能源化工材料腐蝕與防護(hù)金屬在各種環(huán)境中的腐蝕模版課件

14.金屬在各種環(huán)境中的腐蝕

14.金屬在各種環(huán)境中的腐蝕24.1金屬在大氣中的腐蝕4.2金屬在海水中的腐蝕4.3金屬在土壤中的腐蝕4.4金屬在各種工業(yè)環(huán)境中的腐蝕各自特點(diǎn),腐蝕機(jī)理,影響腐蝕因素和防腐蝕方法4.金屬在各種環(huán)境中的腐蝕

24.1金屬在大氣中的腐蝕4.金屬在各種環(huán)境中的腐蝕3鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢?4.1金屬在大氣中的腐蝕3鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快4大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕4大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕5大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕5大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕6大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕6大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕7大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕7大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕8大氣腐蝕成分克/米３重量％成分毫克/米３重量空氣氮(N2)氧(O2)氬(Ar)水蒸汽二氧化碳11728792691580.510075231.260.700.04氖(Ne)氪(Kr)氦(He)氙(Xe)氫(H2)1440.80.50.051230.70.40.04

大氣的近似組成（不包括雜質(zhì)）溫度10oC,壓力100KN/m2根據(jù)Meetham.轉(zhuǎn)引自＜Corrosion＞上卷P2.48大氣腐蝕成分克/米３重量％成分毫克/米３重量空氣117219大氣腐蝕

雜質(zhì)

典型濃度，微克/米３二氧化硫(SO2)工業(yè)區(qū)：冬天350.夏天100農(nóng)村地區(qū)：冬天100.夏天40二氧化硫(SO3)大約為SO2含量的10％硫化氫(H2S)工業(yè)區(qū)：1.5~90城市地帶：0.5~1.7農(nóng)村地區(qū)：0.15~0.45春季測(cè)量的數(shù)字氨(NH3)工業(yè)區(qū)：4.8農(nóng)村地區(qū)：2.1氯化物(空氣樣品)內(nèi)地工業(yè)區(qū)：冬天4.8夏天2.7沿海農(nóng)村區(qū)：年平均5.4氯化物(雨水樣品)內(nèi)地工業(yè)區(qū)：冬天7.9夏天5.3沿海農(nóng)村區(qū)：冬天57夏天18毫克/升塵粒工業(yè)區(qū)：冬天250夏天100農(nóng)村地區(qū)：冬天60夏天15大氣雜質(zhì)的典型濃度根據(jù)Meetham.轉(zhuǎn)引自Shreired.<Corrosion>9大氣腐蝕雜質(zhì)典型濃度，10

在腐蝕學(xué)科中，常把大氣分為工業(yè)、海洋和農(nóng)村大氣三類，其中的海洋大氣腐蝕最為嚴(yán)重，工業(yè)大氣次之，農(nóng)村大氣最輕。10在腐蝕學(xué)科中，常把大氣分為工業(yè)、海洋和農(nóng)村大氣三類，其11

日常生活中，?？煽吹胶＿叧鞘凶孕熊嚾︿P蝕比內(nèi)陸的嚴(yán)重的多，據(jù)文獻(xiàn)介紹鋼在海岸的腐蝕比在沙漠中大400～500倍；離海岸24m的鋼試樣比內(nèi)陸mm的腐蝕快12倍；工業(yè)大氣比沙漠區(qū)的腐蝕可能大50至100倍。工業(yè)大氣的腐蝕性超過(guò)農(nóng)村大氣，主要原因是空氣污染嚴(yán)重，含有大量的腐蝕性氣體，如SO2、CO2等。11日常生活中，?？煽吹胶＿叧鞘凶孕熊嚾︿P蝕比內(nèi)陸的12

海洋大氣因其含有鹽分及海水的蒸發(fā)使其腐蝕性較之工業(yè)和農(nóng)村大氣都嚴(yán)重。大氣腐蝕是一種電化學(xué)過(guò)程，對(duì)于大氣的腐蝕性，有時(shí)不能光看某些腐蝕性氣體的含量和降塵量的大小，如沈陽(yáng)大氣污染中SO2最大濃度達(dá)1.38mg/m3，降塵量高達(dá)953mg/m2，五年合計(jì)相對(duì)濕度≥70％RH的日數(shù)為619天；上海大氣中SO2最大濃度為0.19mg/m2，五年合計(jì)相對(duì)濕度＞70％RH的日數(shù)為1162天，且氣溫比沈陽(yáng)高。

12海洋大氣因其含有鹽分及海水的蒸發(fā)使其腐蝕性較之工13

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明腐蝕以上海最為嚴(yán)重，廣州次之，沈陽(yáng)更次之，因?yàn)樯虾穸却蟮奶鞌?shù)比沈陽(yáng)高一倍，而侵蝕介質(zhì)又比廣州高。可見，大氣腐蝕是一個(gè)綜合作用的結(jié)果，在分析大氣腐蝕性時(shí)，通常碳鋼的大氣腐蝕速率取決于濕度、溫度、降水量、凝露以及大氣組成、灰塵、含鹽量、大氣污染等。13實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明腐蝕以上海最為嚴(yán)重，廣州次之，沈陽(yáng)更14

通常存在著臨界相對(duì)濕度，即金屬腐蝕速率突然上升時(shí)的相對(duì)濕度。當(dāng)RHM65％時(shí)，物體表面上附著0.001～0.01μm的水膜，如水膜中溶解有酸、堿、鹽，則會(huì)加速大氣腐蝕?？諝庵邢鄬?duì)濕度愈高，金屬表面上的水膜愈厚。一般在干濕交替的情況下腐蝕性最強(qiáng)。14通常存在著臨界相對(duì)濕度，即金屬腐蝕速率突然上升時(shí)154.1金屬在大氣中的腐蝕

大氣腐蝕：金屬材料在大氣條件下發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)引起材料的破損稱為大氣腐蝕。大氣腐蝕是常見的一種腐蝕現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)由于大氣腐蝕而損失的金屬約占總的腐蝕量的50％以上，因在大氣中使用的鋼材量一般超過(guò)其生產(chǎn)總量的60％。例如，鋼梁、鋼軌、各種機(jī)械設(shè)備、車輛等都是在大氣環(huán)境下使用。因此了解和研究大氣腐蝕是非常必要的。

1.大氣腐蝕的分類大氣的主要成分不變，只有水分含量隨地域、季節(jié)、時(shí)間等條件而變化。根據(jù)金屬表面潮濕度的不同，把大氣腐蝕分為三類：154.1金屬在大氣中的腐蝕大氣腐蝕：金164.1金屬在大氣中的腐蝕(1)干大氣腐蝕：干大氣腐蝕是在金屬表面不存在液膜層時(shí)的腐蝕。特點(diǎn)：在金屬表面形成不可見的保護(hù)性氧化膜(1~10nm)。如銅在被硫化物污染的空氣中所形成的一層膜。(2)潮大氣腐蝕：潮大氣腐蝕是指金屬在相對(duì)濕度小于100％的大氣中，表面存在肉眼看不見的薄的液膜層(10nm~1um)發(fā)生的腐蝕。例如，鐵即使沒受雨淋也會(huì)生銹。(3)濕大氣腐蝕：濕大氣腐蝕指金屬在相對(duì)濕度大于100％的大氣中，表面存在肉眼可見的水膜(1um~1mm)發(fā)生的腐蝕。如：水分以雨、霧、水等形式直接濺落在金屬表面上。164.1金屬在大氣中的腐蝕(1)干大氣腐蝕：干大氣腐蝕是在17

金屬表面上的水膜

金屬表面上的水膜對(duì)大氣腐蝕起著關(guān)鍵性作用。當(dāng)空氣濕度達(dá)到100%，形成肉眼可見的水膜。當(dāng)空氣的相對(duì)濕度低于100%，金屬表面也可能形成水膜，其原因有三：◆毛細(xì)凝聚◆化學(xué)凝聚◆吸附凝聚(3)

