材料腐蚀基础考试题

1、 1 材料腐蚀定义与特点？腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。（1）自发性（2）普遍性纯金属最低能级状态一般为其化合物（除Au、Pt）普遍存在的空气和水是两类主要腐蚀环境（O2、H+）（3）隐蔽性发展速度缓慢 不锈钢在海水中点蚀：10年孕育期表现形式不易被发觉 生锈：容易观察 应力腐蚀断裂：表面光亮如新内部满布裂纹 2 根据材料腐蚀形态分腐蚀的种类有什么？全面腐蚀 均匀腐蚀 不均匀腐蚀局部腐蚀 点蚀（孔蚀） 缝隙腐蚀及丝状腐蚀 电偶腐蚀（接触腐蚀） 晶间腐蚀 选择性腐蚀 3 腐蚀防护可以采取的手段有哪些？· 提高材料本身的抗蚀性： 材料的热力学稳定性 控

2、制腐蚀动力学· 改变环境： 介质温度与流速，介质中O2 、 SO2含量，改变溶液pH值，改变应力状态，加入缓蚀剂等· 电化学保护： 阴极极化降低氧化反应速度 阳极钝化防腐· 采用涂镀层和表面改性：化学转化膜、金属涂镀层、非金属涂层、改变材料表面结构· 将材料与腐蚀介质隔开：采用衬里、防锈油、防锈纸等· 正确选材与合理设计· 腐蚀与防护的管理与教育 4 G0T 图使用 例：在980时，铜和铁在20%H2 80% H2O气体中被腐蚀的可能性? 解：980处作垂线，分别与2FeO22FeO线和4CuO22Cu2O相交。从H点分别与相应的交点

3、连线，并延交于pH2/pH2O轴。对于铁，H2/H2O约 为2对于铜， H2/H2O约为10 10 所以铁在此混合气体中可能被氧化（ H2O H2），而混合气体中只要有0.1 的H2就足以使铜免于氧化 5 氧化膜的生长应力有哪些种类？氧化膜应力松弛的方式是什么？应力来源： 生长应力，氧化膜恒温生长产生的 热应力，由于基体和氧化膜的热膨胀和收缩不同产生的1. PB比PB比 > 1：氧化膜中受到压应力，可能生成保护性氧化膜PB比 < l：氧化膜中受到拉应力，无法生成保护性氧化膜PB比引起的生长应力还与氧化膜的生长机制有关PB比是生长应力产生的必要条件之一，但不是充分条件。2. 外延应力

4、氧化初期形成的氧化物与基体晶格保持外延关系，金属和氧化物晶格参数不同，外延约束导致应力产生氧化膜变厚时，恢复固有的晶格，外延应力消失3. 合金或氧化膜成分的变化 氧化膜成分变化能产生应力氧在金属中溶解可产生应力4. 点缺陷应力点缺陷梯度引起晶格参数变化而产生应力由于阳离子向外迁移，沿金属截面产生空位梯度，引起空位周围金属的收缩，在基体中产生应力 6 提高合金抗氧化性能的途径有哪些？1. 通过选择性氧化生成优异的保护膜2. 生成离子移动速度慢的尖晶石结构氧化膜3. 减小氧化膜的晶格缺陷浓度，降低离子的扩散速度4. 增强氧化膜与基体金属的附着力 7 电化学腐蚀的本质是什么？腐蚀电池与原电池的区别是

5、什么？腐蚀电池有哪几类？根据构成腐蚀电池的电极尺寸大小可将腐蚀电池分为两大类：1.宏观腐蚀电池电极尺寸相对较大（用肉眼可区分阴、阳极）2.微观腐蚀电池电极尺寸相对微小 8 宏观腐蚀电池与微观腐蚀电池的种类？1.宏观腐蚀电池电极尺寸相对较大（用肉眼可区分阴、阳极）丹聂尔电池 电偶电池浓差电池温差电池2.微观腐蚀电池电极尺寸相对微小金属表面化学成分不均匀性而引起的微观电池金属组织不均匀性构成的微观电池金属表面物理状态的不均匀性构成的微观电池金属表面膜不完整构成的微观电池 9 电极极化的定义是什么？试分析在防腐蚀与电镀技术中电极极化的作用。电极极化定义：当电极上有净电流通过时，引起电极电位偏离平衡电

