第三章全面腐蚀和局部腐蚀高等教学

第三章全面腐蚀与局部腐蚀第三章全面腐蚀与局部腐蚀n1 全面腐蚀全面腐蚀n2 点腐蚀点腐蚀n3 缝隙腐蚀缝隙腐蚀n4 电偶腐蚀电偶腐蚀n5 晶间腐蚀晶间腐蚀n6 选择性腐蚀选择性腐蚀n7 应力腐蚀应力腐蚀n8 腐蚀疲劳腐蚀疲劳1高级教育金属的腐蚀形态金属的腐蚀形态: :全面腐蚀全面腐蚀 局部腐蚀局部腐蚀全面腐蚀：全面腐蚀： 各部位腐蚀速率接近，金属的表面比较均匀地减薄，金属表各部位腐蚀速率接近，金属的表面比较均匀地减薄，金属表面无明显的腐蚀形态差别同时允许具有一定程度的不均匀性面无明显的腐蚀形态差别同时允许具有一定程度的不均匀性局部腐蚀：局部腐蚀： 腐蚀的发生在金属的某一特定部位；阳极区和阴极区可以截腐蚀的发生在金属的某一特定部位；阳极区和阴极区可以截然分开，其位置可以用肉眼或微观观察加以区分；同时次生腐蚀然分开，其位置可以用肉眼或微观观察加以区分；同时次生腐蚀产物又可在阴、阳极交界的第三地点形成产物又可在阴、阳极交界的第三地点形成2高级教育3.1 全面腐蚀全面腐蚀全面腐蚀：： 腐蚀分布于金属的整个表面，使金属整体减薄腐蚀分布于金属的整个表面，使金属整体减薄。

全面腐蚀发生的条件全面腐蚀发生的条件：： 腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位，腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位，而且金属的成分和组织比较均匀而且金属的成分和组织比较均匀腐蚀速率的表示方法：腐蚀速率的表示方法： 均匀腐蚀速率－失重或失厚均匀腐蚀速率－失重或失厚 如通常用如通常用mm/amm/a来表达全面腐蚀速率来表达全面腐蚀速率3高级教育全面腐蚀的电化学特点：全面腐蚀的电化学特点： 腐蚀原电池的腐蚀原电池的阴、阳极面积非常小阴、阳极面积非常小，，甚至用甚至用微观方法也无法辨认，而且微阳极和微阴极的位微观方法也无法辨认，而且微阳极和微阴极的位置随机变化置随机变化 整个金属表面在溶液中处于活化状态，只是整个金属表面在溶液中处于活化状态，只是各点随时间（或地点）有能量起伏，能量高时各点随时间（或地点）有能量起伏，能量高时（处）呈阳极，能量低时（处）呈阴极，从而使（处）呈阳极，能量低时（处）呈阴极，从而使整个金属表面遭受腐蚀整个金属表面遭受腐蚀4高级教育局部腐蚀局部腐蚀局部腐蚀种类局部腐蚀种类: :点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳及磨损腐蚀。

选择性腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳及磨损腐蚀5高级教育 全面腐蚀与局部腐蚀的比较6高级教育全面腐蚀危害：全面腐蚀危害： 造成金属的大量损失，可以检测和预测腐蚀造成金属的大量损失，可以检测和预测腐蚀速率，一般不会造成突然事故根据测定和预测速率，一般不会造成突然事故根据测定和预测的腐蚀速率，在工程设计时可预先考虑应有的腐的腐蚀速率，在工程设计时可预先考虑应有的腐蚀裕量局部腐蚀的危害：局部腐蚀的危害： 导致的金属的损失量小，很难检测其腐蚀速导致的金属的损失量小，很难检测其腐蚀速率往往导致突然的腐蚀事故腐蚀事故中率往往导致突然的腐蚀事故腐蚀事故中8080％％以上是由局部腐蚀造成的，难以预测腐蚀速率并以上是由局部腐蚀造成的，难以预测腐蚀速率并预防7高级教育3.2 3.2 点腐蚀（点腐蚀（pittingpitting））点蚀：点蚀：又称小孔腐蚀，是一种腐蚀集中在金属表面又称小孔腐蚀，是一种腐蚀集中在金属表面的很小范围内，并深入到金属内部的小孔状腐蚀形的很小范围内，并深入到金属内部的小孔状腐蚀形态，蚀孔直径小、深度深态，蚀孔直径小、深度深点蚀的程度：点蚀的程度：用点蚀系数来表示用点蚀系数来表示蚀孔的最大深度和金属平均腐蚀深度的比值蚀孔的最大深度和金属平均腐蚀深度的比值。

8高级教育点蚀的危害：点蚀的危害：Ø点蚀导致金属的失重非常小，由于阳极面积很小，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，从而导局部腐蚀速度很快，常使设备和管壁穿孔，从而导致致突发事故突发事故Ø对孔蚀的检查比较困难对孔蚀的检查比较困难 因为蚀孔尺寸很小，而且经常被腐蚀产物遮盖，因为蚀孔尺寸很小，而且经常被腐蚀产物遮盖，因而定量测量和比较点蚀的程度也很困难因而定量测量和比较点蚀的程度也很困难Ø是破坏性和隐患性是破坏性和隐患性最大最大的腐蚀形态的腐蚀形态9高级教育a)a)窄深形窄深形b)b)椭圆形椭圆形c)c)宽浅形宽浅形d)d)空洞形空洞形e)e)底切形底切形f)f)水平形水平形g)g)垂直形垂直形点蚀的形貌点蚀的形貌10高级教育11高级教育3.2.1 点蚀发生的条件点蚀的发生一般要满足点蚀的发生一般要满足材料材料、、介质介质和和电化学电化学三个方面的条三个方面的条件：件：1 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性镀层的金属上（（如不锈钢、如不锈钢、AlAl及及AlAl合金）或表面有阴极性镀层的金属上（如合金）或表面有阴极性镀层的金属上（如镀镀SnSn、、CuCu或或NiNi的碳钢表面）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坏区形成了大阴极、小阳极大阴极、小阳极的的“钝化－活化腐蚀电池钝化－活化腐蚀电池”，使腐，使腐蚀向基体纵深发展而形成蚀孔。

蚀向基体纵深发展而形成蚀孔12高级教育2 2．点蚀发生于有特殊离子的腐蚀介质中．点蚀发生于有特殊离子的腐蚀介质中l不锈钢对卤素离子特别敏感不锈钢对卤素离子特别敏感l作用的顺序是：作用的顺序是：ClCl－－>Br>Br－－>I>I－－l这些阴离子在金属表面不均匀吸附易导致钝化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，诱发点蚀膜的不均匀破坏，诱发点蚀13高级教育3．点蚀发生在特定的一临界电位（点蚀电位．点蚀发生在特定的一临界电位（点蚀电位或破裂电位或破裂电位Eb)以上n当当E>Eb时，点蚀迅速发生时，点蚀迅速发生和发展和发展n当当Ep

