1、耐蝕材料耐蝕材料耐蝕材料耐蝕材料材料科學與工程學院材料科學與工程學院主講教師：蔡元興主講教師：蔡元興耐蝕材料耐蝕材料1 1耐腐蝕金屬材料耐腐蝕金屬材料 于福州于福州 科學技術出版社科學技術出版社2 2耐腐蝕非金屬材料及應用耐腐蝕非金屬材料及應用陳正鈞陳正鈞 化學工業出版社化學工業出版社3 3、金屬腐蝕與控制金屬腐蝕與控制 孫躍孫躍 哈工大出版社哈工大出版社 200720074 4、材料的腐蝕性和腐蝕數據材料的腐蝕性和腐蝕數據董建中董建中 化工出版社化工出版社 20072007教材及參考書：教材及參考書：耐蝕材料耐蝕材料中國腐蝕與防護學報中國腐蝕與防護學報腐蝕與防護腐蝕與防護腐蝕科學與防護技術腐

2、蝕科學與防護技術材料保護材料保護表面技術表面技術中國表面工程中國表面工程國內主要專業雜志國內主要專業雜志: :耐蝕材料耐蝕材料CorrosionMaterial PerformanceNational Association of Corrosion EngineersNACE（美國腐蝕工程師協會）（美國腐蝕工程師協會）Corrosion ScienceBritish Corrosion Journal國外主要專業雜志國外主要專業雜志: :耐蝕材料耐蝕材料1本課程側重金屬材料的耐蝕性；本課程側重金屬材料的耐蝕性；2本課程主要從材料本身的特性出發介紹常用材料的耐蝕性，不本課程主要從材料本身的特性

3、出發介紹常用材料的耐蝕性，不講腐蝕理論（另一門課介紹）；講腐蝕理論（另一門課介紹）；3考察方式：測驗（開卷）考察方式：測驗（開卷）+作業作業+出勤；出勤；4教材教材-常用金屬材料的耐腐蝕性能常用金屬材料的耐腐蝕性能 5.參考書：金屬材料耐蝕方面的書籍。參考書：金屬材料耐蝕方面的書籍。耐蝕材料耐蝕材料 人類的文明進步都是與應用和發展日新月異的新材料分不開的。人類的文明進步都是與應用和發展日新月異的新材料分不開的。歷史學家甚至用材料的名稱標記不同的時代，如石器時代、青銅器歷史學家甚至用材料的名稱標記不同的時代，如石器時代、青銅器時代、鐵器時代等。時代、鐵器時代等。 腐蝕在我們身邊每時每刻悄悄地發生

4、著，它吞噬著人們的勞動腐蝕在我們身邊每時每刻悄悄地發生著，它吞噬著人們的勞動成果，改變了歷史的原貌。成果，改變了歷史的原貌。當今世界，哪一項技術發展不是以材料發展作為前提和保證呢？當今世界，哪一項技術發展不是以材料發展作為前提和保證呢？但材料有一大公敵但材料有一大公敵-腐蝕！腐蝕！第第1章緒論章緒論耐蝕材料耐蝕材料 腐蝕（腐蝕（CorrosionCorrosion）是指材料與它所處環境介質之間發生化學）是指材料與它所處環境介質之間發生化學- -物理的相互作用而引起的變質和破壞現象。物理的相互作用而引起的變質和破壞現象。 例如：鐵生銹、不銹鋼穿孔、橡膠老化、銅生銅綠、石頭風化例如：鐵生銹、不銹鋼

