《耐蚀性机理分析》PPT课件

1、分析耐蚀机理，掌握金属耐蚀合金的方法，了解单相合金的n/8规律，了解几种主要合金元素对耐蚀性的影响，常用结构材料的耐蚀性和材料选择原理，2、1、纯金属的耐蚀性1。金属热力学稳定性纯金属的热力学稳定性，可以通过标准电位值来判断。第一节金属防腐合金原理，3，2。金属的钝化特定金属在特定条件下可能发生钝化和耐蚀性。通常为Ti、Nb、Al、Cr、Mo、Mg、Ni、Fe等。钝化环境通常是氧化介质，但不包含卤离子。这种金属经常是合金添加元素。3.除了腐蚀产物膜的保护性钝化外，部分金属形成腐蚀产物膜等机械钝化膜。4，2，金属材料防腐合金化方法发生防腐时，必须降低腐蚀速度，从腐蚀电化学的角度减少电池的初始电动势，或提高反应电阻(PK PA R)。1.提高金属的热力学稳定性通过在纯金属上添加热力学稳定性高的合金元素，提高合金的电极电位，提高整个合金的耐蚀性。通常添加的金属是Cu、Au、Ni等贵金属。削弱合金的阴极活性主要用于阴极控制的腐蚀过程。5，阴极面积减少合金阴极相减少，阴极极化增强。添加氢发生超电位高的合金元素，降低了合金在酸中的腐蚀程度。3.削弱合金的阳极活性。这是耐蚀合金化措施中最有效、应用最广的方法。双相面积减少合金基板为阴极，部分成分为阳极时，使用此方法。这样，如果能进一步减少微阳极的面积，就可以提高阳极极化电流密度，提高阳极极化。事实上，这种合金很少。6，是广泛应用于钝化金属工程的碳钢和铁基合金，为了提高耐蚀性，倾向于添加Al、Ni、Cr等钝化元素，以提高合金整体钝化性能。例如，在铁中加入大约18%的Cr和大约8%的Ni作为不锈钢。在阴极合金附加阳极钝化促进钝化材料方面，添加了强阴极元素，随着阴极反应过程的恶化增加腐蚀电流，随着电流的不断增加，阳极持续极化，电位进入钝化区，阳极出现钝化现象，腐蚀电流急剧减少，达到了防腐目的。这个方法很传导性。7，4。在合金表面添加一些电阻大的腐蚀产物膜，在合金表面生成致密的腐蚀产物膜，增加阻力，阻碍腐蚀过程的进行。例如：在钢中添加Cu、p以促进无定型氧化铁FeOx(OH)3-2x的生成。第三，单合金的n/8定律在研究单合金的耐蚀性时，发现其耐蚀性和固溶体成分之间存在特殊关系：n/8定律。8，塔曼(GustavTammann，1861-1938)德国化学家、金属物理学家。在无机化学、物理化学、金属学等方面取得了成就。首先，他提出玻璃作为过冷液体的原理。对于结晶核的产生和结晶的产生，通过系统的讨论，确定了结晶核数和结晶核增长速度以及与过冷度的关系。还对合金的相平衡和溶液的蒸汽压等进行了深入研究。9，n/8定律：在给定介质中，由一个耐蚀组元素和另一个非耐蚀组元素组成的固溶体合金。其中耐腐蚀性组元素的含量为12.5%、25%、37.5%、50%.的原子分数，即1/8，2/8，3/8.在n/8下，合金的耐蚀性突然提高，合金的电位也增加。其中n是稳定性楼梯。10，注：n/8定律不是一般定律，并非所有固溶体合金在任何介质中都遵循n/8定律。N/8定律也适用于多元系统的固溶体合金。定律是根据大量实验数据提出的，还没有合理的理论说明。11，4，部分主要合金元素对耐蚀性的影响1。Cr铬是热力学不稳定且容易钝化的金属。添加铁基合金后，铬的耐蚀性明显。介质具有一定的氧化能力，铬就可以钝化，合金的耐蚀性随着铬含量的增加而增加。在还原性介质和氧化力弱的介质中，合金中铬的增加反而增加了腐蚀速度。铬的钝化环境是不含卤素的氧化介质。加入元素以将此性质汇入为合金。18-8不锈钢。12，2.Ni镍的热力学也不够稳定，但比铬和铁强。钝化倾向比铁强，但比铬弱。Fe-Ni合金在H2SO4、HCl、HNO3中的腐蚀速度随含量的增加而减少。显然，这不是镍的钝化效果，而镍由于铁的稳定性，大大提高了合金的热力学稳定性。这种耐蚀性对氧化性和还原性介质都有效。Ni实际上与Cr一起添加到Fe以获得不锈钢，它将Cr的良好钝化特性和Ni对还原介质的耐蚀性集成在不锈钢中。添加13，Ni获得不锈钢的主要目的是确保奥氏体组织，以确保材料的热加工性、冷变形能力、可焊性、低温韧性等。随着Ni的含量增加，不锈钢的晶间腐蚀倾向也增加，因此必须合理控制Ni的含量。3.MoMo促进Cr不锈钢、Cr-Ni不锈钢、Ti基合金和Ni基合金的钝化。是该钢中重要的附加元素。Mo提供了合金可还原介质的腐蚀和氯离子对孔腐蚀的抗蚀性。Mo孔侵蚀主要产生氧化物，相对稳定，不易与Cl-作用；或产生有效的孔缓蚀剂MoO42-离子。14，Mo对不锈钢应力腐蚀的影响4。