金屬表面上形成的水膜并不是純凈的水，因此，大氣腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕范疇。17金屬表面上的水膜金屬表面上的水膜對(duì)大氣腐蝕起著關(guān)鍵18金屬表面上水膜的形成.1毛細(xì)凝聚：微細(xì)裂紋、結(jié)構(gòu)間隙、空隙、塵埃微粒形成毛細(xì)管2吸附凝聚：不飽和鍵力3化學(xué)凝聚：吸水性化合物如NaCl、NH4NO318金屬表面上水膜的形成19大氣腐蝕毛細(xì)管半徑,Ao冷疑時(shí)相對(duì)濕度%毛細(xì)管半徑,Ao冷疑時(shí)相對(duì)濕度%3609447989080302115706050毛細(xì)管半徑與水汽冷疑所需相對(duì)濕度的關(guān)系1.構(gòu)件中的狹縫2.金屬表面上的灰塵3.腐蝕產(chǎn)物中的細(xì)孔大氣腐蝕條件下水汽毛細(xì)凝聚的可能中心19大氣腐蝕毛細(xì)管半徑,Ao冷疑時(shí)相對(duì)濕度%毛細(xì)管半徑,A20大氣腐蝕溶液中的鹽相對(duì)濕度%溶液中的鹽相對(duì)濕度%硫酸銅CuSO4.5H2O硫酸鉀K2SO4硫酸鈉Na2SO4碳酸鈉Na2CO3.10H2O硫酸亞鐵FeSO4.7H2O硫酸鋅ZnSO4.7H2O硫酸鎬3CdSO4.8H2O氯化鉀KCl硫酸銨(NH4)2SO4989893929290898681氯化銨NH4Cl氯化鈉NaCl氯化亞銅CuCl2.2H2O氯化亞鐵FeCl2氯化鎳NiCl2碳酸鉀K2CO3.2H2O氯化鎂MgCl2.6H2O氯化鈣CaCl2.6H2O氯化鋅ZnCl2.XH2O807668565444343210與飽和鹽溶液平衡的空氣相對(duì)濕度(20oC)(根據(jù)ToMaWoB.O’Brient等)20大氣腐蝕溶液中的鹽相對(duì)濕度%溶液中的鹽硫酸銅C21大氣腐蝕速度與金屬表面水膜厚度的關(guān)系腐蝕速度水膜厚度ⅠⅡⅢⅣ大氣腐蝕速度隨金屬表面水膜厚度的變化21大氣腐蝕速度與金屬表面水膜厚度的關(guān)系腐蝕速度水膜厚度ⅠⅡ22I區(qū)為金屬表面上有幾個(gè)分子層厚的吸附水膜，沒有形成連續(xù)的電解液，相當(dāng)于“干氧化”狀態(tài)，發(fā)生純化學(xué)腐蝕。II區(qū)對(duì)應(yīng)于“潮大氣腐蝕”狀態(tài)，出于電解液膜的存在，開始了電化學(xué)腐蝕過(guò)程．腐蝕速度急劇增加。III區(qū)為可見的液膜層，III區(qū)相當(dāng)于“濕大氣腐蝕”。隨著液膜厚度進(jìn)一步增加，氧的擴(kuò)散變得困難，因而腐蝕速度也相應(yīng)降低。液膜更厚就進(jìn)入IV區(qū)，這與浸泡在液體中的腐蝕相同。一般環(huán)境的大氣腐蝕大多是在II、III區(qū)進(jìn)行的，隨著氣候條件和相應(yīng)的金屬表面狀態(tài)的變化，各種腐蝕形式可以互相轉(zhuǎn)換。22I區(qū)為金屬表面上有幾個(gè)分子層厚的吸附水膜，沒有形成連續(xù)的232.大氣腐蝕機(jī)理大氣腐蝕特點(diǎn)：金屬表面處于薄層電解液下的腐蝕過(guò)程，符合電化學(xué)腐蝕的一般規(guī)律。（1）大氣腐蝕的電化學(xué)過(guò)程當(dāng)金屬表面形成連續(xù)的電解液薄層時(shí)，大氣腐蝕的陰極過(guò)程主要是氧去極化。

在薄的液膜下，大氣腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程受到阻滯，因?yàn)檠醺菀椎竭_(dá)金屬表面，生成氧化膜或氧的吸附膜，使陽(yáng)極處于鈍態(tài)。當(dāng)液膜增厚，相當(dāng)于濕的大氣腐蝕時(shí)，氧到達(dá)金屬表面有一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程，因此腐蝕過(guò)程受氧擴(kuò)散過(guò)程控制。

因此潮的大氣腐蝕主要受陽(yáng)極過(guò)程控制，而濕大氣腐蝕主要受陰極過(guò)程控制。

陰極過(guò)程：陽(yáng)極過(guò)程：

232.大氣腐蝕機(jī)理在薄的液膜下，大氣腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程24（2）銹蝕機(jī)理

在銹層內(nèi)陽(yáng)極反應(yīng)發(fā)生在金屬/Fe3O4界面上：陰極反應(yīng)發(fā)生在Fe3O4/FeOOH界面上：可見銹層參與了陰極過(guò)程，圖4-1為Evans銹層模型圖。由圖可見銹層內(nèi)發(fā)生→的還原反應(yīng)，銹層參與了陰極過(guò)程。

碳鋼銹層結(jié)構(gòu)一般分內(nèi)外兩層。內(nèi)層緊靠鋼和銹的界面上，附著性好，結(jié)構(gòu)較致密，主要由致密的帶少許Fe3O4晶粒和非晶FeOOH構(gòu)成；外層由疏松的結(jié)晶

α-FeOOH和γ-FeOOH構(gòu)成。.圖4-1Evans銹層模型示意圖24（2）銹蝕機(jī)理陰極反應(yīng)發(fā)生在Fe3O4/FeOOH界面上25

大氣腐蝕原理毛細(xì)管凝聚化學(xué)凝聚吸附凝聚O2O2OH-eMMn+

陰極反應(yīng)：O2+H2O+4e4OH—

陽(yáng)極反應(yīng)：FeFe2++2e

濕條件：4Fe2O3+Fe2++2e3Fe3O4

干條件：3Fe3O4+0.75O24.5Fe2O3濕/干交替—腐蝕不斷發(fā)展eH2OH2OH2O25大氣腐蝕原理毛細(xì)管凝聚化學(xué)凝聚吸附凝聚O2O226FeFe2++2e3Fe2++2OH-+1/2O2Fe3O4+H2O8FeOOH+3Fe2++2e3Fe3O4+H2O3Fe3O4+0.75O2+4.5H2O9FeOOH金屬基底氧化物界面微孔內(nèi)氧化物外層大氣腐蝕機(jī)理26FeFe2++2e金屬基底氧化物273.工業(yè)大氣中金屬腐蝕特點(diǎn)工業(yè)大氣中的SO2、NO2、H2S、NH3等都增加大氣的腐蝕作用，加快金屬的腐蝕速度。

圖4-2示出了拋光鋼片在純凈空氣中，含SO2的空氣及含有固體雜質(zhì)的空氣中腐蝕隨相對(duì)濕度增加的試驗(yàn)結(jié)果。

圖4-2拋光鋼在不同大氣環(huán)境中腐蝕與相對(duì)濕度的關(guān)系A(chǔ)-純凈空氣B-有（NH4）SO4顆粒，無(wú)SO2C-僅0.01﹪SO2，沒有顆粒D-（NH4）SO4顆粒+0.01﹪SO2E-煙粒+0.01﹪SO2

1)空氣非常純時(shí)，腐蝕速度相當(dāng)小，隨著濕度增加僅有輕微增加。273.工業(yè)大氣中金屬腐蝕特點(diǎn)圖4-2示出了283.工業(yè)大氣中金屬腐蝕特點(diǎn)

1)工業(yè)大氣中的SO2、NO2、H2S、NH3等都增加大氣的腐蝕作用，加快金屬的腐蝕速度。

圖4-2示出了拋光鋼片在純凈空氣中，含SO2的空氣及含有固體雜質(zhì)的空氣中腐蝕隨相對(duì)濕度增加的試驗(yàn)結(jié)果。

圖4-2拋光鋼在不同大氣環(huán)境中腐蝕與相對(duì)濕度的關(guān)系A(chǔ)-純凈空氣B-有（NH4）SO4顆粒，無(wú)SO2C-僅0.01﹪SO2，沒有顆粒D-（NH4）SO4顆粒+0.01﹪SO2E-煙粒+0.01﹪SO22)在污染的空氣中，空氣的相對(duì)濕度低于70％時(shí)，即使是長(zhǎng)期暴露，腐蝕速度也是很慢的。但有SO2存在時(shí)，當(dāng)相對(duì)濕度略高于70％時(shí)，腐蝕速度急劇增加。283.工業(yè)大氣中金屬腐蝕特點(diǎn)圖4-2示出了29圖4-2拋光鋼在不同大氣環(huán)境中腐蝕與相對(duì)濕度的關(guān)系A(chǔ)-純凈空氣B-有（NH4）SO4顆粒，無(wú)SO2C-僅0.01﹪SO2，沒有顆粒D-（NH4）SO4顆粒+0.01﹪SO2E-煙粒+0.01﹪SO23)被硫酸銨和煤煙粒子污染的空氣加速金屬腐蝕。

可見：在污染大氣中，低于臨界濕度時(shí)，金屬表面無(wú)水膜，化學(xué)作用引起腐蝕，腐蝕速度很?。桓哂谂R界濕度時(shí)，由于水膜的形成，發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，腐蝕速度急劇增加。

29圖4-2拋光鋼在不同大氣環(huán)境中腐蝕與相對(duì)濕度的關(guān)系30

大氣中SO2對(duì)不耐H2SO4腐蝕的金屬，如Fe、Zn、Cd、Ni的影響十分明顯，如圖，碳鋼的腐蝕速度隨大氣中SO2含量呈直線關(guān)系上升。SO2促進(jìn)金屬大氣腐蝕的機(jī)制，主要有兩種方式：①認(rèn)為部分SO2在空氣中能直接氧化成SO3，SO3溶于水后形成H2SO4。②認(rèn)為有一部分SO2吸附在金屬表面上，與Fe作用生成易溶的硫酸亞鐵，F(xiàn)eSO4進(jìn)一步氧化，并由于強(qiáng)烈的水解作用生成了H2SO4，H2SO4再與鐵作用，按這種循環(huán)方式加速腐蝕。

圖4-3大氣中SO2含量對(duì)碳鋼腐蝕的影響30大氣中SO2對(duì)不耐H2SO4腐蝕的金屬，如Fe、31工業(yè)大氣對(duì)腐蝕的影響化學(xué)工業(yè)大氣腐蝕性》內(nèi)陸沙漠地帶大氣腐蝕性沿海工業(yè)城市大氣腐蝕性》內(nèi)地很多倍。溫度/濕度/工業(yè)大氣化學(xué)污染共同作用