5、穿孔、橡膠老化、銅生銅綠、石頭風化等都屬于腐蝕。等都屬于腐蝕。1.1材料腐蝕的基本概念材料腐蝕的基本概念1.1.1 腐蝕的定義腐蝕的定義:耐蝕材料耐蝕材料 材料腐蝕定義是材料腐蝕定義是“材料腐蝕是材料受環境介質的化學作用、電材料腐蝕是材料受環境介質的化學作用、電化學作用和化學作用和/ /或物理作用下引起的變質和破壞的現象或物理作用下引起的變質和破壞的現象”。 耐蝕材料耐蝕材料1.1.2金屬腐蝕的定義金屬腐蝕的定義 金屬材料在人類社會文明發展史上占有極為重要的地位，人們金屬材料在人類社會文明發展史上占有極為重要的地位，人們最為熟悉的腐蝕現象就是金屬材料的腐蝕。最為熟悉的腐蝕現象就是金屬材料的腐蝕

6、。 金屬與所處周圍環境（介質）之間發生化學或電化學作用而引金屬與所處周圍環境（介質）之間發生化學或電化學作用而引起的破壞或變質。其中也包括上述因素與機械因素或生物因素的共起的破壞或變質。其中也包括上述因素與機械因素或生物因素的共同作用。某些物理作用（例如金屬在某些液態金屬中的物理溶解現同作用。某些物理作用（例如金屬在某些液態金屬中的物理溶解現象）也可以歸入金屬腐蝕范疇。象）也可以歸入金屬腐蝕范疇。耐蝕材料耐蝕材料 “生銹生銹”特指鋼鐵和鐵基合金的腐蝕。它是在氧和水的作用下特指鋼鐵和鐵基合金的腐蝕。它是在氧和水的作用下形成的主要由含水形成的主要由含水氧化鐵組成的腐蝕產物氧化鐵組成的腐蝕產物“鐵銹

7、鐵銹”。有色金屬。有色金屬及其合金可以發生腐蝕，但不及其合金可以發生腐蝕，但不“生銹生銹”，而是形成其他產物。如，而是形成其他產物。如銅和銅合金會生成銅和銅合金會生成“銅綠銅綠”CuCO3. Cu（OH）2，鋅表面生成，鋅表面生成Zn2（OH）2CO3等。等。 耐蝕材料耐蝕材料對于腐蝕，做以下幾點解釋：對于腐蝕，做以下幾點解釋：1材料與其周圍環境的作用包括化學作用（如氧化），電化學作材料與其周圍環境的作用包括化學作用（如氧化），電化學作用（微電池作用），物理作用（溶解，）。用（微電池作用），物理作用（溶解，）。2金屬腐蝕的定義：金屬與所處周圍環境（介質）之間發生化學金屬腐蝕的定義：金屬與所處周

8、圍環境（介質）之間發生化學或電化學作用而引起的破壞或變質。其中也包括上述因素與機械因或電化學作用而引起的破壞或變質。其中也包括上述因素與機械因素或生物因素的共同作用。某些物理作用（例如金屬在某些液態金素或生物因素的共同作用。某些物理作用（例如金屬在某些液態金屬中的物理溶解現象）也可以歸入金屬腐蝕范疇。屬中的物理溶解現象）也可以歸入金屬腐蝕范疇。3由于金屬和合金遭受腐蝕后又回復到了礦石的化合物狀態，所由于金屬和合金遭受腐蝕后又回復到了礦石的化合物狀態，所以金屬腐蝕也可以說是以金屬腐蝕也可以說是“冶金的逆過程冶金的逆過程”。耐蝕材料耐蝕材料指采用指采用防護技術的費用防護技術的費用和發生腐蝕破壞以后

9、的維修、更換費用和勞和發生腐蝕破壞以后的維修、更換費用和勞務費用，務費用，以及腐蝕造成的損失等以及腐蝕造成的損失等 。1.2腐蝕的危害與腐蝕控制的重要性腐蝕的危害與腐蝕控制的重要性1.2.1腐蝕的危害腐蝕的危害1、直接經濟損失：、直接經濟損失：耐蝕材料耐蝕材料指設備發生腐蝕破壞造成停工、停產；跑、冒、滴、漏造成物料流指設備發生腐蝕破壞造成停工、停產；跑、冒、滴、漏造成物料流失；腐蝕使產品污染，質量下降，設備效率降低，能耗增加；在計失；腐蝕使產品污染，質量下降，設備效率降低，能耗增加；在計算壁厚時需增加腐蝕裕度，造成鋼材浪費等。算壁厚時需增加腐蝕裕度，造成鋼材浪費等。 （具有不可預測性（具有不可

