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1、江西红壤对钢的腐蚀特性及分析,1.简单介绍我国土壤的颜色及分布2.酸性土壤形成具体原因3.了解酸性土壤的成分及特点4.酸性土壤对钢种腐蚀的特点和机理5.不同钢种的主要腐蚀因素,我国土壤的颜色及分布,概述 我国地域辽阔，各个地区的气候、温度、水分等自然地理条件的差异较大，使得各地区的土壤呈现出不同的颜色。北方地区多黑土和黄土，南方地区多红壤、黄壤，四川盆地的土壤呈紫色。,土壤颜色差异及成因,影响土壤颜色的主要原因有土壤中腐殖质含量的多少、土壤中所含化合物的种类以及土壤的风化变质程度 1. 首先，土壤颜色的深浅与腐殖质有关 腐殖质含量多时，土壤呈黑色，譬如北方寒地黑土； 腐殖质含量少时，土壤呈灰色
2、，如新疆灰漠土 2.其次，土壤的颜色还与土壤中所含化合物的种类有关 氢氧化铁为红色，在土壤中含量多时，土壤便呈现不同程度的红、棕红及棕黄色 二氧化硅、碳酸钙、高岭土、氢氧化铝等为白色，土壤中含任何一种这类化合物时，即呈灰白、浅灰或黄灰色,3. 第三，土壤的颜色还和其风化变质程度有很大的关系,红壤是在高温高湿条件下，矿物发生强烈的风化产生大量可溶性的盐基、硅酸和含铝铁物质盐基和硅酸进入地下水后流走。含铝铁物质则积累下来，在干燥条件下发生脱水形成无水的Fe2O3和Al2O3，红色的赤铁矿使土壤呈现红色 黄壤是铁质未完全氧化而呈现的 紫色土壤则主要是由于成土年龄较短，其母岩是中、新生代沉积的紫色页岩
3、或砂页岩,土壤的地域分布,由于地形和气候等差异，北方地区多黑土和黄土，部分地区有盐碱土。黑土是温带草原地带和森林地带所特有的土壤。因冬季寒冷、土地封冻，土壤里形成了大量的腐殖质，使土壤呈黑色，较为肥沃，其主要分布于东北地区。南方地区多红壤、黄壤以及水稻土。红壤是亚热带常绿阔叶林地带发育的土壤。因高温多雨的气候，风化强烈，可溶性矿物被淋失，氧化铁等矿物增多，使土壤呈红色。,黑色土壤 紫色土壤,红色土壤 灰色土壤,各地区土壤的成分及特点,各地区土壤理化性质对比,金属在酸性土壤中的腐蚀机理,金属在土壤中的腐蚀, 绝大多数是电化学腐蚀. 金属在酸性土壤介质中也必然和在其它土壤介质一样同时存在阴极和阳极
4、两个过程, 两个过程以相等的速度进行, 但不在同一区域. 为了研究金属材料在酸性土壤中的腐蚀规律, 必须了解金属发生电化学腐蚀的基本理论阴极过程:金属在酸性土壤中腐蚀, 阴极过程是控制步骤.当pH 4 时, 这个过程受氧输送控制, 氧向地下金属构件表面扩散, 是一个非常缓慢的过程, 与传统电解液的腐蚀不同, 就在于氧的进入不仅受到紧靠着阴极表面的电解质的限制, 而且还受到阴极周围土层的阻碍. 阴极过程为:O2+ 2H2O+ 4e- 4OH-,当pH 4, 也就是阴极主要以氧气扩散为主.阳极过程:阳极金属发生溶解, 在酸性较强的土壤中, Fe以离子状态存在于土壤中Fe Fe + 2e当pH 4
5、时, Fe+ 2OH- Fe( OH) 22Fe( OH) 2+ 1/ 2O2+ H2O 2Fe( OH) 3,Fe( OH) 3 不稳定, 转变为更稳定的产物Fe( OH) 3 FeOOH（碱式氧化亚铁 ）+ H2O,影响酸性土壤腐蚀的因素,影响酸性土腐蚀, 有多种因素, 其中主要有:( 1) 交换性铝 ( 2) Cl和so4- ( 3) 土壤电阻率 ( 4) 含水量 ( 5) pH 值 1 .交换性铝 金属在强酸性土壤中, 受到很强的腐蚀. 但在有机质和有机酸含量很高的缓冲性能较强的土壤中, 即使pH 呈中性, 对金属也有较大的腐蚀性, 这是因为有机酸与铝的络合促进了铝的溶解, 随着有机酸