SO2的腐蝕作用(酸雨)，使腐蝕不斷發(fā)展：

Fe+SO2+O2=FeSO44FeSO4+O2+6H2O=4FeOOH+4H2SO44H2SO4+Fe+O2=4FeSO4+4H2O

若能去除FeSO4，腐蝕停止發(fā)展31工業(yè)大氣對(duì)腐蝕的影響321、大氣相對(duì)濕度的影響金屬腐蝕臨界相對(duì)濕度：不同物質(zhì)或同一物質(zhì)的不同表面狀態(tài)，對(duì)大氣中水分的吸附能力不同，當(dāng)空氣中相對(duì)濕度達(dá)到某一臨界值時(shí)，水分在金屬表面形成水膜。從而使腐蝕速度大大上升。如圖所示。該值受大氣雜質(zhì)的影響較大。4影響大氣腐蝕的因素324影響大氣腐蝕的因素33

在含有不同數(shù)量污染物的大氣中，金屬具有一個(gè)臨界相對(duì)濕度，超過(guò)這一臨界相對(duì)濕度腐蝕速度就會(huì)突然猛增。常用金屬的臨界相對(duì)濕度：Fe65%、Zn70%、Al76%、Ni70%。該濕度與金屬表面狀態(tài)有關(guān)，表面越粗糙、裂縫與小孔越多時(shí)，其臨界濕度越低。在含有大量工業(yè)氣體、易吸濕的鹽類、灰塵、能使臨界濕度降低很多。33在含有不同數(shù)量污染物的大氣中，金屬具有一個(gè)臨界相342、溫度和溫度差的影響：溫差影響比溫度影響大，溫差影響著水汽的凝聚，和水膜中氣體和鹽類溶解度。在“干燥空氣封存法”中晝夜溫差不大于7℃。3、大氣污染物質(zhì)：含硫化合物SO2、SO3、H2S、含氮化合物、氯、含碳化合物、灰塵、ZnO粉、NaCl、CaCO3、氮化物粉、煤粉。氣體中以SO2影響最為嚴(yán)重，主要由石油、煤燃燒生成，鐵與鋅在SO2氣氛中的腐蝕速度和SO2含量呈直線關(guān)系。如下頁(yè)圖所示。

SO2加速腐蝕的可能原因：（1）SO2參與陰極去極化作用，溶解度是氧的1300倍。（2）SO2被吸附在金屬表面生成FeSO4、進(jìn)一步氧化并水解生成硫酸、硫酸又和鐵作用起到自催化作用。

HCl、H2S、NH3對(duì)腐蝕起加速作用。

342、溫度和溫度差的影響：35

H2S氣體易在干燥大氣中引起鋼、黃銅、銀的變色，而在潮濕大氣中會(huì)加速鋼、鎳、黃銅，特別是鐵和鎂的腐蝕。H2S溶于水中能使水膜酸化，并增加水膜的導(dǎo)電性，使腐蝕加速。NH3極易溶入水膜，增加水膜的pH值，這對(duì)鋼鐵有緩蝕作用，可是對(duì)有色金屬不利，尤其對(duì)銅影響很大。對(duì)鋅、鎘也有強(qiáng)烈的腐蝕作用。HCl是一種腐蝕性很強(qiáng)的氣體，溶于水膜中生成鹽酸，對(duì)金屬的腐蝕破壞甚大。35H2S氣體易在干燥大氣中引起鋼、黃銅、銀的變色，而在潮361)提高金屬材料的耐蝕性在碳鋼中加入Cu、P、Cr、Ni及稀土元素可提高耐大氣腐蝕性能2)采用有機(jī)和無(wú)機(jī)涂層及金屬鍍層。例如：雨搭是鍍鋅板。常用方法雨搭鍍鋅板5.防止大氣腐蝕的防蝕方法P88

361)提高金屬材料的耐蝕性在碳鋼中加入2)采用有機(jī)和無(wú)373)采用氣相緩蝕劑。（大氣中無(wú)法使用，受限制）4)降低大氣濕度主要用于倉(cāng)儲(chǔ)金屬制品的保護(hù)。

使用受限制373)采用氣相緩蝕劑。（大氣中無(wú)法使用，受限制）使用受限制38具體防銹

(1)各種金屬耐大氣腐蝕性能普通碳鋼在潮濕和污染大氣中很容易生銹，須使用油漆涂料之類的覆蓋層進(jìn)行保護(hù)。含銅、磷、鉻、鎳的低合金鋼有良好的耐大氣腐蝕性能。當(dāng)大氣污染嚴(yán)重時(shí)，不含鉬的奧氏體不銹鋼也會(huì)產(chǎn)生銹點(diǎn)。有色金屬鋁、銅、鉛、鋅有良好耐大氣腐蝕性能，但當(dāng)存在污染物質(zhì)時(shí)，腐蝕速度增大。38具體防銹(1)各種金屬耐大氣腐蝕性能39大氣腐蝕

部分金屬大氣腐蝕速度（mm/y)大氣腐蝕金屬工業(yè)大氣海洋大氣農(nóng)村大氣

鋁銅鉛錫鎳鋅鋅(99.9%)

碳鋼(99.9%)低合金鋼(4Cu,1.1Cr,0.16P)0.8131.190.4321.193.255.134.909.651.020.711.320.4062.310.1021.601.75

—

—0.02540.5840.4830.4570.1520.8641.07

——39大氣腐蝕部分金屬大氣腐蝕速度（mm/y)大金40

涂料和金屬鍍層

對(duì)于機(jī)器設(shè)備和管道的外表面，構(gòu)件和建筑物，最常用的防銹方法是油漆涂料覆蓋層?；ご髿夥栏g涂料包括各色環(huán)氧樹脂漆，各種過(guò)氯乙烯漆，各色乙烯漆，有機(jī)硅耐熱漆，鋁粉漆，各色聚氨酯漆等。金屬鍍層用得較多的是鋼管和部件鍍鋅、鍍鎘和鍍鉻。40涂料和金屬鍍層對(duì)于機(jī)器設(shè)備和管道的外表面，構(gòu)件和建41

金屬制品在加工，貯存和運(yùn)輸中的防銹

降低空氣濕度(2)暫時(shí)性防銹層“暫時(shí)”并不是指時(shí)間短，而是指金屬制品在連續(xù)加工或使用時(shí)可以順利地將防銹材料除去。防銹水防銹切削液防銹油和防銹脂防銹塑料氣相緩蝕劑(簡(jiǎn)記為VPI或VCI)41金屬制品在加工，貯存和運(yùn)輸中的防銹降低空氣濕度42大氣腐蝕

幾種防銹油(脂)的兩種防銹紙的配方及使用配方及使用大氣腐蝕名稱配方使用01號(hào)氣相防銹紙尿素30%苯甲酸鈉20%亞硝酸鈉30%蒸餾水160%涂布量7~10g/m2用于鋼鐵，發(fā)蘭件，鋁合金的防銹封存9號(hào)氣相防銹紙苯并三氮唑50%烏各托品33%苯甲酸銨17%蒸餾水300%涂布量7~10g/m2用于鋼鐵,銅及銅合金，鋁合金鍍鋅，鍍隔件名稱配方使用903(FZ-4)防銹脂石油磺酸鋇10%司本804.5%工業(yè)凡士林85.5%軸承，工具機(jī)械室內(nèi)封存防銹（熱涂型）

特封-24薄層防銹油苯并三氮唑0.3%石油磺酸鋇5%環(huán)烷酸鋅1%羊毛脂2%磷酸三丁酯2%22號(hào)透平油余量

鋼，銅及其合金，鍍鋅層，鍍隔層法蘭件，硅鋼片，鋁等組合件組成的儀器，儀表的庫(kù)存及長(zhǎng)期封存。662-B防銹油石油磺酸鋇2%氧化石油脂1%苯甲酸丁酯1%變壓器油余量精密儀表軸承的防銹封存42大氣腐蝕幾種防銹油(脂)的43交流與討論

海輪更容易被腐蝕，是因?yàn)楹Ｋ泻休^多的氯化鈉等鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，而在電解質(zhì)溶液中，電化學(xué)腐蝕更易進(jìn)行。4.2金屬在海水中的腐蝕

為什么海輪在海水中比在內(nèi)河更容易被腐蝕？43交流與討論海輪更容易被腐蝕，是因?yàn)楹Ｋ泻休^多44

海水腐蝕海洋面積約362,000,000平方公里，近地球表面積的71％。海洋是礦物資源的聚寶盆。人類經(jīng)濟(jì)、生活的現(xiàn)代化，對(duì)石油的需求日益增多。世界石油資源儲(chǔ)量為10,000億噸，可開采量約3000億噸，其中海底儲(chǔ)量為1300億噸。通過(guò)海底油田地質(zhì)調(diào)查，中國(guó)先后發(fā)現(xiàn)了渤海、南黃海、東海、珠江口、北部灣、鶯歌海以及臺(tái)灣淺灘等7個(gè)大型盆地。其中東海海底蘊(yùn)藏量之豐富，堪與歐洲的北海油田相媲美。

