金属腐蚀学金属腐蚀学 (18).ppt

金属腐蚀学局部腐蚀 点腐蚀章节Chapter01点腐蚀01点腐蚀定义u金属材料在某些环境介质中，经过一定的时间后，大部分表面不发生腐蚀或腐蚀很轻微，但在表面上个别点或微小区域内出现孔穴或麻点，形成小孔状腐蚀坑，这种现象称为“点腐蚀”简称“点蚀”。又称为“小孔腐蚀”或“孔蚀”。点 腐 蚀01点蚀形貌点 腐 蚀01点蚀形貌点 腐 蚀a)窄深形 b)椭圆形 c)宽浅形 d)空洞形 e)底切形 f)水平形 g)垂直形蚀孔截面金相照片01点腐蚀的特征u点蚀隐蔽性强，破坏性大，金属重量损失很小。u通常发生在易钝化金属或合金表面。u腐蚀环境中往往有侵蚀性阴离子（最常见的是Cl-）和氧化剂同时存在。u蚀孔直径小、深度大。u从表面上看，点蚀坑多数被腐蚀产物所覆盖，呈闭口形式，但也有开口式的。u孔口直径一般等于或小于孔的深度，大小通常在数十微米到数百微米范围。点 腐 蚀01点蚀发生的条件u满足材料、介质和电化学三个方面的条件1点蚀多发生在表面容易钝化的金属材料上或表面有阴极性镀层的金属上如不锈钢、Al及Al合金，或如镀Sn、Cu或Ni的碳钢表面 当钝化膜或阴极性镀层局部发生破坏时，破坏区的金属和未破坏区形成了大阴极、小阳极的“钝化-活化腐蚀电池”，使腐蚀向基体纵深发展而形成蚀孔。点 腐 蚀铝合金点蚀01点蚀发生的条件u满足材料、介质和电化学三个方面的条件2点蚀发生于有特殊离子的腐蚀介质中不锈钢对卤素离子特别敏感顺序：ClBrI这些阴离子在金属表面不均匀吸附易导致钝化膜的不均匀破坏，诱发点蚀。3 金属的电位高于点蚀电位点 腐 蚀01点蚀电位u金属点腐蚀的产生需要在某一临界电位以上，该电位称作“点蚀电位”或击穿电位（Eb）。u点蚀电位Eb的测量可以利用动电位扫描法。u正、反向极化曲线交点对应的电位称为保护电位或再钝化电位（Ep）。u点蚀电位Eb越高，从热力学上讲金属的点蚀倾向越小；而Eb与Ep越接近，则表明金属钝化膜的修复能力越强。点 腐 蚀01点蚀的危害u点蚀导致金属的失重非常小，由于阳极面积很小，局部腐蚀速度很快，常使设备和管壁穿孔，从而导致突发事故。对孔蚀的检查比较困难。蚀孔尺寸很小，且经常被腐蚀产物遮盖。是破坏性和隐患性最大的腐蚀形态。点 腐 蚀01点蚀机理u1 点蚀的萌生是在金属表面的某些敏感位置（点蚀源处）形成点蚀核，即萌生点蚀孔。实质上就是钝化膜的局部破坏过程，较为典型的有穿透模型、吸附模型和钝化成相膜局部破裂模型等。萌生位置：化学不均匀处，物理不均匀处。点 腐 蚀01点蚀机理u2 点蚀的发展蚀孔内自催化机制，或闭塞腐蚀电池作用。以不锈钢在充气的含Cl-的中性介质中的腐蚀过程为例。u大阴极-小阳极电池、孔内外氧浓差电池、“闭塞电池自催化酸化作用”等构成了点蚀发展过程的推动力。点 腐 蚀01点蚀影响因素u材料因素：u具有自钝化特性的金属或合金，对点蚀的敏感性较高；u当金属表面存均匀致密的钝化膜时，点蚀的抗力随钝化膜厚度增加而提高。u孔隙率高的钝化膜加速点蚀的萌生。u金属表面存在n型氧化膜时，其点蚀敏感性高，而当被p型氧化膜覆盖时，其点蚀敏感性则较低；u电解抛光或机械抛光能够提高钢的抗点蚀能力，而积有灰尘或有金属和非金属杂质的表面，易产生点蚀。u位错在金属材料表面露头处易点蚀。点 腐 蚀01点蚀影响因素u环境因素：u多数金属点蚀破坏易发生在含有卤素阴离子的溶液中。u侵蚀性卤素离子介质中若含有去极化较有效的阳离子，可以加速点蚀。u溶液pH值：在溶液的pH值低于910时，对二价金属，点蚀电位与pH值几乎无关，高于此值，点蚀电位升高。u环境温度：温度升高，点蚀电位降低，点蚀密度增加。温度过高，反应物质的运动速度加快，蚀孔内反应物的积累减少以及氧溶解度下降，点蚀电位升高。u介质流速：溶液流动有益于抑制点蚀。点 腐 蚀01点蚀控制措施u合理选择耐蚀材料：钛及其合金在通常环境中具有优异的抗点蚀性能；不锈钢材料，适当增加抗点蚀有效的合金元素如Cr、Mo、N、Si等，而降低Mn、S等有害杂质元素，可以显著提高其抗点蚀性能。u降低环境的侵蚀性：降低环境中的Cl-、Br-等侵蚀性阴离子浓度。u电化学保护：采用电化学保护措施，将电位降低到保护电位以下。u表面处理和改善热处理制度：光滑表面；包覆纯铝可以提高铝合金的抗点蚀性能；铝合金，应避免在500左右退火，以防止过多的阴极性沉积相析出。点 腐 蚀