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(duì)抗蝕性能的影響合金元素對(duì)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(duì)抗蝕性能的影響合金元素對(duì)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(yīng)力腐蝕提高：應(yīng)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(dāng)中不易生銹，或抗蝕性在一定的腐蝕介質(zhì)當(dāng)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(dá)到達(dá)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(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中：含強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中：含Cr達(dá)到達(dá)到18%，還要加入其它，還要加入其它氯離子氯離子點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕縫隙腐蝕縫隙腐蝕晶界腐蝕：晶界腐蝕：0.03%C應(yīng)力腐蝕開裂：奧氏體不銹鋼應(yīng)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(hù)奧氏體不銹鋼的防護(hù)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(yīng)力處理去應(yīng)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(hù)奧氏體不銹鋼的防護(hù)應(yīng)力腐蝕的控制應(yīng)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(yīng)力使用應(yīng)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(qiáng)化、熱處理：可強(qiáng)化、 不可強(qiáng)化不可強(qiáng)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(diǎn)蝕；氧化性濃酸點(diǎn)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(diǎn)蝕易產(chǎn)生點(diǎn)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(diǎn)蝕點(diǎn)蝕晶間腐蝕晶間腐蝕 機(jī)理機(jī)理 影響因素：淬火溫度、淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間、斷面尺影響因素：淬火溫度、淬火轉(zhuǎn)

7、移時(shí)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(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕 機(jī)理：陽極溶解、氫脆機(jī)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(yīng)力方向熱處理工藝、應(yīng)力方向 控制措施：介質(zhì)、控制措施：介質(zhì)、 應(yīng)力、雙級(jí)時(shí)效、應(yīng)力、雙級(jí)時(shí)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(jī)理：晶界腐蝕機(jī)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(qiáng)氧化介質(zhì)易遭破壞介質(zhì)：還原性酸溶液、強(qiáng)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(duì)溴、碘的耐蝕性與氯相似，不耐氟及其化合物對(duì)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(jī)酸無機(jī)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(qiáng)硫酸：低溫下較小，高溫下加強(qiáng)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(dǎo)致氫脆堿液

9、易吸氫導(dǎo)致氫脆 有機(jī)酸有機(jī)酸 與有機(jī)酸的還原性和氧化性有關(guān)與有機(jī)酸的還原性和氧化性有關(guān) 耐：大部分有機(jī)酸耐：大部分有機(jī)酸 氫氫 易吸氫導(dǎo)致氫脆易吸氫導(dǎo)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(xué)穩(wěn)定性高、熱力學(xué)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(diǎn)潮濕大氣：腐蝕斑點(diǎn)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(yīng)力腐蝕、黃銅：脫鋅腐蝕、應(yīng)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(fù)合材料復(fù)合材料4.3.1 復(fù)合材料復(fù)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(qiáng)材料增強(qiáng)材料 界面腐蝕界面腐蝕 應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞應(yīng)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(hù)要求結(jié)構(gòu)防護(hù)要求 環(huán)境腐蝕防護(hù)環(huán)境腐蝕防護(hù)