10、預測性，不易計算），不易計算）2、間接經濟損失：、間接經濟損失：耐蝕材料耐蝕材料3 3、金屬資源和能源的嚴重浪費、金屬資源和能源的嚴重浪費 腐蝕還對環境產生很大的影響：設備和管道因腐蝕而泄漏，使腐蝕還對環境產生很大的影響：設備和管道因腐蝕而泄漏，使有毒有害物料進入大氣、土壤和水源，既污染了環境又使生產原料有毒有害物料進入大氣、土壤和水源，既污染了環境又使生產原料浪費。浪費。 此外，為了減輕腐蝕，保護設備，使用某些涂料和緩蝕劑（如此外，為了減輕腐蝕，保護設備，使用某些涂料和緩蝕劑（如水處理中的鉻酸鹽、聚磷酸鹽）對環境都有害。水處理中的鉻酸鹽、聚磷酸鹽）對環境都有害。4 4、社會危害社會危害5、污

11、染人類生存環境、污染人類生存環境耐蝕材料耐蝕材料6 6、阻礙新技術的發展、阻礙新技術的發展 一項新技術、新產品的產生過程，往往會遇到需要克服的腐蝕一項新技術、新產品的產生過程，往往會遇到需要克服的腐蝕問題，只有解決了這些問題，新技術、新產品、新工業才得以發問題，只有解決了這些問題，新技術、新產品、新工業才得以發展。展。 如不銹鋼的發明和應用大大促進了硝酸和合成氨工業的發展。如不銹鋼的發明和應用大大促進了硝酸和合成氨工業的發展。 美國的的阿波羅空間計劃中，氧化劑美國的的阿波羅空間計劃中，氧化劑N N2 20 04 4的儲罐是使用高強的儲罐是使用高強度鈦合金制造的，這是通過應力腐蝕試驗選出的。但在

12、運行前的模度鈦合金制造的，這是通過應力腐蝕試驗選出的。但在運行前的模擬試壓擬試壓( (壓力為規定值的壓力為規定值的1.51.5倍倍) )中很快發生破裂，原因是應力腐蝕中很快發生破裂，原因是應力腐蝕試驗中使用的試驗中使用的N N2 20 04 4是不純的，含有是不純的，含有NONO，而模擬實際使用的，而模擬實際使用的N N2 20 04 4純度高，不含純度高，不含NONO。經分析研究加入。經分析研究加入0.60.6N0N0之后才得以解決。之后才得以解決。 這說明試驗介質和實際工作介質不同必然造成材料腐蝕行為的這說明試驗介質和實際工作介質不同必然造成材料腐蝕行為的不同。不同。耐蝕材料耐蝕材料 腐蝕

13、造成的危害極大，不僅帶來巨大的經濟損失，而且給人類腐蝕造成的危害極大，不僅帶來巨大的經濟損失，而且給人類賴以生存的環境造成嚴重的污染和能源的嚴重損耗，與當今全球倡賴以生存的環境造成嚴重的污染和能源的嚴重損耗，與當今全球倡導的可持續發展的戰略相抵觸。因此，學習和研究腐蝕的基本原理，導的可持續發展的戰略相抵觸。因此，學習和研究腐蝕的基本原理，減緩和控制腐蝕破壞的發生，不僅有顯著的經濟效益，而且有巨大減緩和控制腐蝕破壞的發生，不僅有顯著的經濟效益，而且有巨大的社會效益。同時對促進新技術、新工藝的發展也是必不可缺的。的社會效益。同時對促進新技術、新工藝的發展也是必不可缺的。1.2.2腐蝕控制及其重要性