44海水腐蝕海洋面積約362,000,000平方公里，近地454.2金屬在海水中的腐蝕

近年來(lái)海洋開發(fā)受到重視、各種海上運(yùn)輸工具、各種類型的艦船，海上采油平臺(tái)，開采和水下鋪送及儲(chǔ)存設(shè)備等金屬構(gòu)件受到海水和海洋大氣腐蝕的威脅愈來(lái)愈嚴(yán)重，所以研究海洋環(huán)境中金屬的腐蝕及其防護(hù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要意義。454.2金屬在海水中的腐蝕近年來(lái)海洋開46海水的組成和性質(zhì)

海水近似看做3%或3.5%的氯化鈉溶液。幾乎含有地殼中所有的自然狀態(tài)的元素。海水的pH值在7.28.6，呈微堿性。海水的溫度在

–2~35C之間。海水導(dǎo)電性強(qiáng)

海水中含氧量大，表層海水可以認(rèn)為被氧飽和。隨溫度變化，氧的含量在5~10mg/L范圍。

46海水的組成和性質(zhì)471.海水腐蝕特點(diǎn)（1）鹽類及導(dǎo)電率海水作為腐蝕性介質(zhì)，其特點(diǎn)是含多種鹽類，鹽分中主要是NaCl，海水中含鹽量用鹽度表示。（鹽度是指1000g海水中溶解固體鹽類物質(zhì)的總克數(shù)），海水的平均鹽度為3.5％，海水平均電導(dǎo)率為4×S．cm-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)河水和雨水的電導(dǎo)率。471.海水腐蝕特點(diǎn)48（2）溶解氧

海水中溶解氧，是海水腐蝕的重要因素。表4-1P89列出了氧在海水中的溶解度。由表看出鹽的濃度和溫度愈高，氧的溶解度愈小。表4-1氧在海水中的溶解度/48（2）溶解氧表4-1氧在海水中的溶解度/49(3)海水的電化學(xué)特點(diǎn)1)多數(shù)金屬，除了特別活潑金屬鎂及其合金外，腐蝕速度由氧擴(kuò)散過(guò)程控制。2)海水中Clˉ離子濃度高。用增加陽(yáng)極阻滯方法來(lái)減輕海水腐蝕的可能性不大，只有添加合金元素鉬，才能抑制Clˉ對(duì)鈍化膜的破壞作用，改進(jìn)材料在海水中的耐蝕性。3)海水的電導(dǎo)率很高，電阻性阻滯很小，因此在海水中，異種金屬接觸引起的電偶腐蝕有相當(dāng)大的破壞作用。如艦船的青銅螺旋槳?jiǎng)t可引起遠(yuǎn)達(dá)數(shù)十米處的鋼船殼體的腐蝕。4)海水中金屬易發(fā)生局部腐蝕破壞。如點(diǎn)蝕，縫隙腐蝕等。49(3)海水的電化學(xué)特點(diǎn)502.影響海水腐蝕的因素(1)鹽類：海水中的鹽類以NaCl為主。鹽的濃度↑，腐蝕速度↑，當(dāng)溶鹽濃度超過(guò)一定值，由于氧的溶解度降低，使金屬腐蝕速度下降，見圖4-8P90。(2)pH值：海水一般處于中性，pH值在7.2-8.6之間。深海處pH值略有降低，不利于金屬表面生成保護(hù)性的鹽膜。(3)溶解氧：海水中的溶解氧↑，腐蝕↑。(4)溫度：一般認(rèn)為，海水溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速度提高約10％，海水中金屬的腐蝕速度將隨之增加。(5)流速：流速↑，金屬腐蝕明顯加快。(6)海洋生物：海洋生物在船舶或海上構(gòu)筑物表面附著形成縫隙，容易誘發(fā)縫隙腐蝕。502.影響海水腐蝕的因素51海洋的腐蝕環(huán)境大致可分為以下幾類：1、海洋大氣區(qū)2、飛濺區(qū)3、海水潮差帶4、海水全浸帶5、海泥帶3、海水的腐蝕速度

與腐蝕環(huán)境的關(guān)系51海洋的腐蝕環(huán)境大致可分3、海水的腐蝕速度

與腐蝕52海洋大氣區(qū)：金屬主要受其表面所沉積鹽類的影響。飛濺區(qū)：處在海洋飛濺帶的材料常被飽和空氣的海水所濕潤(rùn)，與海洋大氣帶類似，在該區(qū)帶沒有附著生物，但含鹽粒子量及海水干濕交替程度均比海洋大氣帶大。飛濺帶是腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)帶。海水潮差帶：潮差帶的金屬表面也經(jīng)常同充氣的海水接觸，潮汐、海流運(yùn)動(dòng)造成金屬表面干濕交替，加劇腐蝕。潮差有海生物附著，對(duì)一般鋼鐵結(jié)構(gòu)物來(lái)說(shuō)得到局部保護(hù)，但對(duì)不銹鋼等卻因缺氧造成局部腐蝕。海水全浸帶：海面下20m之內(nèi)為表層海水，表層海水中溶解氧近于飽和，這里生物活性強(qiáng)，水溫高。海泥帶：鋼在海泥區(qū)的腐蝕比在海水中緩慢，而且由于氧氣供應(yīng)不足而易極化。52海洋大氣區(qū)：金屬主要受其表面所沉積鹽類的影響。534.海水中常用金屬材料的耐蝕性金屬材料在海水中的耐蝕性差別很大，其中耐蝕性最好的是鈦合金和Ni-Cr合金，而鑄鐵和碳鋼耐蝕性較差。不銹鋼的均勻腐蝕速度雖然很小，但在海水中易產(chǎn)生點(diǎn)蝕。常用金屬材料耐海水腐蝕性能見表4-6P91。5.防止海水腐蝕的措施防止海水腐蝕主要采取以下措施：(1)研制和應(yīng)用耐海水腐蝕的材料如鈦、鎳、銅及其合金。(2)陰極保護(hù)腐蝕最嚴(yán)重處采用護(hù)屏保護(hù)較合理，亦可采用簡(jiǎn)易可行的犧牲陽(yáng)極法。(3)涂層除應(yīng)用防銹油漆外，還可采用合金包覆。534.海水中常用金屬材料的耐蝕性5.防止海水腐蝕的措施54表4-2常用金屬材料的耐海水腐蝕性能54表4-2常用金屬材料的耐海水腐蝕性能55

(1)土壤是土粒、水和空氣的混合物。由于水中溶有各種鹽類，故土壤是一種腐蝕性電解質(zhì)，金屬在土壤中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕。

(2)土壤是多相結(jié)構(gòu)，含有多種無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)的種類和含量既影響土壤的酸堿性，又影響土壤的導(dǎo)電性。土壤是不均勻的，長(zhǎng)距離地下管道和大尺寸地下設(shè)施，其各個(gè)部位接觸的土壤的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)變化大。還有大量微生物，對(duì)金屬腐蝕起加速作用。

土壤的腐蝕性4.3金屬在土壤中的腐蝕55(1)土壤是土粒、水和空氣的混合物。由于水中溶有各種56

(3)影響土壤腐蝕性的主要因素

含水量既影響土壤導(dǎo)電性又影響含氧量。氧的含量對(duì)金屬的土壤腐蝕有很大影響。土壤愈干燥，含鹽量愈少，土壤電阻率愈大；土壤愈潮濕，含鹽量愈多，土壤電阻率就愈小，隨電阻率減小，土壤腐蝕性增強(qiáng)。

pH值愈低，土壤腐蝕性愈強(qiáng)。

56(3)影響土壤腐蝕性的主要因素57極強(qiáng)強(qiáng)中弱極弱土壤電阻率(m)<1010-2525-5050-100>100土壤含鹽量(%)>0.750.75-0.10.1-0.050.05-0.01<0.01土壤含水量(%)12-2512-1010-77-3<325-3030-40>40土壤PH值<4.54.5-5.55.5-77-8.5>8.5電解失重(g/24hr)>66-33-22-1<1土壤腐蝕性劃分標(biāo)準(zhǔn)57極強(qiáng)強(qiáng)中弱極弱土壤電阻率(m)<1010-2525-58

低較低中等較高高特高中國(guó)>5020-50<20英國(guó)>3520-30<15美國(guó)>5020-5010-207-10<7原蘇聯(lián)>10020-10010-205-10<5日本>6045-6020-45<20法國(guó)>10050-10020-50<20電阻率(m)判斷土壤腐蝕性58低較低中等較高高特高中國(guó)>59(1)陰極過(guò)程

主要是氧分子還原反應(yīng)。土壤的結(jié)構(gòu)和濕度(透氣性)決定了氧的輸送速度，從而決定了陰極反應(yīng)速度。(2)陽(yáng)極過(guò)程

在中性和堿性土壤中，腐蝕產(chǎn)物與土壤粘結(jié)在一起，形成一種緊密層，使陽(yáng)極過(guò)程受到阻礙，對(duì)金屬起到保護(hù)作用。土壤腐蝕的特點(diǎn)59(1)陰極過(guò)程土壤腐蝕的特點(diǎn)60(3)控制特征

對(duì)微電池腐蝕，a)在干燥疏松土壤中，氧易透過(guò)，陰極反應(yīng)易進(jìn)行，而鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)，陽(yáng)極反應(yīng)阻力大，故腐蝕屬于陽(yáng)極極化控制。b)在大多數(shù)土壤中，氧的輸送比較困難，陰極反應(yīng)阻力大，腐蝕屬陰極極化控制。對(duì)大電池腐蝕，如果陰極區(qū)與陽(yáng)極區(qū)距離較遠(yuǎn)，歐姆電阻有重要作用，腐蝕過(guò)程屬于陰極極化和歐姆電阻混合控制。60(3)控制特征61