就发生了点蚀16高级教育吸附理论吸附理论( (吸附膜理论吸附膜理论) )：：• 金属表面生成氧或含氧粒子的吸附层而引起钝化金属表面生成氧或含氧粒子的吸附层而引起钝化. .• 吸附理论认为蚀孔的形成是吸附理论认为蚀孔的形成是阴离子阴离子( (如如ClCl－－离子离子) )与与氧氧的的竞争吸附竞争吸附的结果• 例如：在去气溶液中金属表面吸附是由水形成的例如：在去气溶液中金属表面吸附是由水形成的稳定氧化物离子一旦氯的络合离子取代稳定氧化稳定氧化物离子一旦氯的络合离子取代稳定氧化物离子，该处吸附膜被破坏，而发生点蚀物离子，该处吸附膜被破坏，而发生点蚀17高级教育( (3)3)点蚀敏感位置点蚀敏感位置Ø金属材料表面组织和结构的不均匀性使表面钝化膜的金属材料表面组织和结构的不均匀性使表面钝化膜的某些部位较为薄弱，从而成为点蚀容易形核的部位：某些部位较为薄弱，从而成为点蚀容易形核的部位：晶界、夹杂、位错和异相组织晶界、夹杂、位错和异相组织点蚀敏感位置点蚀敏感位置——晶界：晶界：• 表面结构不均匀性，特别是在晶界处有析出相时表面结构不均匀性，特别是在晶界处有析出相时• 如在奥氏体不锈钢晶界析出的碳化物相及铁素体如在奥氏体不锈钢晶界析出的碳化物相及铁素体或复相不锈钢晶界析出的高铬或复相不锈钢晶界析出的高铬σσ相，使不均匀性更为相，使不均匀性更为突出。

突出•此外，由于晶界结构的不均匀性及吸附导致晶界处此外，由于晶界结构的不均匀性及吸附导致晶界处产生化学不均匀性产生化学不均匀性18高级教育点蚀敏感位置点蚀敏感位置——夹杂物：夹杂物：硫化物夹杂硫化物夹杂是碳钢、低合金钢、不锈钢以及是碳钢、低合金钢、不锈钢以及NiNi等材料等材料萌生点蚀最敏感的位置萌生点蚀最敏感的位置• 常见的常见的FeSFeS和和MnSMnS夹杂容易在稀的强酸中溶解，形成夹杂容易在稀的强酸中溶解，形成空洞或狭缝，成为点蚀的起源空洞或狭缝，成为点蚀的起源• 同时，硫化物的溶解将产生同时，硫化物的溶解将产生H H＋＋或或H H2 2S S，它们会起活，它们会起活化作用，妨碍蚀孔内部的再钝化，使之继续溶解化作用，妨碍蚀孔内部的再钝化，使之继续溶解• 在氧化性介质中，特别是中性溶液中，硫化物不溶在氧化性介质中，特别是中性溶液中，硫化物不溶解，但促进局部电池的形成，作为局部阴极而促进蚀解，但促进局部电池的形成，作为局部阴极而促进蚀孔的形成孔的形成19高级教育点蚀敏感位置点蚀敏感位置——位错：位错： 金属材料金属材料表面露头表面露头的位错也是产生点蚀的敏感部位。

的位错也是产生点蚀的敏感部位异相组织：异相组织：• 耐蚀合金元素在不同相中的分布不同，使不同的相具耐蚀合金元素在不同相中的分布不同，使不同的相具有不同的点蚀敏感性，即具有不同的有不同的点蚀敏感性，即具有不同的EbEb值• 例如：在铁素体－奥氏体双相不锈钢中，例如：在铁素体－奥氏体双相不锈钢中，铁素体相中铁素体相中的的CrCr、、MoMo含量较高，易钝化含量较高，易钝化；；而而奥氏体相容易破裂奥氏体相容易破裂点蚀点蚀一般发生在铁素体和奥氏体的相界处奥氏体一侧一般发生在铁素体和奥氏体的相界处奥氏体一侧20高级教育点蚀的孕育期：点蚀的孕育期：p 从金属与溶液接触到点蚀产生的这段时间从金属与溶液接触到点蚀产生的这段时间p 孕育期随溶液中孕育期随溶液中ClCl－－浓度增加和电极电位的升高而缩短浓度增加和电极电位的升高而缩短p EngellEngell等发现低碳钢发生点蚀的孕育期等发现低碳钢发生点蚀的孕育期ττ的倒数与的倒数与ClCl－－浓度呈线性关系即：浓度呈线性关系即： 1 /τ= 1 /τ= k k[ [Cl Cl − ] ]p k k－常数，－常数，[Cl[Cl－－] ]在一定临界值以下，不发生点蚀。

在一定临界值以下，不发生点蚀21高级教育2.2.蚀孔生长（发展）蚀孔生长（发展）• 蚀孔内部的电化学条件发生了显著的改变，对蚀孔的生蚀孔内部的电化学条件发生了显著的改变，对蚀孔的生长有很大的影响，因此蚀孔一旦形成，发展十分迅速长有很大的影响，因此蚀孔一旦形成，发展十分迅速• 蚀孔发展的主要理论是以蚀孔发展的主要理论是以“闭塞电池闭塞电池”的形成为基础，的形成为基础，并进而形成并进而形成“活化－钝化腐蚀电池活化－钝化腐蚀电池”的自催化理论的自催化理论22高级教育1 1．．闭塞电池的形成条件：闭塞电池的形成条件：(a)(a)在反应体系中具备在反应体系中具备阻碍液相传质阻碍液相传质过程的几何条件过程的几何条件•在孔口腐蚀产物的塞积可在局部造成传质困难，在孔口腐蚀产物的塞积可在局部造成传质困难，•缝隙及应力腐蚀的裂纹也都会出现类似的情况缝隙及应力腐蚀的裂纹也都会出现类似的情况(b) (b) 有导致局部不同于整体的有导致局部不同于整体的环境环境(c) (c) 存在导致局部不同于整体的存在导致局部不同于整体的电化学和化学反应电化学和化学反应23高级教育蚀孔的自催化发展过程蚀孔的自催化发展过程: :点蚀一旦发生，蚀空内外就会发生一系列的变化点蚀一旦发生，蚀空内外就会发生一系列的变化(1)(1)首先是蚀孔内的金属发生溶解首先是蚀孔内的金属发生溶解. .蚀孔外金属处于钝化态蚀孔外金属处于钝化态 阳极过程：阳极过程：M MM Mn+n++ne +ne 阴极过程：阴极过程：O O2 2+H+H2 2O+ne 4OHO+ne 4OH- - 供养充分供养充分蚀孔内金属处于活性溶解状态蚀孔内金属处于活性溶解状态 阳极过程：阳极过程：M MM Mn+n++ne +ne 阴极过程：阴极过程：O O2 2+H+H2 2O+ne 4OHO+ne 4OH- -氧扩散困难氧扩散困难- -缺氧缺氧阴极反应为吸氧反应阴极反应为吸氧反应, ,蚀孔内缺氧蚀孔内缺氧, , 蚀孔外富氧蚀孔外富氧, ,形成供氧浓形成供氧浓差电池差电池24高级教育n(2)(2)孔内金属离子浓度不断增加孔内金属离子浓度不断增加. .n为了保持反应体系整体的电中性为了保持反应体系整体的电中性, ,蚀孔外部蚀孔外部ClCl- -向孔内迁移向孔内迁移, ,孔内孔内ClCl- -浓度升高至整体溶液的浓度升高至整体溶液的3-103-10倍倍. .n金属离子水解金属离子水解Mn++nH2O M(OH)n+nH+nH+浓度升高，浓度升高，pHpH值下降（值下降（2 2~3 3），空内严重酸化），空内严重酸化25高级教育（（3 3）孔内的金属实质上处于）孔内的金属实质上处于HClHCl介质中，即处于活化溶解状介质中，即处于活化溶解状态；态； 蚀孔外溶液仍然富氧，介质维持原状，表面依然维持钝态蚀孔外溶液仍然富氧，介质维持原状，表面依然维持钝态 从而形成了从而形成了“活化（孔内）活化（孔内）－－钝化（孔外）钝化（孔外）腐蚀电池腐蚀电池”，使点蚀以自催化的形式发展。