14、腐蝕控制及其重要性耐蝕材料耐蝕材料 化學介質腐蝕、大氣腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕、雜散電流腐化學介質腐蝕、大氣腐蝕、海水腐蝕、土壤腐蝕、雜散電流腐蝕、細菌腐蝕、磨損腐蝕、應力腐蝕和接觸腐蝕蝕、細菌腐蝕、磨損腐蝕、應力腐蝕和接觸腐蝕1.3腐蝕的分類腐蝕的分類1.3.1按腐蝕環境分按腐蝕環境分:耐蝕材料耐蝕材料 電化學腐蝕：電化學腐蝕：金屬與電解質發生電化學作用而引起的破壞。指金屬與電解質發生電化學作用而引起的破壞。指金屬表面與離子導電的介質因發生電化學作用而產生的破壞。在腐金屬表面與離子導電的介質因發生電化學作用而產生的破壞。在腐蝕過程中反應至少包含一個陽極反應一個陰極反應，并以流過金屬蝕過程中反

15、應至少包含一個陽極反應一個陰極反應，并以流過金屬內部的電子流和介質中的離子流聯系在一起。內部的電子流和介質中的離子流聯系在一起。 物理腐蝕：物理腐蝕：單純物理溶解作用而引起的破壞。單純物理溶解作用而引起的破壞。1.3.2 按腐蝕反應機理分：按腐蝕反應機理分： 化學腐蝕：化學腐蝕：金屬與非電解質直接發生化學作用而引起的破壞。金屬與非電解質直接發生化學作用而引起的破壞。指金屬表面介質直接發生純化學作用而引起的破壞。發生引起化學指金屬表面介質直接發生純化學作用而引起的破壞。發生引起化學腐蝕的氧化還原反應時金屬與氧化劑表面的原子直接相互作用而形腐蝕的氧化還原反應時金屬與氧化劑表面的原子直接相互作用而形

16、成腐蝕產物，沒有電流產生。成腐蝕產物，沒有電流產生。耐蝕材料耐蝕材料2MOOPPMOMTPO,2212MOOPP2MOOPP反應處于平衡狀態反應處于平衡狀態反應向氧化物分解方向進行反應向氧化物分解方向進行反應向氧化物生成方向進行反應向氧化物生成方向進行金屬的氧化金屬的氧化:耐蝕材料耐蝕材料3232223132323CFeC OCFeC OCH OFeC OHFeOFeC OFe 脫脫 碳碳危害：危害：1 、破壞表面膜，降低膜的保護作用、破壞表面膜，降低膜的保護作用2 、表面硬度下降，降低耐磨性和疲勞強度、表面硬度下降，降低耐磨性和疲勞強度耐蝕材料耐蝕材料氫腐蝕氫腐蝕氫腐蝕可分為兩個階段氫腐蝕可

17、分為兩個階段: :24323CHFeCHFe氫脆階段：韌性降低，材料變脆氫脆階段：韌性降低，材料變脆氫腐蝕階段：產生裂紋和氣泡氫腐蝕階段：產生裂紋和氣泡耐蝕材料耐蝕材料危害性表現在：危害性表現在：膜體積大；膜體積大；膜中的晶格缺陷濃度高；膜中的晶格缺陷濃度高；膜的熔點低。膜的熔點低。金屬與含硫氣體（硫蒸汽，金屬與含硫氣體（硫蒸汽，SO2，H2S)接觸生成硫化物。接觸生成硫化物。高溫硫化高溫硫化耐蝕材料耐蝕材料 腐蝕分布在整個金屬截面，結果使金屬結構截面尺寸減少，直腐蝕分布在整個金屬截面，結果使金屬結構截面尺寸減少，直至完全破壞。至完全破壞。1 1、全面腐蝕：、全面腐蝕：1.3.3按腐蝕破壞的形

