)摩擦偶件只受法向載荷作用，且存在外表薄膜（如油膜、氧化膜等），那么不易產(chǎn)生粘著。4、改 善粘著磨損耐磨性的措施磨損是造成材料損耗的主要緣由，也是機件三種主要失效形式（磨損、腐蝕、斷裂） 之一。金屬材料的磨損主要是發(fā)生在外表的變形和斷裂過程，所以，提高摩擦副外表的強度（或硬度）和韌 性，可以提高耐磨性。對粘著磨損而言：留意摩擦副配對材料的選擇。采納外表化學(xué)熱處理轉(zhuǎn)變材料表 面狀態(tài)。滲硫、滲磷、滲氮等方法，使外表形成一層化合物或非金屬層，避開摩擦副直接接觸，既降低原子 之間的結(jié)合

12、力，又減小摩擦系數(shù)，可防止粘著。掌握摩擦滑動速度和接觸壓應(yīng)力。改善潤滑條件，提高 氧化膜與基體的結(jié)合力，可以阻擋金屬之間直接接觸、增加氧化膜的穩(wěn)定性。從而提高耐磨性。二、磨粒磨 損1、磨損機理定義：當(dāng)摩擦副一方外表堅硬的微小突起，或者在接觸面之間存在著堅硬粒子時所產(chǎn)生的 一種磨損。分類按所受應(yīng)力的大小不同，可分為：鑿削式、高應(yīng)力碾碎性和低應(yīng)力擦傷性三類。特征：摩擦面 上有明顯犁皺形成的溝槽。4、改善磨粒磨損耐磨性的措施對于以切削作用為主要機理的磨粒磨損應(yīng) 增加材料硬度。這是提高耐磨性的最有效的措施。例如選用含碳較高的鋼并獲得馬氏體組織；假如磨 粒磨損機理是塑性變形，或塑性變形后疲憊破壞（低周疲

13、憊）、脆性斷裂，那么提高材料韌性對改善耐磨 性有益。此時用等溫淬火獲得下貝氏體（良好的硬度和韌性），消退基體初生碳化物，并使二次碳化物 勻稱彌散分布以及含有適量剩余奧氏體等都能改善抗磨粒磨損力量。依據(jù)機件服役條件，合理選擇耐磨材料。在高應(yīng)力沖擊載荷下（顆式破裂機齒板粉碎難破裂礦石時），要選用高鎰鋼，采用高韌性和高的硬化力量, 可得到高耐磨性。在滑動接觸式連續(xù)性重載下（挖掘機刀頭），那么應(yīng)選用硬質(zhì)合金、高輅白口鑄鐵，或經(jīng)過二次硬化處理的 基體鋼。、在沖擊載荷不大的低應(yīng)力磨損場合（水泥球磨機襯板拖拉機履帶板等）用中碳低合金鋼并經(jīng)淬火回火處 理，可得到適中的耐磨粒磨損性能。用滲碳、碳氮共滲等化學(xué)熱處理提高外表硬度也能有效提高