使点蚀以自催化的形式发展26高级教育蚀孔内发生的自催化过程27高级教育3.2.3 点蚀的影响因素点蚀的影响因素一、一、环境因素环境因素1.1.介质类型：介质类型： 一般材料易发生点蚀的介质是特定的一般材料易发生点蚀的介质是特定的 不锈钢容易在含有卤素离子不锈钢容易在含有卤素离子ClCl－－、、BrBr－－、、I I－－的溶液中发生点蚀的溶液中发生点蚀 铜对铜对SOSO4 42 2－－则比较敏感则比较敏感FClFCl3 3 、、CuClCuCl2 2高价金属离子参与阴极反应，促进点蚀形成和发展高价金属离子参与阴极反应，促进点蚀形成和发展28高级教育n在一定的条件下溶液中有些阴离子具有在一定的条件下溶液中有些阴离子具有缓蚀缓蚀效果，效果，¨对不锈钢阴离子缓蚀效果的顺序是：对不锈钢阴离子缓蚀效果的顺序是： OHOH－－>NO>NO3 3－－>AC>AC－－>SO>SO4 42 2－－>ClO>ClO4 4－－；；¨对铝则有：对铝则有：NONO3 3－－>CrO>CrO4 4－－>AC>AC－－>SO>SO4 42 2－－29高级教育2.2.介质浓度：介质浓度： 一般认为，只有当卤素离子达到一定浓度时，才发生点蚀。

一般认为，只有当卤素离子达到一定浓度时，才发生点蚀产生点蚀的最小浓度可以作为评定点蚀趋势的一个参量产生点蚀的最小浓度可以作为评定点蚀趋势的一个参量 例如，不锈钢的点蚀电位随卤素离子浓度升高而下降，其例如，不锈钢的点蚀电位随卤素离子浓度升高而下降，其关系可表示为：关系可表示为：其中其中E EX X－－为点蚀电位；为点蚀电位；C CX X－－为阴离子浓度；为阴离子浓度；常数常数a a、、b b值与钢种及卤素离子种类有关值与钢种及卤素离子种类有关在在ClCl－－、、BrBr－－、、I I－－三种离子中三种离子中ClCl－－对点蚀电位的影响最大对点蚀电位的影响最大30高级教育3.3.介质温度的影响：介质温度的影响：在相当宽的范围内，随在相当宽的范围内，随温度的提高温度的提高，不锈钢，不锈钢点蚀电位降低点蚀电位降低• 温度升高，活性点增加，参与反应的物质运动速度加温度升高，活性点增加，参与反应的物质运动速度加快，在蚀孔内难以引起反应物的积累，快，在蚀孔内难以引起反应物的积累，•氧的溶解度明显下降等原因造成的氧的溶解度明显下降等原因造成的•在含氯介质中，各种不锈钢都存在临界点蚀温度（在含氯介质中，各种不锈钢都存在临界点蚀温度（CPTCPT））•在这一温度点蚀几率增大在这一温度点蚀几率增大•随温度升高，更易产生并趋于严重。

随温度升高，更易产生并趋于严重31高级教育4.4.溶液溶液pHpH的影响：的影响：•当当pH<10pH<10时，影响较小时，影响较小•当当pH>10pH>10后，点蚀电位上升后，点蚀电位上升5.5.介质流速的影响：介质流速的影响：•流速增大，点蚀倾向降低流速增大，点蚀倾向降低•对不锈钢有利于减少点蚀的流速为对不锈钢有利于减少点蚀的流速为1m/s1m/s左右左右•若流速过大，则将发生冲刷腐蚀若流速过大，则将发生冲刷腐蚀32高级教育冶金因素冶金因素1.1.金属本性的影响金属本性的影响不同金属点蚀电位不同不同金属点蚀电位不同几种金属在几种金属在5.85g/L NaCl溶液中的点蚀电位溶液中的点蚀电位33高级教育2 2、合金元素的影响、合金元素的影响•Cr和和Mo：：• 提高不锈钢耐点蚀性能最有效的元素提高不锈钢耐点蚀性能最有效的元素• 增加增加Cr含量能提高钝化膜的稳定性，即提高含量能提高钝化膜的稳定性，即提高Eb值•不锈钢中加入适量的不锈钢中加入适量的V、、Si和稀土元素对抗点蚀有益和稀土元素对抗点蚀有益•降低钢中降低钢中S、、P、、C等杂质，减小点蚀敏感性等杂质，减小点蚀敏感性3 3、热处理、热处理不锈钢焊缝处：热处理不锈钢焊缝处：热处理 沉淀相，增加点蚀的倾向性沉淀相，增加点蚀的倾向性34高级教育3.2.4 防止点蚀的措施防止点蚀的措施1.改善介质条件：改善介质条件：•降低溶液中的降低溶液中的Cl－－含量含量•减少氧化剂（如除氧和减少氧化剂（如除氧和Fe3 3＋＋、、Cu2 2＋＋））•降低温度，降低温度，•提高提高pH，，•使用缓蚀剂使用缓蚀剂35高级教育2.2.选用耐点蚀的合金材料：选用耐点蚀的合金材料：•近年来发展了很多含有高含量近年来发展了很多含有高含量CrCr、、MoMo，及含，及含N N、低、低C C（（<0.03%<0.03%）的奥氏体不锈钢。