18、式分類按腐蝕破壞的形式分類耐蝕材料耐蝕材料( (一一) )重量指標重量指標)/(21hmgtSWWVoo以單位面積金屬在單位時間內因腐蝕而造成的重量損失表示。以單位面積金屬在單位時間內因腐蝕而造成的重量損失表示。金屬腐蝕速度的表示方法金屬腐蝕速度的表示方法耐蝕材料耐蝕材料(二) 深度指標均勻腐蝕的三級評判標準金屬的厚度因腐蝕而減少的量金屬的厚度因腐蝕而減少的量(mm)(mm)。耐蝕材料耐蝕材料2、局部腐蝕、局部腐蝕局部腐蝕破壞有如下特征局部腐蝕破壞有如下特征 : 腐蝕作用在金屬表面的局部區域，而其它大部分表面幾乎不腐腐蝕作用在金屬表面的局部區域，而其它大部分表面幾乎不腐蝕或腐蝕很輕微。蝕或腐蝕

19、很輕微。復雜性復雜性 集中性集中性突發性突發性耐蝕材料耐蝕材料 金屬方面或溶液方面存在較大的電化學不均一性，因而形成金屬方面或溶液方面存在較大的電化學不均一性，因而形成了可以明確區分的陽極區和陰極區，它們遵循不同的電化學反應規了可以明確區分的陽極區和陰極區，它們遵循不同的電化學反應規律。律。 發生局部腐蝕的條件發生局部腐蝕的條件 陽極區和陰極區的電化學條件差異在腐蝕過程中一直保持下陽極區和陰極區的電化學條件差異在腐蝕過程中一直保持下去，不會減弱，甚至還會不斷強化，使某些局部區域的陽極溶解速去，不會減弱，甚至還會不斷強化，使某些局部區域的陽極溶解速度一直保持高于其余表面。這是局部腐蝕能夠持續進行

20、度一直保持高于其余表面。這是局部腐蝕能夠持續進行( (發展發展) )的條的條件。件。耐蝕材料耐蝕材料 電偶腐蝕、縫隙腐蝕、小孔腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、應電偶腐蝕、縫隙腐蝕、小孔腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、應力腐蝕、磨損腐蝕、氫脆等力腐蝕、磨損腐蝕、氫脆等按腐蝕發生的條件、機理特征的分類：按腐蝕發生的條件、機理特征的分類：耐蝕材料耐蝕材料電偶腐蝕電偶腐蝕發生發生電偶電偶腐蝕腐蝕的情的情況：況：異金屬異金屬(包括導電的非金屬材料，如石墨包括導電的非金屬材料，如石墨)部件的組合。部件的組合。金屬鍍層。金屬鍍層。金屬表面的導電性非金屬膜。金屬表面的導電性非金屬膜。氣流或液流帶來的異金屬沉積，也會導

21、致電偶腐蝕問題。氣流或液流帶來的異金屬沉積，也會導致電偶腐蝕問題。耐蝕材料耐蝕材料 晶間腐蝕指腐蝕主要發生在金屬材料的晶粒間界區，沿著晶界晶間腐蝕指腐蝕主要發生在金屬材料的晶粒間界區，沿著晶界發展，即晶界區溶解速度遠大于晶粒溶解速度。發展，即晶界區溶解速度遠大于晶粒溶解速度。晶間腐蝕晶間腐蝕晶粒和晶界的差異要在適當的環境下才能顯露出來。晶粒和晶界的差異要在適當的環境下才能顯露出來。-外因外因 發生發生晶間晶間腐蝕腐蝕的電的電化學化學條件條件晶粒和晶界區的組織不同，因而電化學性質存在顯著異。晶粒和晶界區的組織不同，因而電化學性質存在顯著異。-內因內因耐蝕材料耐蝕材料 選擇性腐蝕包括成分選擇性腐蝕