IE(I)ca(II)I

EcaIRlc(III)I

Ea（I）大多數(shù)土壤中微電池腐蝕（陰極控制）；（II）疏松干燥土壤中微電池腐蝕（陽(yáng)極控制）；（III）長(zhǎng)距離大電池腐蝕（陰極和歐姆電阻控制）；根據(jù)ToMamoB，引自<Teopu>P372

BACK61IE(I)ca(II)IEcaI62（1）全面腐蝕

對(duì)于小金屬制品，主要是全面腐蝕。對(duì)于大型設(shè)備，長(zhǎng)距離管道，以大電池造成的局部腐蝕為主。（2）氧濃差電池腐蝕

富氧區(qū)和貧氧區(qū)接觸的金屬部分組成氧濃差電池，富氧區(qū)接觸的金屬表面為陰極；貧氧區(qū)接觸的金屬表面為陽(yáng)極。土壤腐蝕的幾種常見形式62（1）全面腐蝕土壤腐蝕的幾種常見形式63富氧區(qū)陽(yáng)極極化曲線較陡，Pa較大，因而貧氧區(qū)腐蝕電流較大。粘土(貧氧區(qū))砂土(富氧區(qū))陰極陽(yáng)極埋地鋼管地面

土壤中構(gòu)成氧濃差電池的一種情況氧濃差電池腐蝕(鋼鐵)ELogi63富氧區(qū)陽(yáng)極極化曲線較陡，Pa較大，因而貧氧區(qū)腐蝕電流較大64（3）雜散電流腐蝕

雜散電流是指直流電源設(shè)備漏電進(jìn)入土壤產(chǎn)生的電流，對(duì)地下管道、貯罐、電纜等金屬設(shè)施，造成嚴(yán)重的腐蝕破壞。雜散電流流出的部位成為腐蝕電池的陽(yáng)極區(qū)，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子進(jìn)入土壤。腐蝕掉的金屬量和流過(guò)的雜散電流的電量成正比，按法拉弟電解定律進(jìn)行估算。

64（3）雜散電流腐蝕65電車軌道漏出的雜散電流對(duì)土壤中鋼鐵管道的腐蝕作用圖根據(jù)Akumob引自《金屬腐蝕理論及其研究方法》P133

軌道

架空線＋

電車電流流出陽(yáng)極區(qū)域（嚴(yán)重腐蝕）

陰極區(qū)域

土壤鋼管65電車軌道漏出的雜散電流對(duì)土壤中鋼鐵管道的腐蝕作用圖軌道66

(4)細(xì)菌腐蝕或微生物腐蝕(MIC)

有的細(xì)菌的生命活動(dòng)的代謝產(chǎn)物具有很強(qiáng)的腐蝕性。有的細(xì)菌的生命活動(dòng)能促進(jìn)金屬腐蝕的陰極反應(yīng)，影響電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。有的細(xì)菌活動(dòng)改變了金屬周圍的環(huán)境條件，如氧濃度，鹽濃度，pH值，增加土壤的不均勻性。有的細(xì)菌活動(dòng)能破壞金屬表面保護(hù)性覆蓋層的穩(wěn)定性，或使緩蝕劑分解失效。66(4)細(xì)菌腐蝕或微生物腐蝕(MIC)67土壤腐蝕中常見的細(xì)菌

硫氧化菌：與腐蝕有關(guān)的硫氧化菌主要是硫桿菌屬的細(xì)菌，包括氧化硫桿菌，排硫桿菌和水泥崩解硫桿菌。它們屬于喜氧性細(xì)菌，在有氧的條件下才能生存。

硫酸鹽還原菌(SRB)：屬厭氧性細(xì)菌，在缺氧條件下才能生存。在缺氧的中性土壤中，腐蝕過(guò)程是很難進(jìn)行。67土壤腐蝕中常見的細(xì)菌68總反應(yīng)：4Fe+SO42?+4H2O→FeS+3Fe(OH)2+2OH?硫酸鹽還原菌腐蝕圖解根據(jù)sharpley.轉(zhuǎn)引自《CorrosinonInhibitors》P2298H2O→8OH?+8H+→8H+6OH?+2OH?SO42-→S2?+4O8H+4O→4H2OFeSFe2+3Fe2+3Fe(OH)?6OH?S2?硫酸鹽還原菌68總反應(yīng)：4Fe+SO42?+4H2O→FeS+3Fe(69（1）減小土壤的腐蝕性

加強(qiáng)排水，保持土壤干燥。在酸性土壤地段，可以在鋼管周圍填充石灰石碎塊。在埋置管道時(shí)用腐蝕性較小的土壤回填。（2）覆蓋層保護(hù)

石油瀝青層有良好的防水性和耐蝕性。氧煤焦瀝青耐蝕性很好，但毒性大。塑料粘結(jié)帶適宜長(zhǎng)距離管道的現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化施工，但費(fèi)用較高。埋地鋼鐵管道的保護(hù)69（1）減小土壤的腐蝕性埋地鋼鐵管道的保護(hù)70（3）陰極保護(hù)和涂料聯(lián)合

陰極保護(hù)和涂料聯(lián)合是保護(hù)地下鋼鐵管道最經(jīng)濟(jì)有效的方法。地下管道的陰極保護(hù)可采用犧牲陽(yáng)極保護(hù)法，也可以采用外加電流保護(hù)法。外加電流法陰極保護(hù)系統(tǒng)對(duì)其他地下管道(以及其他設(shè)施)的干擾——雜散電流腐蝕。70（3）陰極保護(hù)和涂料聯(lián)合71(c)電流通過(guò)絕緣法蘭外的土壤或管道內(nèi)的電解液流通

絕緣法蘭未保護(hù)管段被保護(hù)管段(a)未保護(hù)管道近陽(yáng)極并與被保護(hù)管道交叉未保護(hù)管道被保護(hù)管道陽(yáng)極＋電源－(b)兩條交叉的管道分別靠近陽(yáng)極和被保護(hù)設(shè)備＋電源－被保護(hù)貯罐陽(yáng)極未保護(hù)管道未保護(hù)管道陰極保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生的雜散電流對(duì)其他設(shè)備的干攏腐蝕71(c)電流通過(guò)絕緣法蘭外的土壤或管道內(nèi)的電解液流通72控制雜散電流的方法

(1)直流電源要加強(qiáng)絕緣，不使電流流入土壤。

(2)改善管道絕緣質(zhì)量。

(3)將受干擾的管道與被保護(hù)管道連接起來(lái)，共同保護(hù)。

(4)在多管道地區(qū)，最好采用多個(gè)陽(yáng)極站，每個(gè)站的保護(hù)電流較小，以縮小保護(hù)電流范圍。

(5)采用深井陽(yáng)極。

(6)采取排流措施

72控制雜散電流的方法734.4金屬在工業(yè)環(huán)境中的腐蝕1.金屬在酸溶液中的腐蝕酸溶液的腐蝕性一方面與酸的強(qiáng)弱，即氫離子的濃度有關(guān)，同時(shí)也與酸的陰離子的氧化能力有關(guān)。（1）金屬在硫酸中的腐蝕高濃度的H2SO4是一種強(qiáng)氧化劑，它能使具有鈍化能力的金屬進(jìn)入鈍態(tài)，低濃度的H2SO4則沒有氧化能力，其腐蝕性很強(qiáng)。

734.4金屬在工業(yè)環(huán)境中的腐蝕1.金屬在酸溶液中的腐蝕74

工業(yè)上用耐硫酸材料一般采用價(jià)廉的碳鋼和鉛及鉛合金，圖4-6、圖4-7P94分別顯示出鐵、鉛的腐蝕速度與硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系。

圖4-7鉛的腐蝕速度與硫酸濃度的關(guān)系

1-50℃，2-沸騰

圖4-6鐵的溶解速度與硫酸濃度的關(guān)系

可見H2SO4濃度＞70％時(shí)，采用鋼鐵材料，不腐蝕；

H2SO4濃度＜70％時(shí)，采用鉛制設(shè)備，不腐蝕。74工業(yè)上用耐硫酸材料一般采用價(jià)廉的碳鋼和鉛及75（2）金屬在鹽酸中的腐蝕

鹽酸是強(qiáng)酸之一。鹽酸中的氯離子具有極強(qiáng)的活性，鈍化膜會(huì)受到破壞而發(fā)生點(diǎn)蝕。

金屬的腐蝕速度隨鹽酸濃度↑而增加，如圖4-8、4-9P95所示。

圖4-9各種金屬的腐蝕速度與鹽酸濃度的關(guān)系圖4-8鈍鐵及碳鋼腐蝕速度與鹽酸濃度的關(guān)系75（2）金屬在鹽酸中的腐蝕圖4-9各種金屬的腐蝕速度與76（3）金屬在硝酸中的腐蝕

硝酸是一種氧化性的強(qiáng)酸。幾種金屬(合金)在硝酸中的腐蝕特點(diǎn)如下：

1)碳鋼碳鋼在各種濃度硝酸中的腐蝕行為見圖4-10P97。圖4-10低碳鋼的腐蝕速度與硝酸濃度的關(guān)系(25℃)