的奥氏体不锈钢•双相钢和高纯铁素体不锈钢抗点蚀性能良好双相钢和高纯铁素体不锈钢抗点蚀性能良好•TiTi和和TiTi合金具有最好的耐点蚀性能合金具有最好的耐点蚀性能3.3.表面处理表面处理•对材料表面进行钝化处理，提高其钝态稳定性对材料表面进行钝化处理，提高其钝态稳定性36高级教育4.4.阴极保护：阴极保护：•使电位低于使电位低于EbEb，最好低于，最好低于EpEp，使不锈钢处于稳定钝化，使不锈钢处于稳定钝化区•这称为钝化型阴极保护这称为钝化型阴极保护•应用时要特别注意严格控制电位应用时要特别注意严格控制电位5.5.缓蚀剂保护缓蚀剂保护37高级教育3.3 缝隙腐蚀缝隙腐蚀crevice corrosioncrevice corrosion3.3.1 3.3.1 缝隙腐蚀的定义和特点缝隙腐蚀的定义和特点定义：定义： 在金属与金属及金属和非金属之间构成狭窄的缝隙在金属与金属及金属和非金属之间构成狭窄的缝隙内，有电解质溶液存在，内，有电解质溶液存在，介质的迁移受到阻滞介质的迁移受到阻滞时而产生的一时而产生的一种局部腐蚀形态种局部腐蚀形态特点：特点：•在工程结构中，一般需要将不同的结构件相互连接，缝在工程结构中，一般需要将不同的结构件相互连接，缝隙是不可避免的。

隙是不可避免的•缝隙腐蚀将减小部件的有效几何尺寸，降低吻合程度缝隙腐蚀将减小部件的有效几何尺寸，降低吻合程度•缝内腐蚀产物的体积增大，形成局部应力，并使装配困缝内腐蚀产物的体积增大，形成局部应力，并使装配困难，因此应尽量避免难，因此应尽量避免38高级教育3.3.2 3.3.2 缝隙的形成缝隙的形成1.1.不同结构件之间的连接，不同结构件之间的连接，• 金属和金属之间的铆接、搭焊、螺纹连接，金属和金属之间的铆接、搭焊、螺纹连接，•各种法兰盘之间的衬垫等金属和非金属之间的接触各种法兰盘之间的衬垫等金属和非金属之间的接触2.2.在金属表面的沉积物、附着物、涂膜等在金属表面的沉积物、附着物、涂膜等•如灰尘、沙粒、沉积的腐蚀产物如灰尘、沙粒、沉积的腐蚀产物39高级教育40高级教育41高级教育3.3.3 缝隙腐蚀的特征缝隙腐蚀的特征1.1.可发生在所有的金属和合金上，特别容易发生在可发生在所有的金属和合金上，特别容易发生在靠钝化耐蚀的金属材料表面靠钝化耐蚀的金属材料表面2.2.介质可以是任何酸性或中性的侵蚀性溶液，而含介质可以是任何酸性或中性的侵蚀性溶液，而含有有ClCl－－的溶液最易引发缝隙腐蚀。

的溶液最易引发缝隙腐蚀3.3.与点蚀相比，同一种材料更容易发生缝隙腐蚀与点蚀相比，同一种材料更容易发生缝隙腐蚀当当Ep

氯化物迁入氯化物浓度增加，氯化物水解又使介质进一步酸化，又浓度增加，氯化物水解又使介质进一步酸化，又使阳极溶解，往复循环使阳极溶解，往复循环n形成闭塞电池内自催化溶解过程形成闭塞电池内自催化溶解过程51高级教育n在初期阶段，缝内外的金属表面发生相同的阴阳在初期阶段，缝内外的金属表面发生相同的阴阳极反应过程极反应过程n阳极反应：阳极反应：M M → → M M n n + + + + nenen阴极反应：阴极反应：1 1 / /2 2O O 2 2 + + H H 2 2 O O + 2+ 2e e → 2→ 2OH OH −缝隙内的氧在一段时间内耗尽缝隙内的氧在一段时间内耗尽 缝隙内溶液中的氧靠扩散补充缝隙内溶液中的氧靠扩散补充 氧难以扩散至分析深处，缝隙内氧的阴极反应终止氧难以扩散至分析深处，缝隙内氧的阴极反应终止 缝隙内金属表面缝隙内金属表面+ +缝隙外自由暴露表面缝隙外自由暴露表面= =宏观电池宏观电池52高级教育缺乏氧的区域（缝隙内）：电势低，阳极区缺乏氧的区域（缝隙内）：电势低，阳极区氧易到达区域（缝隙外）：电势高，阴极区氧易到达区域（缝隙外）：电势高，阴极区 缝隙内金属活化溶解，阳离子增多缝隙内金属活化溶解，阳离子增多阳离子增多：阳离子增多：吸引缝隙外溶液中负离子（吸引缝隙外溶液中负离子（ClCl- -）进入缝隙内（维持电荷平衡））进入缝隙内（维持电荷平衡）金属氯化物水解使金属氯化物水解使pHpH下降下降nMn+n++Cl- -+nH2O M(OH)n+nHClClCl- -+ +低低pHpH：共同加速缝隙腐蚀：共同加速缝隙腐蚀金属离子进一步过剩金属离子进一步过剩——又促进进入又促进进入——加速溶解：自催化加速溶解：自催化nMn+n++Cl- -+nH2O M(OH)n+nHCl53高级教育（在还原介质和材料耐蚀性较差的场合）（在还原介质和材料耐蚀性较差的场合） 缝隙内金属表面的钝化膜发生全面的破坏缝隙内金属表面的钝化膜发生全面的破坏 缝内活化阳极：小阳极缝内活化阳极：小阳极 缝外钝化阴极：大阴极缝外钝化阴极：大阴极 电极电势差：电极电势差：50~100mV（在氧化性介质（海水）和材料耐蚀性较好的场合）（在氧化性介质（海水）和材料耐蚀性较好的场合）点蚀性缝隙腐蚀：起源于点蚀，于点蚀性缝隙腐蚀：起源于点蚀，于Cl-离子浓度关系很大离子浓度关系很大54高级教育点蚀与缝隙腐蚀的比较点蚀与缝隙腐蚀的比较n相似：成长机理相似：成长机理——闭塞电池闭塞电池•由于几何形状或腐蚀产物在缝隙、蚀坑或裂纹出口处由于几何形状或腐蚀产物在缝隙、蚀坑或裂纹出口处的堆积，使腐蚀介质流动的通道闭塞的堆积，使腐蚀介质流动的通道闭塞•腐蚀介质扩散受阻，使腔内介质组分、浓度和腐蚀介质扩散受阻，使腔内介质组分、浓度和pHpH值与值与整体介质差异很大，形成闭塞电池整体介质差异很大，形成闭塞电池55高级教育不同：形成过程不同不同：形成过程不同n缝隙腐蚀缝隙腐蚀•腐蚀前缝隙已经存在，腐蚀一开始就是闭塞电池作用，腐蚀前缝隙已经存在，腐蚀一开始就是闭塞电池作用，闭塞程度大闭塞程度大•由于介质的浓度引起由于介质的浓度引起•形态广而浅形态广而浅•更易发生更易发生n点蚀：点蚀：•腐蚀过程逐渐形成试坑（闭塞电池）而后加速腐蚀腐蚀过程逐渐形成试坑（闭塞电池）而后加速腐蚀•由于钝化膜的破坏引起由于钝化膜的破坏引起•形态窄而深形态窄而深56高级教育影响缝隙腐蚀的因素影响缝隙腐蚀的因素一、缝隙的几何因素:缝隙的宽度与缝隙腐蚀深度和速度有关。