Si硅的作用：氯化物腐蚀破坏、孔腐蚀、深热硝酸、抗氧化、耐海水腐蚀。不锈钢的Si含量增加，可以提高应力防腐蚀破裂性能。这主要依靠Si形成保护膜。对于不锈钢，Si由于钢的钝稳定性，可以改善耐公性。例如：00Cr17Ni14Mo2Si3 Cr-Ni不锈钢的Si含量高，耐热浓度HNO3腐蚀。因为我们可以创建包含Si、Cr、o的表面膜。提高低合金钢的Si含量有利于钢的海水腐蚀性。15，5.Cu是低合金钢、不锈钢、镍基合金和铸铁的常见防腐蚀合金元素之一。铜抗纯大气腐蚀，铜在低合金钢的大气腐蚀过程中起着活性阴极的作用，在一定条件下促进钢的阳极极化，可以降低腐蚀速度。只需在碳钢中添加少量Cu。0.1%0.2%铜钢形成的钝化膜容易被活性负离子Cl-损伤。不锈钢加铜防腐，Cu提高了合金的热力学稳定性。海水中不锈钢的缝隙腐蚀也可以缓解，因为钝化电流IP减少了。16，获得耐腐蚀性的三种方法：钝化和耐腐蚀性表面形成不溶性腐蚀产物膜，耐腐蚀性物质本身的热力学特性稳定，耐腐蚀性1.18-8不锈钢18-8钢主要指含Cr18%、Ni8%9%的钢。广泛使用，因为它具有良好的耐蚀性、良好的热塑性、冷变形和可焊性。第二节常用结构材料的耐腐蚀性，17，18-8不锈钢Cr是获得合金钝性的主要钝化元素，18-8钢在空气、水、中性溶液和各种氧化介质中的耐腐蚀性很稳定。18-8钢的耐腐蚀性取决于酸性溶液中的氧化和非氧化性和温度，其他18-8钢对碱的耐腐蚀性很好。Ni操作18-8钢是腐蚀性介质中经常发生的腐蚀类型。也就是说，在焊接影响区，在450 850感应温度区，晶界腐蚀很容易发生。含卤离子的盐液，尤其是在Cl-中，孔腐蚀最容易发生。应力腐蚀的主要环境是高浓度氯化物、硫化物溶液、浓热碱液和高温高压水。18，铝和铝合金铝是热力学不稳定金属。有自己的钝化性能。在空气中、水中形成致密的氧化膜Al2O3，可以将铝电位从-1.6V提高到-0.5V。耐蚀性主要取决于保护膜的稳定性。铝容易在非氧化性酸，碱中腐蚀。对卤素离子敏感，容易发生小孔腐蚀。流动冲击会破坏钝化膜，腐蚀介质在v1.5m/s，输送清水时在v9.5，30%以下的碱液中发生耐蚀性。金属表面形成坚硬的Fe(OH)2，Fe(OH)3皮层。23，在水和膨胀水中，只形成松散的腐蚀产物层，持续的腐蚀。在大气、土壤、海水和非氧化介质中，耐蚀性很低。铅和铅合金铅在80%以下的热硫酸(85)和96%以下的冷硫酸和硫酸盐溶液中具有高耐蚀性。结果产品PbSO4溶解度很低，保护性好。铅对碱、硝酸、乙酸没有耐蚀性。纯铅一般用作设备的衬层。铅锑合金常用于制造输送硫酸的泵、管和阀等。铅是有毒的金属。基于热力学的防腐蚀金属，例如24、3、Au、Ag、Pt、Cu。Au、Ag、Pt价格昂贵，不能应用于工程。铜在工业上有一定的应用。由于铜电位高，酸中不会发生析氢腐蚀。铜对大气、水、海水及中性盐液腐蚀有抵抗力，但氧化盐和铬酸盐两者腐蚀速度都很快。含氧碱液中氨的腐蚀严重，不抗- Cu (NH3) 4 2硫化物腐蚀。铜是低温设备用的低温强度和塑性优秀。黄铜适用于海水换热器常用的汽蚀腐蚀阻力。黄铜容易发生选择性腐蚀。25，第3节材料选择原则，第一，设备选择必须符合条件要求1。介质特性和温度、压力介质特性包括相状态、成分、浓度、氧化和还原性、流动和流速。必须特别注意介质的Cl-内容。材料选择主要考虑介质的特性，以达到腐蚀性。工作温度：温度变化对材料特性影响很大。温度越高，材料腐蚀速度越快，强度越低，塑性和韧性越高。高温下，材料必须具有足够的蠕变极限和抗氧化特性。在低温下，材料低温冲击韧性好，应注意冷脆性问题。26，工作压力：大气压、负压、中压、高压、超高压。必须了解工作中压力的变化规律，一般来说，压力越高，需要的材料强度和耐蚀性就越高。必须考虑设备内衬，是否频繁的负载变化，以及负压程度。2.技术条件的要求这一点在医药、食品及石油化学方面很严格。因为在这样的过程中，要防止产品污染。3.设备的功能结构上不同功能的设备和材料要求也不相同。对于：换热器的换热器，应考虑介质防腐、良好的导热性和一定的强度进行选择。往复式压缩机活塞环：耐磨、弹性和强度，27，4。需要操作和停止条件停车、卸载、上升冷却、设备材料的良好抗冲击性。其次，了解材料的基本特性，包括机械特性、物理特性、耐蚀性、加工特性、焊接特性等。第三，材料选择的基本知识1。耐腐蚀性在均匀腐蚀的情况下，根据设备和零件的重要性确定耐腐蚀性等级。28、材料的耐蚀性是相对的。也就是说，在一种介质上耐蚀性好，在另一种介质上很快就会腐蚀。选择材料时，必须同时考虑对全面腐蚀的耐受性和对局