6、位的现象 10 减少析氢腐蚀的途径？主要途径如下：1减少或消除金属中的有害杂质，特别是析氢过电位小的阴极性杂质。2加入氢过电位大的成分，如Hg、Zn、Pb等3加入缓蚀剂，增大析氢过电位。如酸洗缓蚀剂若丁，有效成分为二邻甲苯硫脲4降低活性阴离子成分如Cl、S2-等 11 金属钝化过程的极化曲线以及各个区的位置 金属钝化过程的极化曲线示意图AB：活化溶解区按正常的金属阳极溶解规律进行基本服从塔菲尔规律BC：活化钝化过渡区电位达到某一临界值Epp金属表面状态突变，开始钝化电流密度急剧下降CD：稳定钝化区金属处于稳定的钝态金属以维钝电流ip的速度溶解ip与电极电位无关金属表面形成高价氧化物膜DE：过钝

7、化区电流再次随电位升高而增大金属的氧化膜可能氧化生成高价的可溶性氧化膜钝化膜被破坏，腐蚀重新加剧 12 试论述点蚀与缝隙腐蚀的异同点。相似：成长机理一致闭塞电池 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pH值与整体介质差异很大，形成闭塞电池不同：形成过程不同 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，闭塞程度大 由于介质的浓差引起 形态广而浅 更易发生 点蚀： 腐蚀过程逐渐形成蚀坑（闭塞电池），而后加速腐蚀 由于钝化膜的破坏引起 形态窄而深 13 晶间腐蚀与选择性腐蚀的定义以及提高抗晶间腐蚀的措施

8、。定义: Intergranular Corrosion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的一种局部破坏的腐蚀现象。定义： Dealloying 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。 1. 降低含碳量：低碳不锈钢，甚至是超低碳不锈钢，可有效减少碳化物析出造成的晶间腐蚀。早期：18Cr-9Ni：0.20C，极易晶间腐蚀后期：C：0.08 0.032. 合金化：在钢中加入Ti或Nb，析出TiC或NbC，避免贫Cr区的形成。通过调整钢的成分，形成双相不锈钢，如在奥氏体中加入510的铁素体。由于相界的能量更低

9、，碳化物择优在相界析出，从而减少了在晶界的沉淀。3. 适当的热处理对含碳量较高（0.060.08）的奥氏体不锈钢，要在10501100进行固溶处理；对铁素体不锈钢在700800进行退火处理；加Ti和Nb的不锈钢要经稳定化处理。 4.适当的冷加工在敏化前进行3050的冷形变，可以改变碳化物的形核位置，促使沉淀相在晶内滑移带上析出，减少在晶界的析出。18-8不锈钢冷加工促进过饱和固溶体分解，沿晶界、孪晶界集滑移面上析出了大量富Cr的M23C6、相，减弱抗晶间腐蚀能力。 14 发生应力腐蚀开裂的条件以及防止应力腐蚀开裂的措施。SCC需要同时具备三个条件:1. 敏感的金属材料2. 特定的腐蚀介质3.

10、足够大的拉伸应力防止SCC的措施:1.选材 根据材料的具体使用环境，尽量避免使用对SCC敏感的材料。2.消除应力 改进结构设计，减小应力集中和避免腐蚀介质的积存 在部件的加工、制造和装配过程中尽量避免产生较大的残余应力 可通过热处理、表面喷丸等方法消除残余应力3.涂层 使用有机涂层可将材料表面与环境分开 使用对环境不敏感的金属作为敏感材料的镀层4.改善介质环境 控制或降低有害的成分 在腐蚀介质中加入缓蚀剂 通过改变电位、促进成膜、阻止氢或有害物质的吸附等，影响电化学反应动力学而起到缓蚀作用，改变环境的敏感性质5.电化学保护 应力腐蚀开裂发生在活化钝化和钝化过钝化两个敏感电位区间 可以通过控制电