此外，缝隙腐蚀还与缝隙的宽度与缝隙腐蚀深度和速度有关此外，缝隙腐蚀还与缝外面积有关，外部面积增大，缝内腐蚀严重缝外面积有关，外部面积增大，缝内腐蚀严重 2Cr132Cr13不锈钢在不锈钢在 29.3g/LNaCl29.3g/LNaCl溶液中溶液中 缝隙腐蚀速度与缝隙宽度的关系（实验周期缝隙腐蚀速度与缝隙宽度的关系（实验周期5454天）天） 1 1－总腐蚀速度－总腐蚀速度2 2－腐蚀深度－腐蚀深度57高级教育二、环境因素二、环境因素1.1.溶液中溶解的氧浓度：溶液中溶解的氧浓度：•氧浓度增加，缝外阴极还原反应更易进行，缝隙腐蚀氧浓度增加，缝外阴极还原反应更易进行，缝隙腐蚀加剧。

加剧2 2．溶液中．溶液中ClCl－－浓度：浓度：•浓度增加，电位负移，缝隙腐蚀加速浓度增加，电位负移，缝隙腐蚀加速3 3．温度：．温度：` `•温度升高加速阳极反应在敞开系统的海水中，温度升高加速阳极反应在敞开系统的海水中，80℃80℃达到最大腐蚀速度，高于达到最大腐蚀速度，高于80℃80℃时，由于溶液的溶氧下时，由于溶液的溶氧下降，缝隙腐蚀速度下降在含氯离子的介质中，各种降，缝隙腐蚀速度下降在含氯离子的介质中，各种不锈钢存在一个临界缝隙腐蚀温度（不锈钢存在一个临界缝隙腐蚀温度（CCTCCT））58高级教育环境因素环境因素4 4．．pHpH：：•只要缝外金属能够保持钝态，只要缝外金属能够保持钝态，pHpH降低，缝隙腐蚀增加降低，缝隙腐蚀增加5 5．腐蚀介质的流速：．腐蚀介质的流速：•流速有正、反两个方面的作用流速有正、反两个方面的作用•当流速适当增加时，增大了缝外溶液的含氧量，缝隙腐当流速适当增加时，增大了缝外溶液的含氧量，缝隙腐蚀加重蚀加重•对于由沉积物引起的缝隙腐蚀，流速加大，有可能将沉对于由沉积物引起的缝隙腐蚀，流速加大，有可能将沉积物冲掉，因而缝隙腐蚀减轻积物冲掉，因而缝隙腐蚀减轻59高级教育三、材料因素三、材料因素: :CrCr、、NiNi、、MoMo、、N N、、CuCu、、SiSi等能有效提高不锈钢的耐缝隙等能有效提高不锈钢的耐缝隙腐蚀性能，均涉及对钝化膜的稳定性和再钝化能力所腐蚀性能，均涉及对钝化膜的稳定性和再钝化能力所起的作用。

起的作用Cr:Cr:增加钝化膜的稳定性增加钝化膜的稳定性MoMo：以：以MoOMoO4 42-2-形式溶解，吸附于金属表面，抑制形式溶解，吸附于金属表面，抑制ClCl- -破坏破坏作用或形成类似于作用或形成类似于 结构的保护膜，防止结构的保护膜，防止ClCl- -穿透穿透N:N:点蚀初期可能在孔内形成氨，消耗点蚀初期可能在孔内形成氨，消耗H+H+，抑制，抑制pHpH降低60高级教育3.3.6 3.3.6 防止缝隙腐蚀的措施防止缝隙腐蚀的措施1 1、合理设计：、合理设计： 避免缝隙的形成最能有效地预防缝隙腐蚀的发生避免缝隙的形成最能有效地预防缝隙腐蚀的发生2 2、选材：、选材： 根据介质的不同选择适合的材料可以减轻缝隙腐蚀根据介质的不同选择适合的材料可以减轻缝隙腐蚀3 3、电化学保护：、电化学保护： 阴极保护有助于减轻缝隙腐蚀阴极保护有助于减轻缝隙腐蚀4 4、应用缓蚀剂：、应用缓蚀剂： 采用足量的磷酸盐、铬酸盐和亚硝酸盐的混合物，对采用足量的磷酸盐、铬酸盐和亚硝酸盐的混合物，对钢、黄铜和钢、黄铜和ZnZn结构是有效的，也可以在结合面上涂有加缓结构是有效的，也可以在结合面上涂有加缓蚀剂的油漆。

蚀剂的油漆61高级教育总结缝隙腐蚀是一个自催化过程က 缝内小阳极က 缝外大阴极က 危险性大62高级教育3.4 电偶腐蚀电偶腐蚀的定义和特点电偶腐蚀的定义和特点定义：定义：又称接触腐蚀或异（双）金属腐蚀又称接触腐蚀或异（双）金属腐蚀在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的金属腐蚀被加速，而电位较正的金属受到保护的电位较负的金属腐蚀被加速，而电位较正的金属受到保护的腐蚀现象腐蚀现象特点：特点：•在工程技术中，不同金属的组合是不可避免的，几乎所在工程技术中，不同金属的组合是不可避免的，几乎所有的机器、设备和金属结构件都是由不同的金属材料部件有的机器、设备和金属结构件都是由不同的金属材料部件组合而成，电偶腐蚀非常普遍组合而成，电偶腐蚀非常普遍•利用电偶腐蚀的原理可以采用贱金属的牺牲对有用的部利用电偶腐蚀的原理可以采用贱金属的牺牲对有用的部件进行牺牲阳极阴极保护件进行牺牲阳极阴极保护63高级教育电偶序电偶序电偶腐蚀的推动力：电偶腐蚀的推动力：接触金属的电位差是电偶腐蚀的推动力接触金属的电位差是电偶腐蚀的推动力电动序电动序:金属置于含有金属盐的溶液中在标准条件下测定的热力学平金属置于含有金属盐的溶液中在标准条件下测定的热力学平衡电位的序。

