No.6模塊三 任務(wù)三 局部腐蝕(縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕破裂)

教學(xué)任務(wù)任務(wù)三局部腐蝕（二）

一、縫隙腐蝕二、晶間腐蝕三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞應(yīng)力腐蝕破裂腐蝕疲勞空泡腐蝕31一、縫隙腐蝕1、概念金屬部件在介質(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)處于滯留狀態(tài)，引起縫內(nèi)金屬加速腐蝕，這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。任務(wù)三局部腐蝕（二）2、特征①縫隙必須很?。ㄒ话?.025~0.1mm）。

②幾乎所有的介質(zhì)，包括中性、接近中性及酸性介質(zhì)都能發(fā)生縫隙腐蝕。③具有自鈍化特性的金屬或合金敏感性較高。52任務(wù)三局部腐蝕（二）一、縫隙腐蝕3、機理閉塞電池模型教材P49:圖3-5碳鋼在中性海水中縫隙腐蝕示意氧濃差電池→閉塞電池的形成→酸化自催化作用→腐蝕加速縫隙腐蝕示意4、防止消除縫隙——最好方法選用不吸濕墊片去除固體顆粒電化學(xué)保護通常采用陽極保護。教材P130【思考】為什么一般不提倡用改變材料的方法來防止縫隙腐蝕？63二、晶間腐蝕1、概念指金屬材料在適宜的腐蝕性介質(zhì)中沿晶界發(fā)生和發(fā)展的局部腐蝕形態(tài)。任務(wù)三局部腐蝕（二）2、特征①金屬損失量很小。②不銹鋼、鎳基合金、鋁合金、鎂合金等都是晶間腐蝕敏感性高的材料。晶間腐蝕示意74任務(wù)三局部腐蝕（二）晶間腐蝕示意形成碳化物Cr23C6而析出。由于鉻的擴散速度較慢且得不到及時補充，因此晶界周圍嚴(yán)重地貧鉻。而貧鉻區(qū)的小陽極（晶界）和未影響區(qū)域的大陰極（晶粒）構(gòu)成了局部腐蝕電池，因而使貧鉻區(qū)受到期了晶間腐蝕。二、晶間腐蝕3、機理理奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕機—貧鉻理論當(dāng)奧氏體不銹鋼經(jīng)高溫固溶處理后，其中的碳處于過飽和狀態(tài)，當(dāng)在敏化溫度（500℃～800℃）范圍內(nèi)受熱時，奧氏體中過飽和的碳就會迅速向晶界擴散，與鉻85任務(wù)三局部腐蝕（二）二、晶間腐蝕4、防止降低鋼中含碳量因為碳與鉻形成Cr23C6碳化物導(dǎo)致晶間腐蝕的發(fā)生，當(dāng)含碳量降到0.02%（超低碳）以下時，不易產(chǎn)生晶間腐蝕。加入穩(wěn)定化元素在不銹鋼中加入穩(wěn)定化元素鈦（Ti）或鈮（Nb），可優(yōu)先與碳形成穩(wěn)定型碳化物，不至于形成Cr23C6，有利于防止貧鉻現(xiàn)象。采用固溶處理

使Cr23C6向TiC或NbC轉(zhuǎn)變，不再析出碳化鉻。96任務(wù)三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（一）拉應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用—應(yīng)力腐蝕破裂1、概念拉應(yīng)力與腐蝕環(huán)境的聯(lián)合作用所引起金屬的腐蝕破裂，稱為應(yīng)力腐蝕破裂（一般簡稱SCC）。

2、應(yīng)力腐蝕破裂的條件和破裂形式條件：拉應(yīng)力與特定介質(zhì)破裂形式：穿晶型、晶界型和混合型。

教材P51：表3-3

常用金屬易于產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂的腐蝕介質(zhì)StressCorrosionCraking107任務(wù)三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（一）拉應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用—應(yīng)力腐蝕破裂3、應(yīng)力腐蝕破裂的力學(xué)過程和特性力學(xué)過程拉應(yīng)力—主要因素之一裂紋的存在—重要因素之一特性①應(yīng)力必須是拉應(yīng)力。②合金對SCC的敏感性比純金屬高。③對某一種合金僅有幾種化學(xué)介質(zhì)能引起它的應(yīng)力腐蝕破裂。④應(yīng)力腐蝕裂紋的走向在宏觀上與主拉應(yīng)力的方向垂直，且斷口總是宏觀脆性的，即使韌性很好的合金也是如此。⑤對某種金屬材料，在特定的腐蝕環(huán)境中，只有足夠大的拉應(yīng)力才會發(fā)生SCC，否則應(yīng)力腐蝕破裂就不會發(fā)生。118任務(wù)三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（一）拉應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用—應(yīng)力腐蝕破裂4、應(yīng)力腐蝕破裂的防止①選擇適當(dāng)?shù)牟牧?。②熱處理消除殘余?yīng)力。③改變金屬表面應(yīng)力的方向。④合理設(shè)計設(shè)備結(jié)構(gòu)和控制制造工藝。⑤嚴(yán)格控制腐蝕環(huán)境。⑥添加緩蝕劑。⑦采用保護性覆蓋層。⑧采用陰極保護。129任務(wù)三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（二）交變應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用—腐蝕疲勞1、概念材料或結(jié)構(gòu)在交變載荷和腐蝕介質(zhì)共同作用下而引起的材料疲勞強度或疲勞壽命降低的現(xiàn)象稱為腐蝕疲勞。如：化工行業(yè)的泵軸及汽車彈簧經(jīng)常受拉壓交變應(yīng)力；間隙性輸送熱流體的管道、傳熱設(shè)備、反應(yīng)釜等也有可能由于溫度周期性變化而產(chǎn)生腐蝕疲勞。1310任務(wù)三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（二）交變應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用—腐蝕疲勞2、防止a.降低應(yīng)力如：通過設(shè)計合理的結(jié)構(gòu)，采用合理的加工、裝配方法以及消除應(yīng)力處理等措施，減小構(gòu)件的應(yīng)力。b.陰極保護如：低碳鋼在3%氯化鈉溶液中，外加電流可實現(xiàn)陰極保護。c.陽極保護如：不銹鋼可采用陽極保護。1411任務(wù)三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（三）沖擊應(yīng)力與環(huán)境聯(lián)合作用—空泡腐蝕1、概念空泡腐蝕是金屬與液體介質(zhì)之間作調(diào)整相對運動時液體介質(zhì)對金屬進(jìn)行的沖擊加腐蝕的一種腐蝕形式，空泡腐蝕的結(jié)果使金屬表面呈蜂窩狀腐蝕坑。2、防止設(shè)計結(jié)構(gòu)合理的流道合理選材如：選用硬度大并有足夠的延展性、組織均勻、表面光滑、耐蝕能力強的材料。使材料表面有吸收沖擊力的功能如：用彈