1、第五章第五章 全面腐蝕與局部腐蝕全面腐蝕與局部腐蝕金屬腐蝕兩種主要破壞形態：金屬腐蝕兩種主要破壞形態：全面腐蝕全面腐蝕局部腐蝕局部腐蝕photospage 2全面腐蝕（均勻腐蝕） 陰陽極共軛反應在金屬相同位置同時發生或交替發生，陰陽極沒有時間和空間上的區別，整個表面用ecorr表征，在此電位下表面均勻溶解腐蝕。腐蝕速度可測量/預測。局部腐蝕 由電化學不均一性（如異種金屬、表面缺陷、濃度差異、應力集中、環境不均勻等），形成局部電池。 局部腐蝕陰、陽極可區分，陰極/陽極面積比很大，陰、陽極共扼反應分別在不同區域發生，局部腐蝕集中在個別位置, 急劇發生，材料快速腐蝕破壞。page 31、局部腐蝕形式

2、多樣性 電偶腐蝕、縫隙腐蝕、小孔腐蝕（點腐蝕）、晶間腐蝕、應力腐蝕開裂等。2、局部腐蝕普遍性 工業中局部腐蝕很常見（全面腐蝕10），局部腐蝕（化工）80，因此對局部腐蝕的研究和防護尤為重要。3、局部腐蝕危害性較大 腐蝕集中在個別位置急劇發生、腐蝕破壞快速、隱蔽性強、難以預計、控制難度大、危害大，易突發災難事故。page 4比較項目比較項目全面腐蝕全面腐蝕局部腐蝕局部腐蝕腐蝕形貌腐蝕形貌腐蝕發生在整個金屬表面腐蝕發生在整個金屬表面腐蝕主要集中在一定的區域，腐蝕主要集中在一定的區域，其他部分不腐蝕其他部分不腐蝕腐蝕電池腐蝕電池陰陽極在表面上隨機變化，陰陽極在表面上隨機變化，且不可辨認且不可辨認陰陽

3、極在宏觀上可辨認陰陽極在宏觀上可辨認電極面積電極面積陽極面積陽極面積=陰極面積陰極面積陽極陽極面積面積陰極面積陰極面積電位電位陽極電位陽極電位=陰極電位陰極電位=腐蝕腐蝕（混合）電位（混合）電位陽極電位陽極電位 br- i-。溶解氧大于0.5ppm， 即可引起縫隙腐蝕。一般溫度越高，發生縫隙腐蝕傾向性越大。材料因素 鈍化能力/再鈍化能力。5.4.5 縫隙腐蝕的影響因素 5.4.5.1 環境因素 5.4.5.2 材料因素page 28縫蝕與點蝕特點縫蝕與點蝕特點/區別區別（1）所有金屬/介質體系均可發生縫蝕（2）縫隙腐蝕起源是幾何因素和氧濃差（3）縫蝕比點腐蝕一般更易發生（見下頁后圖）（4）縫蝕

4、與點蝕發展過程類似，但發生過程不同（5）點蝕可成為縫蝕源（6）在腐蝕形態上，縫隙腐蝕較廣而淺，點蝕較窄而深。 page 29縫蝕點蝕e/vi/ma縫蝕比點腐蝕一般更易發生 與點蝕相比，對同一種金屬而言，縫隙腐蝕更易發生，從環形陽極極化曲線上的特性電位來看，縫隙腐蝕的臨界電位要比點蝕電位低，在ebrerp區間，對點蝕來說，原有的點蝕可以發展，但不產生新的蝕孔，而縫隙腐蝕在該電位區內，蝕孔既能發生，也能發展。 page 30（1）合理設計和施工，避免縫隙，連接處密封、涂覆、妥善排流，清除沉積物。 （2）電化學保護 （3）緩蝕劑 （4）改善介質環境 （5）選擇耐縫蝕合金如：ni16cr16mo5fe

5、4w2.5co, 00cr16ni17mo16fe6w4 (哈氏合金)， 18cr12ni3moti，cr28mo4, cr30 mo3，18cr19ni3moti，18cr12ni2moti，ti 合金等均為優良耐縫蝕合金。5.4.5 防止縫隙腐蝕的措施page 315.5 5.5 晶間腐蝕晶間腐蝕5.5.1 5.5.1 晶間腐蝕的定義和特點晶間腐蝕的定義和特點7075-t67075-t6鋁合金飛機零件晶間腐蝕鋁合金飛機零件晶間腐蝕敏化的敏化的304304不銹鋼不銹鋼/5%h/5%h2 2soso4 4/ /沸騰沸騰5min5min晶間腐蝕晶間腐蝕page 32 晶間腐蝕是金屬材料在特定的腐

6、蝕介質中沿著材料的晶粒邊界（晶界）產生的一種局部選擇性腐蝕。 晶間腐蝕常常會轉變為沿晶應力腐蝕開裂，成為應力腐蝕開裂的起源，因此，它是一種危害性很大的局部腐蝕。 一般金屬材料都有晶間腐蝕傾向，不銹鋼，al，ni，cu合金等易發生晶間腐蝕。 晶粒邊界比晶粒本體腐蝕快得多，危害性大。晶間腐蝕在宏觀上不易察覺，金屬甚至保持光澤，但強度可完全消失。page 33一、金屬學因素： （1） 晶界異相析出，元素貧乏區形成。如：不銹鋼因形成 (cr,fe)23c6而導致貧cr區；銅合金cual2，導致貧cu； (2) 晶界析出易溶相。如al3mg2，mg2si等溶解，產生晶間腐蝕； （3）位錯或空位在晶界積累

