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汽车金属常见的腐蚀形态与防护

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腐蚀形态可分为两大类,即全面腐蚀和局部腐蚀。局部腐蚀可分为点腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳八类。细分还有石墨腐蚀、剥蚀和氢损伤等。美国对腐蚀事故调查结果表明,全面腐蚀占22%,局部腐蚀占78%,局部腐蚀中腐蚀疲劳、应力腐蚀占比例最高。
3.1 全面腐蚀与局部腐蚀
全面腐蚀也称均匀腐蚀,是一种常见的腐蚀形态,,其特点是化学或电化学反应在全部暴露的表面或大部分表面上均匀地进行,金属逐渐变薄,最终失效。
全面腐蚀造成金属大量损失,但这种腐蚀危险性较小。可采取以下防护措施:
①工程设计时考虑合理的腐蚀裕度
②合理选材
③涂覆保护层
④添加缓蚀剂
⑤阴极保护
局部腐蚀是设备腐蚀破坏的一种主要形式,是金属表面某些部分的腐蚀速率或腐蚀深度远大于其余部分的腐蚀速率或深度,因而导致局部区域的损坏。其特点是腐蚀仅局限或集中于金属的某一特别部位,阳极和阴极一般截然分开,而次生腐蚀产物又可在第三点形成。
产生局部腐蚀的必要和充分条件是:在腐蚀体系中,存在着或出现了某种因素使得金属表面的不同部分遵循不同的阳极溶解规律,即具有不同的阳极极化曲线。不仅如此,随着腐蚀的进行,这种阳极溶解速度的差异不但不会减弱甚至还会加强。这种局部腐蚀的条件由腐蚀过程本身所引起的现象称为局部腐蚀的自催化现象。
全面腐蚀与局部腐蚀基本特征比较比较项目:
全 面 腐 蚀
局 部 腐 蚀
腐蚀形貌
腐蚀均布在整个金属表面
腐蚀破坏主要集中在一定区域上,其他部分不腐蚀
腐蚀电池
阴阳极在表面上变幻不定,阴阳极不可辨认
阴阳极在微观上可分辨
电极面积
阳极=阴极
阳极≤阴极
电位
阴极电位=阳极电位=腐蚀电位
阳极电位<阴极电位
腐蚀产物
可能对金属具有保护作用
无保护作用
3.2 电偶腐蚀
电偶腐蚀是指两种或两种以上具有不同电位的金属接触时形成的腐蚀,又称不同金属的接触腐蚀。耐蚀性较差的金属(电位较低)接触后成为阳极,腐蚀加速;耐蚀性较高的金属(电位较高)则变成阴极受到保护,腐蚀减轻或甚至停止。
特征:腐蚀主要发生在两种不同金属或金属与非金属导体的相互接触的边线附近,而在远离边缘的区域,腐蚀程度轻。
条件:①同时存在两种不同电位的金属或非金属导体②有电解质溶液存在③两种金属通过导线连接或直接接触。
控制措施:
①选材设计时,尽量避免异种材料或合金相互接触,尽量选用电偶序的材料
②选用容易更换的阳极部件,或加厚以延寿
③避免大阴极、小阳极面积比的组合
④异种材料连接处或接触面采用绝缘措施
⑤涂层保护
⑥添加缓蚀剂
3.3 缝隙腐蚀
在腐蚀介质中的金属构件,由于金属与金属或金属与非金属之间存在特别小的缝隙,造成缝内介质处于滞流状态而导致发生的一种局部腐蚀形态称为缝隙腐蚀。最敏感的缝隙宽度为0.025~0.1mm范围。
特征:①可发生在所有金属与合金上,特别是靠钝化而耐蚀的金属及合金②介质可以是任何侵蚀性溶液,酸性或中性,充气的中性氯化物介质中最易发生③对同一金属而言,缝隙腐蚀比点蚀更易发生。缝隙腐蚀的临界电位比点蚀电位低。
产生条件:①金属结构的连接,铆接、焊接、螺纹连接等②金属与非金属的连接③金属表面的沉积物
缝隙腐蚀机理是氧的浓差电池与闭塞电池自催化效应共同作用的结果。
控制措施:
①合理设计和施工,避免缝隙和死角的存在。
②正确选材
③电化学保护
④缓蚀剂的应用
3.4 孔蚀
又 称点蚀,是一种腐蚀集中于金属表面的很小范围内,并深入到金属内部的腐蚀形态。
形貌:有窄深型、宽浅型,有蚀坑小而深型。有些分散,有些密集。蚀坑口多数有腐蚀产物覆盖,少数呈开放式。
特征:①多发生于表面生成钝化膜的金属材料上,或表面有阴极性镀层的金属上。②含特殊离子的介质③ 在点蚀电位以上,电流密度突然增大,点蚀发生。
控制措施:
①选择耐蚀合金②改善介质条件③电化学保护④缓蚀剂的应用
3.5 晶间腐蚀
晶间腐蚀是一种由微电池作用而引起的局部破坏现象,是金属材料在特定的腐蚀介质中沿着材料的晶界产生的腐蚀。
特征:在表面还看不出破坏时,晶粒之间已丧失了结合力、失去金属声音,严重时只要轻轻一敲打就可破 脆,甚至形成粉状。
条件:①金属或合金中含有杂质或第二相等沿晶界析出②晶界与晶内化学成分的差异,在特定的环境介质中形成腐蚀电池,晶界为阳极,晶粒为阴极,晶界产生选择性溶解。
控制措施:
①降低含碳量②加入固定碳的合金元素③适当热处理④采用双相钢。
3.6 选择性腐蚀
选择性腐蚀是在合金的某些特点部位有选择地发生的腐蚀。或者说,腐蚀是从一种固溶体合金表面除去其中某些元素或某一相,其中电位低的金属或相发生优先溶解而被破坏。
3.7 应力腐蚀破裂
3.8 氢损伤
3.9 腐蚀疲劳
3.10 磨损腐蚀
3.11 细菌腐蚀


1楼2020-04-15 14:37回复