衡电位的序实际腐蚀体系：非纯金属、夹杂或合金、钝化膜实际腐蚀体系：非纯金属、夹杂或合金、钝化膜——电动序电动序并不适合并不适合电偶序电偶序:实际金属或合金在特定的介质中的实际电位（非平衡）的次实际金属或合金在特定的介质中的实际电位（非平衡）的次序，不同介质中具有不同的电偶序序，不同介质中具有不同的电偶序64高级教育金属和合金在海水中的电偶序金属和合金在海水中的电偶序65高级教育n材料在电偶序中的位置，只能反映其腐蚀材料在电偶序中的位置，只能反映其腐蚀倾向，不能表示其腐蚀速率倾向，不能表示其腐蚀速率n电位逆转：电位逆转：•AlAl和和MgMg在中性在中性NaClNaCl溶液中接触溶液中接触•开始时开始时AlAl比比MgMg的电位正，的电位正，MgMg发生阳极溶解；发生阳极溶解；•随后随后MgMg的溶解使介质变成碱性，电位出现逆转，的溶解使介质变成碱性，电位出现逆转，AlAl变变成阳极66高级教育电偶腐蚀的影响因素电偶腐蚀的影响因素1 1．电化学因素．电化学因素•电位差：两种金属在电偶序中的起始电位差越电位差：两种金属在电偶序中的起始电位差越大，电偶腐蚀倾向就越大大，电偶腐蚀倾向就越大。

•极化：极化是影响腐蚀速度的重要因素，无论极化：极化是影响腐蚀速度的重要因素，无论是阳极极化还是阴极极化，当极化率减小时，是阳极极化还是阴极极化，当极化率减小时，电偶腐蚀都会加强电偶腐蚀都会加强67高级教育2 2．介质条件．介质条件¨金属的稳定性因介质条件（成分、浓度、金属的稳定性因介质条件（成分、浓度、pHpH、温度等）、温度等）的不同而异，因此当介质条件发生变化时，金属的电的不同而异，因此当介质条件发生变化时，金属的电偶腐蚀行为有时会因出现电位逆转而发生变化偶腐蚀行为有时会因出现电位逆转而发生变化¨通常阳极金属腐蚀电流的分布是不均匀的，距结合部通常阳极金属腐蚀电流的分布是不均匀的，距结合部越远，电流传导的电阻越大，腐蚀电流就越小，溶液越远，电流传导的电阻越大，腐蚀电流就越小，溶液电阻影响电偶腐蚀作用的电阻影响电偶腐蚀作用的““有效距离有效距离””电阻越大，电阻越大，““有效距离有效距离””越小68高级教育防止电偶腐蚀的措施防止电偶腐蚀的措施1.1.设计和组装：设计和组装：•避免避免““小阳极－大阴极小阳极－大阴极””的组合，的组合，•尽量选择在电偶序中位置靠近的金属进行组装尽量选择在电偶序中位置靠近的金属进行组装。

•不同的金属部件之间采取绝缘措施可有效防止电偶腐蚀不同的金属部件之间采取绝缘措施可有效防止电偶腐蚀•选择价廉的材料做成易于更换的阳极部件选择价廉的材料做成易于更换的阳极部件69高级教育n2.2.涂层：涂层：•在金属上使用金属涂层和非金属涂层可以防止或减轻在金属上使用金属涂层和非金属涂层可以防止或减轻电偶腐蚀，不要仅把阳极性材料覆盖起来，应同时将电偶腐蚀，不要仅把阳极性材料覆盖起来，应同时将阴极性材料一起覆盖阴极性材料一起覆盖•如果只涂覆于阳极上，由于涂层多孔性或局部剥落，如果只涂覆于阳极上，由于涂层多孔性或局部剥落，则导致小阳极则导致小阳极——大阴极组合大阴极组合•金属镀层：在两种金属表面镀同一种金属镀层金属镀层：在两种金属表面镀同一种金属镀层n3.3.阴极保护：阴极保护：•可采用外加电源对整个设备施行阴极保护可采用外加电源对整个设备施行阴极保护•也可以安装一块电位比两种金属更负的第三种金属使也可以安装一块电位比两种金属更负的第三种金属使它们都变为阴极它们都变为阴极70高级教育3.5 晶间腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀的定义和特点晶间腐蚀的定义和特点定义定义: :金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒边金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶粒边界或晶界附近发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力界或晶界附近发生腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部破坏的腐蚀现象。

的一种局部破坏的腐蚀现象71高级教育n特点：特点：n危害性很大危害性很大•宏观上可能没有任何明显的变化宏观上可能没有任何明显的变化•材料的强度几乎完全丧失材料的强度几乎完全丧失•经常导致设备的突然破坏经常导致设备的突然破坏•晶间腐蚀常常会转变为沿晶应力腐蚀开裂，成晶间腐蚀常常会转变为沿晶应力腐蚀开裂，成为应力腐蚀裂纹的起源为应力腐蚀裂纹的起源n在极端的情况下，可以利用材料的晶间腐在极端的情况下，可以利用材料的晶间腐蚀过程制造合金粉末蚀过程制造合金粉末72高级教育晶间腐蚀产生的原因晶间腐蚀产生的原因多晶体的金属和合金本身的晶粒和晶界的结构和化学多晶体的金属和合金本身的晶粒和晶界的结构和化学成分存在差异成分存在差异•晶界处的原子排列较为混乱晶界处的原子排列较为混乱•缺陷和应力集中缺陷和应力集中•位错和空位等在晶界处积累，导致溶质、各类杂质位错和空位等在晶界处积累，导致溶质、各类杂质（如（如S S、、P P、、B B、、SiSi和和C C等）在晶界处吸附和偏析等）在晶界处吸附和偏析•甚至析出沉淀相（碳化物、甚至析出沉淀相（碳化物、σσ相等），相等），从而导致晶界与晶粒内部的化学成分出现差异，产从而导致晶界与晶粒内部的化学成分出现差异，产生了形成腐蚀微电池的物质条件。