6、浓度的增加, 这种促进作用加强 . pH 300 欧米) , 腐蚀却很严重.这与土壤其他成分因素有关4.含水量水分是使土壤成为电解质, 造成电化学腐蚀的先决条件. 当含水量低时, 腐蚀速率随含水量的增加而增加; 达到某一含水量时, 材料的腐蚀率最大; 再增加含水量, 其腐蚀反而下降如果将土壤介质中的金属腐蚀看作一个腐蚀电池的话, 在含水量较低时, 含水量的增加, 使腐蚀电池回路中的电阻变小, 腐蚀性增加, 直到某一临界值, 土壤中可溶盐全部溶解, 回路电阻达到最小, 进一步提高含水量, 则可溶盐浓度降低, 土壤胶粒膨胀, 空隙变小, 阴极过程受阻, 土壤腐蚀性降低,5.pH 值,土壤酸碱性是土
7、壤的很多化学性质, 特别是盐基状况的综合反应. 土壤的酸碱度包括酸性强度( pH) 和容量( 酸度总量、缓冲性能) 两方面.土壤酸碱性对金属腐蚀的影响是多途径的. 在强酸性土壤中, H+ 的去极化过程, 直接影响阴极极化. 随着pH 的降低, 氢的去极化电极电位增加, 阴极电位升高, 腐蚀电流增加, 腐蚀速度加快. 随着pH的升高, 氧开始参与阴极反应, 当pH 升高到一定值时, 阴极以氧放电为主.当腐蚀决定于微电池或距离不太长的宏电池时, 腐蚀主要为阴极过程来控制. 而绝大多数pH 为4. 5 9. 0 的土壤中阴极去极化过程是氧的还原, 与氢离子浓度无直接关系. 只有在pH 4. 5 的强
8、酸性土壤中, 阴极去极化过程才是氢离子的放电.,我们已经了解了红壤的成分特点及腐蚀钢的主要因素，但是对于不同钢种各个因素起到的作用大小不同,常见钢种分类碳素结构钢合金结构钢弹簧钢滚动轴承钢碳素工具钢合金工具钢不锈钢耐热钢其他钢种,下面以碳素结构钢，不锈钢及合金钢为例,碳素结构钢Q235钢该钢种主要受到含水量的影响 腐蚀前 10%H2O,20% H2O 30%H2O,1Cr18Ni9Ti 不锈钢,不锈钢在酸性及中性土壤中腐蚀轻微, 在高盐碱性土壤中腐蚀比中酸性土壤稍微严重些, 而且出现点蚀现象; 土壤中Cl及SO4 是影响不锈钢腐蚀的最主要因素, 随着土壤Cl及SO4 增多, 不锈钢的腐蚀失重近
9、似线性增大; 土壤pH 值也是影响不锈钢腐蚀的主要因素, 土壤pH 值增加, 腐蚀失重缓慢增大, 当土壤pH 值达到8. 5 以上时, 腐蚀失重急剧增大; 自然腐蚀电位能大致上反映不锈钢在土壤中的腐蚀行为, 腐蚀电位较正, 腐蚀轻微,腐蚀电位较负, 腐蚀较严重.,合金材料,在具有高土壤电阻率、低可溶盐含量及高含水率的酸性红壤中, 碳钢与Ly11铝合金腐蚀得严重, 铅与H60 黄铜腐蚀得也较重, 1Cr13 不锈钢腐蚀得较微。,总结,1.酸性土壤的腐蚀机理为电化学腐蚀2.酸性红壤的质地含水率、pH 值及可溶盐含量主要决定 着对土壤中金属的腐蚀行为3.不同钢种在酸性土壤中腐蚀的程度及腐蚀因素不同4.我们因该根据不同地区的土壤成分差异选择钢种，尽量 使经济损失最低,讲解结束,谢谢大家 08012414 李欢欢,