①當(dāng)w(HNO3)/﹪＜30﹪，v隨酸濃度↑而↑；②當(dāng)w(HNO3)/﹪約在30﹪附近時(shí)，v達(dá)到最大；③當(dāng)w(HNO3)/﹪＞30﹪，v迅速下降；④當(dāng)w(HNO3)/﹪達(dá)到50﹪，v最小，說(shuō)明鋼鈍化了；⑤當(dāng)w(HNO3)/﹪＞80﹪，v再次急劇↑，鋼過(guò)鈍化溶解。所以碳鋼適用于HNO3濃度在30％～80％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍內(nèi)。由圖可知:76（3）金屬在硝酸中的腐蝕圖4-10低碳鋼的腐蝕速度與硝酸772)不銹鋼不銹鋼對(duì)硝酸表示出良好的耐蝕性。圖4-11是18-8不銹鋼在硝酸中的腐蝕圖。不銹鋼是硝酸系統(tǒng)中大量使用的耐蝕材料，如硝銨、硝酸生產(chǎn)中大部分設(shè)備都是用不銹鋼制造的。但在濃度超過(guò)70％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的熱硝酸中易發(fā)生過(guò)鈍化腐蝕。另外在某些條件下也會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕、點(diǎn)蝕及應(yīng)力腐蝕。圖4-1118-8不銹鋼在硝酸中的腐蝕圖772)不銹鋼不銹鋼對(duì)硝酸表示出良好的耐蝕性。圖4-1783)鋁及其合金。鋁及其合金對(duì)中等溫度的發(fā)煙硝酸有良好的耐蝕性。

4)高硅鑄鐵。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于13％的合金鑄鐵稱為高硅耐酸鑄鐵。它對(duì)各種無(wú)機(jī)酸包括鹽酸均有良好的耐蝕性。（4）金屬在醋酸中的腐蝕

醋酸是最重要的非氧化性有機(jī)酸，常溫下，醋酸對(duì)金屬腐蝕不大，但隨溫度上升，腐蝕速度迅速增加。

783)鋁及其合金。鋁及其合金對(duì)中等溫度的發(fā)煙硝酸有良好的79（5）金屬在甲酸中的腐蝕甲酸又名蟻酸，腐蝕性很強(qiáng)。普通鋼和鋁在所有濃度的甲酸中腐蝕都很快，304型、316型不銹鋼對(duì)于室溫下各種濃度的甲酸有極好的耐蝕性。表4-3P98列出了幾種金屬材料在有機(jī)酸中的腐蝕數(shù)據(jù)。表4-3幾種金屬(合金)在有機(jī)酸中的腐蝕數(shù)據(jù)79（5）金屬在甲酸中的腐蝕甲酸又名蟻酸，腐蝕性很強(qiáng)。普802.金屬在堿溶液中的腐蝕

在水溶液中生成OHˉ離子的化合物統(tǒng)稱為堿。堿溶液一般比酸對(duì)金屬的腐蝕性小，因?yàn)樵趬A液中金屬表面生成難溶的氫氧化物或氧化物而起保護(hù)作用；在堿濃中的電極電位比酸溶液中的電極電位負(fù)，與金屬間的電位差小，腐蝕動(dòng)力小。（1）碳鋼在堿液中的腐蝕圖4-12鐵的腐蝕速度與溶液pH值的關(guān)系可見：PH值在5～10之間碳鋼的腐蝕速度幾乎與pH值無(wú)關(guān)。

PH值超過(guò)10時(shí)，鐵由活化態(tài)進(jìn)入鈍態(tài)，

PH值達(dá)到14時(shí)，鐵幾乎不腐蝕。802.金屬在堿溶液中的腐蝕圖4-12鐵的腐蝕速度與溶液p81產(chǎn)生堿脆的條件：最容易發(fā)生堿脆的溫度是在溶液沸點(diǎn)附近。對(duì)NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％左右，堿脆溫度約為60℃。J.E．Reinochl等研究表明堿脆易發(fā)生在活化和鈍化的過(guò)渡區(qū)。(2)鑄鐵在堿液中的腐蝕鑄鐵耐苛性堿腐蝕。鑄鐵中僅含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的Ni，就可提高耐堿蝕性能。（3）鎳及其合金在堿液中的腐蝕鎳及其合金對(duì)于高溫高濃度的堿耐蝕性很好，其耐蝕性一般與合金含鎳量成正比。（4）兩性金屬在堿液中的腐蝕

Al、Zn、Sn等兩性金屬在堿溶液中不耐蝕。Ti、Nb、Ta等在堿溶液中耐蝕性也不好。堿脆：在熱堿液中，受拉應(yīng)力的碳鋼會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂，即所謂的“堿脆”。如鍋爐堿脆。鍋爐堿脆是由于鍋爐使用經(jīng)軟化處理的水，在運(yùn)行過(guò)程中，縫隙內(nèi)濃縮出高濃度堿液所致。81產(chǎn)生堿脆的條件：堿脆：在熱堿液中，受拉應(yīng)力的碳鋼會(huì)發(fā)生應(yīng)823.金屬在鹽類水溶液中的腐蝕鹽類對(duì)金屬腐蝕過(guò)程的影響有以下四點(diǎn)(1)使水溶液pH值發(fā)生變化；(2)使水溶液呈氧化或還原性；(3)使溶液導(dǎo)電率增加；(4)某些鹽類的陰、陽(yáng)離子對(duì)腐蝕過(guò)程起特殊作用。（1）使pH值變化的鹽

強(qiáng)酸—弱堿鹽：這類鹽如AlCl3、NH4Cl、MnCl2、FeCl3、FeSO4等，如FeCl3鹽，參與陰極反應(yīng)，加速腐蝕作用。

弱酸—強(qiáng)堿鹽：如Na3PO4、Na2B2O7、Na2SiO3，Na2CO3等抑制腐蝕。

強(qiáng)酸—強(qiáng)堿、弱酸—弱堿的中性鹽：只影響導(dǎo)電率和溶解度823.金屬在鹽類水溶液中的腐蝕83（2）氧化性鹽不含鹵素的氧化劑：NaNO2、CuSO4促進(jìn)腐蝕，但鹽的濃度＞某一值時(shí)，抑制腐蝕。含鹵素的氧化刑：FeCl3、NaClO3加劇腐蝕。（3）鹵素鹽鹵素離子對(duì)鈍化膜的破壞作用最大。鹵素離子的破壞作用按減弱順序排列為：C1ˉ＞Brˉ＞Iˉ。83（2）氧化性鹽不含鹵素的氧化劑：NaNO2、CuSO4促84第4章作業(yè)1.名詞解釋：大氣腐蝕干大氣腐蝕潮大氣腐蝕濕大氣腐蝕堿脆2.根據(jù)金屬表面的潮濕程度不同，大氣腐蝕可分為幾類？并說(shuō)明各類腐蝕的特點(diǎn)。P843.鋼鐵在含SO2的工業(yè)大氣中腐蝕比在潔凈的大氣中腐蝕嚴(yán)重，解釋其原因。4.結(jié)合下圖簡(jiǎn)要分析碳鋼在不同濃度HNO3溶液中的腐蝕規(guī)律。5.埋于土壤中的鋼管經(jīng)過(guò)沙土和粘土兩個(gè)區(qū)域，鋼管腐蝕將發(fā)生在哪個(gè)部位？原因是什么？6.影響海水腐蝕有哪些因素，如何防止海水腐蝕？低碳鋼的腐蝕速度與硝酸濃度的關(guān)系（25℃）84第4章作業(yè)1.名詞解釋：大氣腐蝕干大氣腐蝕85

在腐蝕學(xué)科中，常把大氣分為工業(yè)、海洋和農(nóng)村大氣三類，其中的海洋大氣腐蝕最為嚴(yán)重，工業(yè)大氣次之，農(nóng)村大氣最輕。85在腐蝕學(xué)科中，常把大氣分為工業(yè)、海洋和農(nóng)村大氣三類，其86

日常生活中，?？煽吹胶＿叧鞘凶孕熊嚾︿P蝕比內(nèi)陸的嚴(yán)重的多，據(jù)文獻(xiàn)介紹鋼在海岸的腐蝕比在沙漠中大400～500倍；離海岸24m的鋼試樣比內(nèi)陸mm的腐蝕快12倍；工業(yè)大氣比沙漠區(qū)的腐蝕可能大50至100倍。工業(yè)大氣的腐蝕性超過(guò)農(nóng)村大氣，主要原因是空氣污染嚴(yán)重，含有大量的腐蝕性氣體，如SO2、CO2等。86日常生活中，常可看到海邊城市自行車圈銹蝕比內(nèi)陸的87大氣腐蝕毛細(xì)管半徑,Ao冷疑時(shí)相對(duì)濕度%毛細(xì)管半徑,Ao冷疑時(shí)相對(duì)濕度%3609447989080302115706050毛細(xì)管半徑與水汽冷疑所需相對(duì)濕度的關(guān)系1.構(gòu)件中的狹縫2.金屬表面上的灰塵3.腐蝕產(chǎn)物中的細(xì)孔大氣腐蝕條件下水汽毛細(xì)凝聚的可能中心87大氣腐蝕毛細(xì)管半徑,Ao冷疑時(shí)相對(duì)濕度%毛細(xì)管半徑,A88