22、和組織選擇性腐蝕。最常見的選擇性腐蝕包括成分選擇性腐蝕和組織選擇性腐蝕。最常見的例子是黃銅脫鋅，其他如銅鋁合金脫鋁，青銅脫錫，銅鎳合金脫鎳例子是黃銅脫鋅，其他如銅鋁合金脫鋁，青銅脫錫，銅鎳合金脫鎳等。等。 選擇性腐蝕選擇性腐蝕耐蝕材料耐蝕材料 孔蝕即小孔腐蝕，亦稱點蝕。腐蝕破壞形態是金屬表面局部孔蝕即小孔腐蝕，亦稱點蝕。腐蝕破壞形態是金屬表面局部位置形成蝕孔或蝕坑，一般孔深大于孔徑。位置形成蝕孔或蝕坑，一般孔深大于孔徑。 孔蝕孔蝕孔孔蝕蝕的的破破壞壞特特征征破壞高度集中破壞高度集中蝕孔的分布不均勻蝕孔的分布不均勻蝕孔通常沿重力方向發展蝕孔通常沿重力方向發展蝕孔口很小，而且往往覆蓋有固體沉積物，

23、因此不易發現。蝕孔口很小，而且往往覆蓋有固體沉積物，因此不易發現。孔蝕發生有或長或短的孕育期孔蝕發生有或長或短的孕育期(或誘導期或誘導期)。耐蝕材料耐蝕材料非金屬夾雜，特別是硫化物非金屬夾雜，特別是硫化物, ,如如FeSFeS、MnSMnS，是最為敏感的活性點。，是最為敏感的活性點。 孔蝕的形成：孔蝕的形成：表示金屬孔蝕傾向的電化學指標：表示金屬孔蝕傾向的電化學指標： 孔蝕的形成可分為引發和成長孔蝕的形成可分為引發和成長( (發展發展) )兩個階段。在鈍態金屬兩個階段。在鈍態金屬表面上，蝕孔優先在一些敏感位置上形成，這些敏感位置表面上，蝕孔優先在一些敏感位置上形成，這些敏感位置( (即腐蝕即腐

24、蝕活性點活性點) )包括：包括：晶界晶界(特別是有碳化物析出的晶界特別是有碳化物析出的晶界)，晶格缺陷，晶格缺陷 。鈍化膜的薄弱點鈍化膜的薄弱點(如位錯露頭、劃傷等如位錯露頭、劃傷等)。耐蝕材料耐蝕材料18-818-8鋼在充氣鋼在充氣NaClNaCl溶液中孔蝕過程示意圖溶液中孔蝕過程示意圖耐蝕材料耐蝕材料 縫隙腐蝕是指腐蝕破壞發生在金屬表面上的縫隙部位，在縫隙縫隙腐蝕是指腐蝕破壞發生在金屬表面上的縫隙部位，在縫隙內區域，腐蝕破壞形態可以是蝕孔，蝕坑，也可能是全面腐蝕。內區域，腐蝕破壞形態可以是蝕孔，蝕坑，也可能是全面腐蝕。 縫隙腐蝕縫隙腐蝕耐蝕材料耐蝕材料碳鋼在海水中縫隙腐蝕示意圖碳鋼在海水中

25、縫隙腐蝕示意圖耐蝕材料耐蝕材料 應力腐蝕是應力和環境腐蝕的聯合作用造成的金屬破壞。在固應力腐蝕是應力和環境腐蝕的聯合作用造成的金屬破壞。在固定定( (靜止靜止) )應力情況，稱為應力腐蝕破裂應力情況，稱為應力腐蝕破裂( (或應力腐蝕開裂或應力腐蝕開裂) )，記為，記為SCCSCC；在循環應力情況，稱為腐蝕疲勞，記為；在循環應力情況，稱為腐蝕疲勞，記為CFCF。 應力腐蝕應力腐蝕耐蝕材料耐蝕材料 主要是合金發生主要是合金發生SCCSCC，純金屬極少發生。，純金屬極少發生。 對環境的選擇性，形成了所謂對環境的選擇性，形成了所謂“SCCSCC的材料的材料環境組合環境組合”。 只有拉應力才引起只有拉應