11、位进行阴极保护或阳极保护防止SCC的发生 15 氢致开裂的表现形式以及氢脆的有效控制措施？表现形式 氢压引起的微裂纹（钢中的白点、焊接冷裂纹） 高温高压氢腐蚀 氢化物相或氢致马氏体相变 氢致塑性损失（氢脆） 氢致开裂或断裂控制加工过程 改善冶炼技术 采用真空冶炼、真空脱气、真空浇注 酸洗时合理选择缓蚀剂，减小腐蚀率 酸洗液中加入锡，能较好阻止氢进入金属 锡能在酸洗金属表面沉积一层极薄的金属锡 锡的氢过电位高，能阻碍原子氢生成和渗入 电镀时采用低氢脆工艺 高强度钢采用Cd-Ti合金电镀、离子镀、真空镀 补救方法 保持使用环境为低氢环境 热处理除氢 焊接过程 焊缝处易产生氢脆焊条中含有氢 采用低氢

12、焊条，并保持干燥条件进行焊接 水和水蒸气是氢的主要来源 可在焊接前和焊接后进行局部热处理 16 腐蚀疲劳的定义及其特点。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1. 不存在疲劳极限2. 纯金属也会发生腐蚀疲劳c 不需要材料环境的特殊组合c 钝态，活化态均可c 腐蚀介质交变应力3. 腐蚀疲劳强度与耐蚀性c 耐蚀材料的腐蚀疲劳强度随抗拉强度的提高而提高c 耐蚀性差的材料腐蚀疲劳强度与抗拉强度无关4. 腐蚀疲劳裂纹起源c 多起源于表面腐蚀坑或缺陷c 裂纹源数量较多5. 腐蚀疲劳裂纹¶ 主要是穿晶裂纹¶ 随腐蚀发展裂纹变宽6. 脆性断裂¶ 没有明显的宏观塑

13、性变形¶ 断口有腐蚀的特征腐蚀坑、腐蚀产物、二次裂纹等¶ 断口有疲劳特征 疲劳辉纹 17 论述介质流速对冲刷腐蚀的影响规律，并指出防止冲刷腐蚀的措施。1. 改进设计 降低表面流速和避免恶劣的湍流出现2. 控制环境 控制温度、pH、氧含量，添加缓蚀剂 澄清和过滤流体中的固体颗粒 避免蒸汽中冷凝水的形成 去除溶解在流体中的气体等3正确选材4表面处理与保护5阴极保护 18 微动腐蚀定义以及防止措施。 19 大气腐蚀分为哪几类？根据我国地域特点试讨论西部地区、中部地区与沿海地区大气腐蚀的特点。 干大气腐蚀 定义：在空气非常干燥的条件下，金属表面不存在液膜层的腐蚀 潮大气腐蚀 定义：

14、大气中的相对湿度足够高（但低于100%）,在金属表面存在着肉眼看不见的薄液膜时所发生的腐蚀 湿大气腐蚀 定义：空气湿度接近于100，或当水以雨、雪、水沫等形式直接落在金属表面上时，金属表面便存在着肉眼可见的凝结水膜时发生的腐蚀 20 判断金属分别在蒸馏水、河水与海水中腐蚀的速度顺序，并解释产生该腐蚀速度不同的原因。 21 论述金属在土壤中的腐蚀类型以及土壤腐蚀的影响因素长距离腐蚀宏电池土壤的局部不均匀性引起的腐蚀宏电池埋设深度不同及边缘效应引起的腐蚀宏电池金属所处状态差异引起的腐蚀宏电池盐浓差电池温差电池土壤腐蚀的影响因素 孔隙度（透气性） 含水量 电阻率 酸度 含盐量 22 杂散电流腐蚀的定义及其防止措施 杂散电流腐蚀（Stray Current Corrosion） 当杂散电流流过埋在土壤中的管道、电缆等，进入大地处的阳极端