大氣中SO2對(duì)不耐H2SO4腐蝕的金屬，如Fe、Zn、Cd、Ni的影響十分明顯，如圖，碳鋼的腐蝕速度隨大氣中SO2含量呈直線關(guān)系上升。SO2促進(jìn)金屬大氣腐蝕的機(jī)制，主要有兩種方式：①認(rèn)為部分SO2在空氣中能直接氧化成SO3，SO3溶于水后形成H2SO4。②認(rèn)為有一部分SO2吸附在金屬表面上，與Fe作用生成易溶的硫酸亞鐵，F(xiàn)eSO4進(jìn)一步氧化，并由于強(qiáng)烈的水解作用生成了H2SO4，H2SO4再與鐵作用，按這種循環(huán)方式加速腐蝕。

圖4-3大氣中SO2含量對(duì)碳鋼腐蝕的影響88大氣中SO2對(duì)不耐H2SO4腐蝕的金屬，如Fe、89工業(yè)大氣對(duì)腐蝕的影響化學(xué)工業(yè)大氣腐蝕性》內(nèi)陸沙漠地帶大氣腐蝕性沿海工業(yè)城市大氣腐蝕性》內(nèi)地很多倍。溫度/濕度/工業(yè)大氣化學(xué)污染共同作用

SO2的腐蝕作用(酸雨)，使腐蝕不斷發(fā)展：

Fe+SO2+O2=FeSO44FeSO4+O2+6H2O=4FeOOH+4H2SO44H2SO4+Fe+O2=4FeSO4+4H2O

若能去除FeSO4，腐蝕停止發(fā)展89工業(yè)大氣對(duì)腐蝕的影響90大氣腐蝕

部分金屬大氣腐蝕速度（mm/y)大氣腐蝕金屬工業(yè)大氣海洋大氣農(nóng)村大氣

鋁銅鉛錫鎳鋅鋅(99.9%)

碳鋼(99.9%)低合金鋼(4Cu,1.1Cr,0.16P)0.8131.190.4321.193.255.134.909.651.020.711.320.4062.310.1021.601.75

—

—0.02540.5840.4830.4570.1520.8641.07

——90大氣腐蝕部分金屬大氣腐蝕速度（mm/y)大金91

金屬制品在加工，貯存和運(yùn)輸中的防銹

降低空氣濕度(2)暫時(shí)性防銹層“暫時(shí)”并不是指時(shí)間短，而是指金屬制品在連續(xù)加工或使用時(shí)可以順利地將防銹材料除去。防銹水防銹切削液防銹油和防銹脂防銹塑料氣相緩蝕劑(簡(jiǎn)記為VPI或VCI)91金屬制品在加工，貯存和運(yùn)輸中的防銹降低空氣濕度92（3）金屬在硝酸中的腐蝕

硝酸是一種氧化性的強(qiáng)酸。幾種金屬(合金)在硝酸中的腐蝕特點(diǎn)如下：

1)碳鋼碳鋼在各種濃度硝酸中的腐蝕行為見圖4-10P97。圖4-10低碳鋼的腐蝕速度與硝酸濃度的關(guān)系(25℃)

①當(dāng)w(HNO3)/﹪＜30﹪，v隨酸濃度↑而↑；②當(dāng)w(HNO3)/﹪約在30﹪附近時(shí)，v達(dá)到最大；③當(dāng)w(HNO3)/﹪＞30﹪，v迅速下降；④當(dāng)w(HNO3)/﹪達(dá)到50﹪，v最小，說(shuō)明鋼鈍化了；⑤當(dāng)w(HNO3)/﹪＞80﹪，v再次急劇↑，鋼過(guò)鈍化溶解。所以碳鋼適用于HNO3濃度在30％～80％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))范圍內(nèi)。由圖可知:92（3）金屬在硝酸中的腐蝕圖4-10低碳鋼的腐蝕速度與硝酸934.金屬在各種環(huán)境中的腐蝕

14.金屬在各種環(huán)境中的腐蝕944.1金屬在大氣中的腐蝕4.2金屬在海水中的腐蝕4.3金屬在土壤中的腐蝕4.4金屬在各種工業(yè)環(huán)境中的腐蝕各自特點(diǎn),腐蝕機(jī)理,影響腐蝕因素和防腐蝕方法4.金屬在各種環(huán)境中的腐蝕

24.1金屬在大氣中的腐蝕4.金屬在各種環(huán)境中的腐蝕95鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢?4.1金屬在大氣中的腐蝕3鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快96大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕4大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕97大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕5大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕98大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕6大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕99大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕7大氣腐蝕實(shí)例-低溫管道、設(shè)備的露點(diǎn)腐蝕100大氣腐蝕成分克/米３重量％成分毫克/米３重量空氣氮(N2)氧(O2)氬(Ar)水蒸汽二氧化碳11728792691580.510075231.260.700.04氖(Ne)氪(Kr)氦(He)氙(Xe)氫(H2)1440.80.50.051230.70.40.04

大氣的近似組成（不包括雜質(zhì)）溫度10oC,壓力100KN/m2根據(jù)Meetham.轉(zhuǎn)引自＜Corrosion＞上卷P2.48大氣腐蝕成分克/米３重量％成分毫克/米３重量空氣11721101大氣腐蝕

雜質(zhì)

典型濃度，微克/米３二氧化硫(SO2)工業(yè)區(qū)：冬天350.夏天100農(nóng)村地區(qū)：冬天100.夏天40二氧化硫(SO3)大約為SO2含量的10％硫化氫(H2S)工業(yè)區(qū)：1.5~90城市地帶：0.5~1.7農(nóng)村地區(qū)：0.15~0.45春季測(cè)量的數(shù)字氨(NH3)工業(yè)區(qū)：4.8農(nóng)村地區(qū)：2.1氯化物(空氣樣品)內(nèi)地工業(yè)區(qū)：冬天4.8夏天2.7沿海農(nóng)村區(qū)：年平均5.4氯化物(雨水樣品)內(nèi)地工業(yè)區(qū)：冬天7.9夏天5.3沿海農(nóng)村區(qū)：冬天57夏天18毫克/升塵粒工業(yè)區(qū)：冬天250夏天100農(nóng)村地區(qū)：冬天60夏天15大氣雜質(zhì)的典型濃度根據(jù)Meetham.轉(zhuǎn)引自Shreired.<Corrosion>9大氣腐蝕雜質(zhì)典型濃度，102

在腐蝕學(xué)科中，常把大氣分為工業(yè)、海洋和農(nóng)村大氣三類，其中的海洋大氣腐蝕最為嚴(yán)重，工業(yè)大氣次之，農(nóng)村大氣最輕。10在腐蝕學(xué)科中，常把大氣分為工業(yè)、海洋和農(nóng)村大氣三類，其103

日常生活中，?？煽吹胶＿叧鞘凶孕熊嚾︿P蝕比內(nèi)陸的嚴(yán)重的多，據(jù)文獻(xiàn)介紹鋼在海岸的腐蝕比在沙漠中大400～500倍；離海岸24m的鋼試樣比內(nèi)陸mm的腐蝕快12倍；工業(yè)大氣比沙漠區(qū)的腐蝕可能大50至100倍。工業(yè)大氣的腐蝕性超過(guò)農(nóng)村大氣，主要原因是空氣污染嚴(yán)重，含有大量的腐蝕性氣體，如SO2、CO2等。11日常生活中，?？煽吹胶＿叧鞘凶孕熊嚾︿P蝕比內(nèi)陸的104

海洋大氣因其含有鹽分及海水的蒸發(fā)使其腐蝕性較之工業(yè)和農(nóng)村大氣都嚴(yán)重。大氣腐蝕是一種電化學(xué)過(guò)程，對(duì)于大氣的腐蝕性，有時(shí)不能光看某些腐蝕性氣體的含量和降塵量的大小，如沈陽(yáng)大氣污染中SO2最大濃度達(dá)1.38mg/m3，降塵量高達(dá)953mg/m2，五年合計(jì)相對(duì)濕度≥70％RH的日數(shù)為619天；上海大氣中SO2最大濃度為0.19mg/m2，五年合計(jì)相對(duì)濕度＞70％RH的日數(shù)為1162天，且氣溫比沈陽(yáng)高。

12海洋大氣因其含有鹽分及海水的蒸發(fā)使其腐蝕性較之工105

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明腐蝕以上海最為嚴(yán)重，廣州次之，沈陽(yáng)更次之，因?yàn)樯虾穸却蟮奶鞌?shù)比沈陽(yáng)高一倍，而侵蝕介質(zhì)又比廣州高?？梢?，大氣腐蝕是一個(gè)綜合作用的結(jié)果，在分析大氣腐蝕性時(shí)，通常碳鋼的大氣腐蝕速率取決于濕度、溫度、降水量、凝露以及大氣組成、灰塵、含鹽量、大氣污染等。13實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明腐蝕以上海最為嚴(yán)重，廣州次之，沈陽(yáng)更106

通常存在著臨界相對(duì)濕度，即金屬腐蝕速率突然上升時(shí)的相對(duì)濕度。當(dāng)RHM65％時(shí)，物體表面上附著0.001～0.01μm的水膜，如水膜中溶解有酸、堿、鹽，則會(huì)加速大氣腐蝕。空氣中相對(duì)濕度愈高，金屬表面上的水膜愈厚。一般在干濕交替的情況下腐蝕性最強(qiáng)。14通常存在著臨界相對(duì)濕度，即金屬腐蝕速率突然上升時(shí)1074.1金屬在大氣中的腐蝕