7、，導致雜質或缺陷集中； （4）晶界應力較大； （5）多晶金屬材料晶界活性較大，易于發生晶界吸附、晶界沉積等反應； （6）熱加工處理過程在晶界新相生成。5.5.2 5.5.2 晶間腐蝕的條件晶間腐蝕的條件page 34二、電化學因素： 晶界與晶粒平衡電位差異，造成電化學腐蝕速度不一； 晶界與晶粒陽極極化率不一， 或腐蝕阻力不一； 介質中氧化劑在晶界和晶粒位置還原行為差異或腐蝕阻力不一。 page 355.5.3 晶間腐蝕機理晶間腐蝕機理5.5.3.1 貧化理論貧化理論 1.貧貧cr理論理論(奧氏體奧氏體,鐵素體不銹鋼鐵素體不銹鋼 ) 2.貧貧cu理論理論(al-cu，al-cu-mg ) 3.貧

8、貧mo理論理論(ni-mo )page 36貧cr理論 在敏化溫度，過飽和c化合物 cr23c6 在晶界析出，其周圍形成貧cr 區，因cr在晶界擴散比在晶粒擴散速快，使晶界cr很快耗盡(陽極)，與晶粒形成活化/ 鈍化電偶電池，發生陽極選擇性腐蝕，促使晶間腐蝕的發生。page 37page 385.5.3.2 陽極相理論陽極相理論-晶界晶界相析出并溶解相析出并溶解 貧化理論不能解析全部現象，如：高cr含mo低c超低c不銹鋼已不存在因碳化物析出引起貧鉻的條件。 因此，又提出：相-fecr或femo金屬間化合物(四角形的結構) ，在一定條件下在晶界沉淀， 相在過鈍化電位可發生嚴重選擇性溶解腐蝕。 該

9、理論也可以解釋al-zn-mg高強度鋁合金以及含鎂量較高的al-mg合金，由于晶界析出強化相mgzn2或mg5al8而發生選擇性溶解，導致晶間腐蝕的原因。 page 39 和和陽極極化曲線陽極極化曲線注意注意: :過鈍化電位下的不同過鈍化電位下的不同page 40page 41 (a)臺階結構，固溶退火（臺階結構，固溶退火（500），晶粒之間有臺階。），晶粒之間有臺階。 (b)雙結構，敏化樣品，晶界有凹槽，但沒完全包圍任一晶粒（雙結構，敏化樣品，晶界有凹槽，但沒完全包圍任一晶粒（250）。）。 (c)凹槽結構，敏化樣品，凹槽包圍晶粒，（凹槽結構，敏化樣品，凹槽包圍晶粒，（500），一個或多個晶

10、粒被），一個或多個晶粒被凹槽完全包圍。凹槽完全包圍。草酸侵蝕試驗結構草酸侵蝕試驗結構（10%10%草酸，電流密度草酸，電流密度1.0amp/cm21.0amp/cm2，1.5min1.5min陽極侵蝕）陽極侵蝕）page 425.5.3.3 吸附理論吸附理論(雜質原子在晶雜質原子在晶界吸附界吸附) 晶界區雜質偏聚p100ppm，si1000ppm，也會在強氧化性介質中發生選擇性溶解，引起晶間腐蝕。 該理論認為，晶界的雜質優先發生腐蝕溶解，導致了晶間腐蝕。 這些理論相互補充，能解釋較多晶間腐蝕現象。奧氏體不銹鋼在氧化性介質（充氣海水）、mgcl2(普遍，嚴重)、強氧化性介質hno3(濃)，na2

11、cr2o7等容易發生晶間腐蝕。page 435.5.4 影響晶間腐蝕的因素影響晶間腐蝕的因素 5.5.4.1 熱處理制度或焊接工藝熱處理制度或焊接工藝 5.5.4.2 合金成分（以不銹鋼為例）合金成分（以不銹鋼為例） 5.5.4.3 腐蝕介質腐蝕介質（1）熱處理和焊接工藝的影響 用c形曲線表示金屬加熱溫度與加熱時間對晶間腐蝕敏感性的影響，劃線區表示晶間腐蝕敏感性，與合金成分有關。了解加熱時間-溫度關系，對于制定熱處理工藝十分重要。加熱時間溫度敏化區敏化溫度：450-850 oc固熔溫度:1050-1150 octminpage 44900 = 6271100 = 827焊縫周圍發生晶間腐蝕的區

12、域page 45 （2）元素成分的影響 含c量增加，晶間腐蝕敏感性提高，18- 8 ss晶間腐蝕碳臨界濃度為0.02； cr含量增加，可提高耐晶間腐蝕； ni增加，晶間腐蝕嚴重； ti，nb，ta 增加，優先形成碳化物，避免形成cr23c6，晶間腐蝕受抑制； n增加，晶間腐蝕敏感性提高； mo對晶間腐蝕影響不大； si增加可抑制晶間腐蝕； mn提高晶間腐蝕傾向。 page 46c含量對晶間腐蝕敏感性的影響page 47（3）腐蝕介質的影響 在 h2so4，hno3等酸性介質中晶間腐蝕較嚴重 ， 含cu2+, hg2+, cr6+ 介質可促進發生晶間腐蝕；化工介質，如尿素、海水、水蒸汽(鍋爐)等也可發生晶間腐蝕。page 485.5.5 控制晶間腐蝕的措施控制晶間腐蝕的措施 5.5.5.1 降低不銹鋼中碳含量降低不銹鋼中碳含量 5.5.5.2合金化合金化 5.