生了形成腐蚀微电池的物质条件73高级教育 金属和合金处于特定的腐蚀介质中时，晶界和晶金属和合金处于特定的腐蚀介质中时，晶界和晶粒本体就会显现出不同的电化学特性粒本体就会显现出不同的电化学特性在晶界和晶粒构成的腐蚀原电池中，在晶界和晶粒构成的腐蚀原电池中， 晶界晶界————阳极阳极 晶粒晶粒————阴极阴极由于晶界的面积很小，构成由于晶界的面积很小，构成““小阳极－大阴极小阳极－大阴极””74高级教育晶间腐蚀机理－晶间腐蚀机理－1 1．贫．贫CrCr理论－晶界碳化物析出理论－晶界碳化物析出晶界析出连续的晶界析出连续的M M2323C C6 6型型CrCr的碳化物，使晶界产生严重的贫的碳化物，使晶界产生严重的贫CrCr区75高级教育碳化物沿晶界析出并进一步生长碳化物沿晶界析出并进一步生长•C C和和CrCr依靠由晶内向晶界扩散依靠由晶内向晶界扩散•C C扩散大于扩散大于CrCr：固溶体内几乎所有的：固溶体内几乎所有的C C都用于生成碳化都用于生成碳化物，只有晶界附近的物，只有晶界附近的CrCr能参与碳化物生成反应能参与碳化物生成反应•在晶界附近形成一条贫在晶界附近形成一条贫CrCr带，带，CrCr含量低于发生钝化所含量低于发生钝化所需要的需要的12%12%。

76高级教育n贫贫CrCr带的带的CrCr含量低于含量低于12%12%在弱氧化性介质中：在弱氧化性介质中：¨晶界贫晶界贫CrCr区为处于活化状态的阳极区，快速溶解区为处于活化状态的阳极区，快速溶解¨不贫不贫CrCr的晶粒内处于钝化的阴极区的晶粒内处于钝化的阴极区n贫贫CrCr区为小阳极，晶粒内为大阴极，腐蚀速度显区为小阳极，晶粒内为大阴极，腐蚀速度显著加快著加快77高级教育2 2．阳极相理论－晶界．阳极相理论－晶界σσ相析出并溶解：相析出并溶解：当超低碳不锈钢，特别是高当超低碳不锈钢，特别是高CrCr、、MoMo钢在钢在650650－－850℃850℃受热后，在强氧化性介质中仍会产生晶间腐蚀受热后，在强氧化性介质中仍会产生晶间腐蚀在晶界形成了由在晶界形成了由FeCrFeCr或或MoFeMoFe金属间化合物组成的金属间化合物组成的σσ相在过钝化－即强氧化的条件下，在过钝化－即强氧化的条件下，σσ相发生严重的选相发生严重的选择性溶解择性溶解78高级教育3 3．吸附理论－．吸附理论－杂质原子在晶界吸附：杂质原子在晶界吸附： 有时超低碳有时超低碳18Cr18Cr－－9Ni9Ni不锈钢在不锈钢在1050℃1050℃固固溶处理后，在强氧化性介质中（如硝酸加重溶处理后，在强氧化性介质中（如硝酸加重铬酸盐）中也会出现晶间腐蚀。

铬酸盐）中也会出现晶间腐蚀 这是由于这是由于P P和和SiSi等在晶界发生吸附，使得等在晶界发生吸附，使得晶界的电化学特性发生了改变晶界的电化学特性发生了改变79高级教育晶间腐蚀的影响因素晶间腐蚀的影响因素1.1.加热温度和时间－加热温度和时间－TTSTTS（（TemperatureTemperature－－TimeTime－－ensitivityensitivity））曲线曲线750℃750℃以上时以上时，不产生晶间腐，不产生晶间腐蚀；蚀；600600－－700℃700℃之间之间晶间腐蚀最严晶间腐蚀最严重；重；低于低于600℃600℃，，CrCr、、C C扩散缓慢，扩散缓慢，需要更长的时间才能形成碳化需要更长的时间才能形成碳化物，晶界腐蚀减弱；物，晶界腐蚀减弱；当温度低于当温度低于450℃450℃就难于晶间就难于晶间腐蚀18Cr18Cr－－9Ni9Ni不锈钢晶界不锈钢晶界CrCr2323C C6 6沉淀与晶间腐蚀的关系沉淀与晶间腐蚀的关系0.05%C0.05%C、、1250℃1250℃固溶，固溶，H H2 2SOSO4 4＋＋CuSOCuSO4 4溶液溶液80高级教育2.2.合金成分合金成分(1)C(1)C：奥氏体不锈钢中含碳量越高，产生晶间腐蚀：奥氏体不锈钢中含碳量越高，产生晶间腐蚀倾向的加热温度和时间范围扩大，倾向的加热温度和时间范围扩大，TTSTTS曲线左移，晶曲线左移，晶间腐蚀倾向越大。

间腐蚀倾向越大2)Cr(2)Cr、、MoMo、、NiNi、、SiSi：：CrCr、、MoMo含量增高，可降低含量增高，可降低C C的活度，有利于减轻晶间的活度，有利于减轻晶间腐蚀倾向；腐蚀倾向；NiNi、、SiSi等非碳化物形成元素会提高等非碳化物形成元素会提高C C的活度，降低的活度，降低C C在奥氏体中的溶解度，促进在奥氏体中的溶解度，促进C C的扩散和碳化物的析出的扩散和碳化物的析出81高级教育2.2.合金成分合金成分(3)Ti(3)Ti、、NbNb：：TiTi和和NbNb是非常有益的元素是非常有益的元素TiTi和和NbNb与与C C的亲合力大于的亲合力大于CrCr与与C C的亲合力，因而在高温下能先于的亲合力，因而在高温下能先于CrCr形成稳定的形成稳定的TiCTiC和和NbCNbC，从而大大降低了钢中的固溶，从而大大降低了钢中的固溶C C量，使量，使CrCr2323C C6 6难以析出降低晶间腐蚀倾向难以析出降低晶间腐蚀倾向4)B(4)B：：在不锈钢中加入在不锈钢中加入0.0040.004－－0.005%0.005%的的B B可使可使TTSTTS曲线右移曲线右移这可能是这可能是B B在晶界的吸附减少了在晶界的吸附减少了C C、、P P在晶界的偏聚之在晶界的偏聚之故。