大氣腐蝕：金屬材料在大氣條件下發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)引起材料的破損稱為大氣腐蝕。大氣腐蝕是常見的一種腐蝕現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)由于大氣腐蝕而損失的金屬約占總的腐蝕量的50％以上，因在大氣中使用的鋼材量一般超過(guò)其生產(chǎn)總量的60％。例如，鋼梁、鋼軌、各種機(jī)械設(shè)備、車輛等都是在大氣環(huán)境下使用。因此了解和研究大氣腐蝕是非常必要的。

1.大氣腐蝕的分類大氣的主要成分不變，只有水分含量隨地域、季節(jié)、時(shí)間等條件而變化。根據(jù)金屬表面潮濕度的不同，把大氣腐蝕分為三類：154.1金屬在大氣中的腐蝕大氣腐蝕：金1084.1金屬在大氣中的腐蝕(1)干大氣腐蝕：干大氣腐蝕是在金屬表面不存在液膜層時(shí)的腐蝕。特點(diǎn)：在金屬表面形成不可見的保護(hù)性氧化膜(1~10nm)。如銅在被硫化物污染的空氣中所形成的一層膜。(2)潮大氣腐蝕：潮大氣腐蝕是指金屬在相對(duì)濕度小于100％的大氣中，表面存在肉眼看不見的薄的液膜層(10nm~1um)發(fā)生的腐蝕。例如，鐵即使沒受雨淋也會(huì)生銹。(3)濕大氣腐蝕：濕大氣腐蝕指金屬在相對(duì)濕度大于100％的大氣中，表面存在肉眼可見的水膜(1um~1mm)發(fā)生的腐蝕。如：水分以雨、霧、水等形式直接濺落在金屬表面上。164.1金屬在大氣中的腐蝕(1)干大氣腐蝕：干大氣腐蝕是在109

金屬表面上的水膜

金屬表面上的水膜對(duì)大氣腐蝕起著關(guān)鍵性作用。當(dāng)空氣濕度達(dá)到100%，形成肉眼可見的水膜。當(dāng)空氣的相對(duì)濕度低于100%，金屬表面也可能形成水膜，其原因有三：◆毛細(xì)凝聚◆化學(xué)凝聚◆吸附凝聚(3)

金屬表面上形成的水膜并不是純凈的水，因此，大氣腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕范疇。17金屬表面上的水膜金屬表面上的水膜對(duì)大氣腐蝕起著關(guān)鍵110金屬表面上水膜的形成.1毛細(xì)凝聚：微細(xì)裂紋、結(jié)構(gòu)間隙、空隙、塵埃微粒形成毛細(xì)管2吸附凝聚：不飽和鍵力3化學(xué)凝聚：吸水性化合物如NaCl、NH4NO318金屬表面上水膜的形成111大氣腐蝕毛細(xì)管半徑,Ao冷疑時(shí)相對(duì)濕度%毛細(xì)管半徑,Ao冷疑時(shí)相對(duì)濕度%3609447989080302115706050毛細(xì)管半徑與水汽冷疑所需相對(duì)濕度的關(guān)系1.構(gòu)件中的狹縫2.金屬表面上的灰塵3.腐蝕產(chǎn)物中的細(xì)孔大氣腐蝕條件下水汽毛細(xì)凝聚的可能中心19大氣腐蝕毛細(xì)管半徑,Ao冷疑時(shí)相對(duì)濕度%毛細(xì)管半徑,A112大氣腐蝕溶液中的鹽相對(duì)濕度%溶液中的鹽相對(duì)濕度%硫酸銅CuSO4.5H2O硫酸鉀K2SO4硫酸鈉Na2SO4碳酸鈉Na2CO3.10H2O硫酸亞鐵FeSO4.7H2O硫酸鋅ZnSO4.7H2O硫酸鎬3CdSO4.8H2O氯化鉀KCl硫酸銨(NH4)2SO4989893929290898681氯化銨NH4Cl氯化鈉NaCl氯化亞銅CuCl2.2H2O氯化亞鐵FeCl2氯化鎳NiCl2碳酸鉀K2CO3.2H2O氯化鎂MgCl2.6H2O氯化鈣CaCl2.6H2O氯化鋅ZnCl2.XH2O807668565444343210與飽和鹽溶液平衡的空氣相對(duì)濕度(20oC)(根據(jù)ToMaWoB.O’Brient等)20大氣腐蝕溶液中的鹽相對(duì)濕度%溶液中的鹽硫酸銅C113大氣腐蝕速度與金屬表面水膜厚度的關(guān)系腐蝕速度水膜厚度ⅠⅡⅢⅣ大氣腐蝕速度隨金屬表面水膜厚度的變化21大氣腐蝕速度與金屬表面水膜厚度的關(guān)系腐蝕速度水膜厚度ⅠⅡ114I區(qū)為金屬表面上有幾個(gè)分子層厚的吸附水膜，沒有形成連續(xù)的電解液，相當(dāng)于“干氧化”狀態(tài)，發(fā)生純化學(xué)腐蝕。II區(qū)對(duì)應(yīng)于“潮大氣腐蝕”狀態(tài)，出于電解液膜的存在，開始了電化學(xué)腐蝕過(guò)程．腐蝕速度急劇增加。III區(qū)為可見的液膜層，III區(qū)相當(dāng)于“濕大氣腐蝕”。隨著液膜厚度進(jìn)一步增加，氧的擴(kuò)散變得困難，因而腐蝕速度也相應(yīng)降低。液膜更厚就進(jìn)入IV區(qū)，這與浸泡在液體中的腐蝕相同。一般環(huán)境的大氣腐蝕大多是在II、III區(qū)進(jìn)行的，隨著氣候條件和相應(yīng)的金屬表面狀態(tài)的變化，各種腐蝕形式可以互相轉(zhuǎn)換。22I區(qū)為金屬表面上有幾個(gè)分子層厚的吸附水膜，沒有形成連續(xù)的1152.大氣腐蝕機(jī)理大氣腐蝕特點(diǎn)：金屬表面處于薄層電解液下的腐蝕過(guò)程，符合電化學(xué)腐蝕的一般規(guī)律。（1）大氣腐蝕的電化學(xué)過(guò)程當(dāng)金屬表面形成連續(xù)的電解液薄層時(shí)，大氣腐蝕的陰極過(guò)程主要是氧去極化。

在薄的液膜下，大氣腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程受到阻滯，因?yàn)檠醺菀椎竭_(dá)金屬表面，生成氧化膜或氧的吸附膜，使陽(yáng)極處于鈍態(tài)。當(dāng)液膜增厚，相當(dāng)于濕的大氣腐蝕時(shí)，氧到達(dá)金屬表面有一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程，因此腐蝕過(guò)程受氧擴(kuò)散過(guò)程控制。

因此潮的大氣腐蝕主要受陽(yáng)極過(guò)程控制，而濕大氣腐蝕主要受陰極過(guò)程控制。

陰極過(guò)程：陽(yáng)極過(guò)程：

232.大氣腐蝕機(jī)理在薄的液膜下，大氣腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程116（2）銹蝕機(jī)理

在銹層內(nèi)陽(yáng)極反應(yīng)發(fā)生在金屬/Fe3O4界面上：陰極反應(yīng)發(fā)生在Fe3O4/FeOOH界面上：可見銹層參與了陰極過(guò)程，圖4-1為Evans銹層模型圖。由圖可見銹層內(nèi)發(fā)生→的還原反應(yīng)，銹層參與了陰極過(guò)程。

碳鋼銹層結(jié)構(gòu)一般分內(nèi)外兩層。內(nèi)層緊靠鋼和銹的界面上，附著性好，結(jié)構(gòu)較致密，主要由致密的帶少許Fe3O4晶粒和非晶FeOOH構(gòu)成；外層由疏松的結(jié)晶

α-FeOOH和γ-FeOOH構(gòu)成。.圖4-1Evans銹層模型示意圖24（2）銹蝕機(jī)理陰極反應(yīng)發(fā)生在Fe3O4/FeOOH界面上117

大氣腐蝕原理毛細(xì)管凝聚化學(xué)凝聚吸附凝聚O2O2OH-eMMn+

陰極反應(yīng)：O2+H2O+4e4OH—

陽(yáng)極反應(yīng)：FeFe2++2e

濕條件：4Fe2O3+Fe2++2e3Fe3O4

干條件：3Fe3O4+0.75O24.5Fe2O3濕/干交替—腐蝕不斷發(fā)展eH2OH2OH2O25大氣腐蝕原理毛細(xì)管凝聚化學(xué)凝聚吸附凝聚O2O2118FeFe2++2e3Fe2++2OH-+1/2O2Fe3O4+H2O8FeOOH+3Fe2++2e3Fe3O4+H2O3Fe3O4+0.75O2+4.5H2O9FeOOH金屬基底氧化物界面微孔內(nèi)氧化物外層大氣腐蝕機(jī)理26FeFe2++2e金屬基底氧化物1193.工業(yè)大氣中金屬腐蝕特點(diǎn)工業(yè)大氣中的SO2、NO2、H2S、NH3等都增加大氣的腐蝕作用，加快金屬的腐蝕速度。

圖4-