故82高级教育防止晶间腐蚀的措施防止晶间腐蚀的措施1.1.降低含碳量：降低含碳量： 低碳不锈钢低碳不锈钢, ,甚至是超低碳不锈钢甚至是超低碳不锈钢, ,可有效减少碳化物析出可有效减少碳化物析出造成的晶间腐蚀造成的晶间腐蚀2.2.合金化：合金化： 在钢中加入在钢中加入TiTi或或NbNb，析出，析出TiCTiC或或NbCNbC，避免贫，避免贫CrCr区的形成区的形成 还可以通过调整钢的成分，形成双相不锈钢，如在奥氏体还可以通过调整钢的成分，形成双相不锈钢，如在奥氏体中加入中加入5 5－－1010％的铁素体由于相界的能量更低，碳化物择优％的铁素体由于相界的能量更低，碳化物择优在相界析出，从而减少了在晶界的沉淀在相界析出，从而减少了在晶界的沉淀83高级教育防止晶间腐蚀的措施防止晶间腐蚀的措施3.3.适当的热处理：适当的热处理： 对含碳量较高（对含碳量较高（0.060.06－－0.080.08％）的奥氏体不锈％）的奥氏体不锈钢，要在钢，要在10501050－－1100℃1100℃进行固溶处理；进行固溶处理；84高级教育3.6 选择性腐蚀选择性腐蚀选择性腐蚀的定义和特点选择性腐蚀的定义和特点定义定义: : 指在多元合金中较活泼组分的优先溶解，这个过程指在多元合金中较活泼组分的优先溶解，这个过程是由于合金组分的电化学差异而引起的。

是由于合金组分的电化学差异而引起的特点：特点： 在二元或多元合金中，较贵的金属为阴极，较贱的在二元或多元合金中，较贵的金属为阴极，较贱的金属为阳极，构成成分差异腐蚀原电池，贵的金属保持金属为阳极，构成成分差异腐蚀原电池，贵的金属保持稳定或与较活泼的组分同时溶解后再沉积在合金表面，稳定或与较活泼的组分同时溶解后再沉积在合金表面，而较贱的金属发生溶解而较贱的金属发生溶解比较典型的选择性腐蚀是比较典型的选择性腐蚀是黄铜脱黄铜脱ZnZn和和铸铁的石墨化腐蚀铸铁的石墨化腐蚀85高级教育黄铜脱黄铜脱ZnZnCuCu－－ZnZn合金，合金，•加加ZnZn可提高可提高CuCu的强度和耐冲蚀性能的强度和耐冲蚀性能•但随但随ZnZn含量的增加，脱锌腐蚀和应力腐蚀将变得严重含量的增加，脱锌腐蚀和应力腐蚀将变得严重•黄铜脱锌即是黄铜脱锌即是ZnZn被选择性溶解，留下了多孔的富被选择性溶解，留下了多孔的富CuCu区区•导致合金强度大大下降导致合金强度大大下降86高级教育石墨化腐蚀石墨化腐蚀 灰口铸铁中的石墨以网络状分布在铁素体中，在介质为灰口铸铁中的石墨以网络状分布在铁素体中，在介质为盐水、矿水、土壤（尤其是含有硫酸盐的土壤）或极稀的酸盐水、矿水、土壤（尤其是含有硫酸盐的土壤）或极稀的酸性溶液中，发生了铁基体的选择性腐蚀，而石墨沉积在铸铁性溶液中，发生了铁基体的选择性腐蚀，而石墨沉积在铸铁的表面，铸铁被的表面，铸铁被““石墨化石墨化””了。

了 在铸铁的石墨化腐蚀中，石墨对铁为阴极，形成了高效在铸铁的石墨化腐蚀中，石墨对铁为阴极，形成了高效原电池，铁被溶解后，成为石墨、孔隙和铁锈构成的多孔体，原电池，铁被溶解后，成为石墨、孔隙和铁锈构成的多孔体，使铸铁失去了强度和金属性使铸铁失去了强度和金属性87高级教育应力腐蚀n定义定义: :金属材料受到金属材料受到腐蚀介质腐蚀介质的作用，同时受到的作用，同时受到各种各种应力应力的作用，导致更为严重的腐蚀破坏材的作用，导致更为严重的腐蚀破坏材料的断裂是由环境因素引起的，也统称环境断裂料的断裂是由环境因素引起的，也统称环境断裂n应力来源应力来源n外部外部施加：拉伸、压缩、弯曲、扭转等方式：直施加：拉伸、压缩、弯曲、扭转等方式：直接作用在金属上，或通过接触面的相对运动、高接作用在金属上，或通过接触面的相对运动、高速流体（可能含有速流体（可能含有固体颗粒固体颗粒）的流动等施加在金）的流动等施加在金属表面上来自金属属表面上来自金属n内部内部：如氢原子侵入金属内部产生应力：如氢原子侵入金属内部产生应力88高级教育 腐蚀疲劳n机械疲劳机械疲劳n机械疲劳指材料在机械疲劳指材料在交变应力交变应力作用下导致作用下导致( (疲劳疲劳) )裂裂纹萌生、亚临界扩展，最终失稳纹萌生、亚临界扩展，最终失稳断裂断裂的过程。

的过程n工程材料的疲劳性能是通过疲劳试验得出的疲劳工程材料的疲劳性能是通过疲劳试验得出的疲劳曲线确定的，建立曲线确定的，建立应力幅值应力幅值σaσa与相应的与相应的断裂循环断裂循环周次周次NfNf的关系的关系89高级教育n疲劳极限疲劳极限: :n经历无限次循环而不发生断裂的最大应力经历无限次循环而不发生断裂的最大应力n低、中强度钢低、中强度钢具有明显的疲劳极限具有明显的疲劳极限n高强钢高强钢、、不锈钢不锈钢、、铝合金铝合金等往往不存在疲劳极限等往往不存在疲劳极限n疲劳强度疲劳强度: :n材料在疲劳寿命为材料在疲劳寿命为N N（（107107－－108108周次范围）时不周次范围）时不发生疲劳断裂的最大应力发生疲劳断裂的最大应力90高级教育n腐蚀疲劳（开裂）腐蚀疲劳（开裂）n材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性材料或构件在交变应力与腐蚀环境的共同作用下产生的脆性断裂断裂 腐蚀疲劳比单纯交变应力造成的破坏（即疲劳）或单纯腐蚀造腐蚀疲劳比单纯交变应力造成的破坏（即疲劳）或单纯腐蚀造成的破坏严重得多，而且有时腐蚀环境成的破坏严重得多，而且有时腐蚀环境不需要有明显的侵蚀不需要有明显的侵蚀性性。

91高级教育1 1、名次解释：、名次解释：点腐蚀点腐蚀 缝隙腐蚀缝隙腐蚀 电偶腐蚀电偶腐蚀 晶间腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀选择性腐蚀 应力腐蚀应力腐蚀 电偶序电偶序2 2、全面腐蚀的电化学特点；、全面腐蚀的电化学特点；3 3、点蚀的危害的特点；、点蚀的危害的特点；4 4、闭塞电池的形成条件；、闭塞电池的形成条件；5 5、蚀孔的自催化发展过程；、蚀孔的自催化发展过程；6 6、缝隙腐蚀的几何条件；、缝隙腐蚀的几何条件；7 7、晶间腐蚀机理；、晶间腐蚀机理；8 8、防止电偶腐蚀的措施防止电偶腐蚀的措施92高级教育。