26、力才引起SCCSCC，壓應力反而會阻止或延緩，壓應力反而會阻止或延緩SCCSCC的發生。的發生。 裂縫方向宏觀上和拉引力垂直，其形態有晶間型，穿晶型，裂縫方向宏觀上和拉引力垂直，其形態有晶間型，穿晶型，混合型。混合型。 SCCSCC有孕育期，因此有孕育期，因此SCCSCC的破斷時間可分為孕育期，發展期和的破斷時間可分為孕育期，發展期和快斷期三部分。快斷期三部分。 發生發生SCCSCC的合金表面往往存在鈍化膜或其他保護膜，在大多的合金表面往往存在鈍化膜或其他保護膜，在大多數情況下合金發生數情況下合金發生SCCSCC時均勻腐蝕速度很小，因此金屬失重甚微。時均勻腐蝕速度很小，因此金屬失重甚微。 特征

27、：特征： 耐蝕材料耐蝕材料溫度有著重要的影響。一般來說，溫度升高，材溫度有著重要的影響。一般來說，溫度升高，材料發生料發生SCCSCC的傾向增大；的傾向增大； SCC的影響因素的影響因素 力學因素：力學因素：應力使材料發生形變，而形變使表面膜破裂。應力使材料發生形變，而形變使表面膜破裂。應力與環境腐蝕的相互促進，才使得材料在很應力與環境腐蝕的相互促進，才使得材料在很弱的腐蝕性介質中發生破壞；弱的腐蝕性介質中發生破壞；臨界應力和臨界應力強度因子。臨界應力和臨界應力強度因子。腐蝕因素：腐蝕因素：SCC對環境有選擇性；對環境有選擇性；氧化劑的存在有決定性作用；氧化劑的存在有決定性作用；干濕交替環境使

28、有害離子濃縮，干濕交替環境使有害離子濃縮，SCC更容易發生更容易發生耐蝕材料耐蝕材料冶金因素冶金因素合金的化學成分、熱處理、組織結構、加工狀合金的化學成分、熱處理、組織結構、加工狀態對其態對其SCC敏感性都有影響。敏感性都有影響。對于奧氏體不銹鋼在氯化物溶液中的對于奧氏體不銹鋼在氯化物溶液中的SCC來說，來說，提高提高Ni含量，加入硅、銅，有利于提高抗含量，加入硅、銅，有利于提高抗SCC性能。性能。 增加碳含量也有利于提高耐增加碳含量也有利于提高耐SCC性能，但含碳性能，但含碳量大則容易產生晶間性量大則容易產生晶間性SCC。耐蝕材料耐蝕材料應力腐蝕破裂模型應力腐蝕破裂模型耐蝕材料耐蝕材料 高速

29、流動的腐蝕介質高速流動的腐蝕介質( (氣體或液體氣體或液體) )對金屬材料造成的腐蝕破壞對金屬材料造成的腐蝕破壞叫做磨損腐蝕叫做磨損腐蝕(erosion-Corrosion)(erosion-Corrosion)，簡稱磨蝕，也叫做沖刷腐蝕。，簡稱磨蝕，也叫做沖刷腐蝕。 磨損腐蝕：磨損腐蝕：耐蝕材料耐蝕材料流速流速對金屬材料腐蝕的影響是復雜的，當液體流動有利于金流速流速對金屬材料腐蝕的影響是復雜的，當液體流動有利于金屬鈍化時，流速增加將使腐蝕速度下降。流動也能消除液體停滯而屬鈍化時，流速增加將使腐蝕速度下降。流動也能消除液體停滯而使孔蝕等局部腐蝕不發生。只有當流速和流動狀態影響到金屬表面使孔蝕等

30、局部腐蝕不發生。只有當流速和流動狀態影響到金屬表面膜的形成、破壞和修復時，才會發生磨損腐蝕。膜的形成、破壞和修復時，才會發生磨損腐蝕。影響因素：影響因素： 耐磨損腐蝕性能與它的耐蝕性和耐磨性都有關系。耐磨損腐蝕性能與它的耐蝕性和耐磨性都有關系。表面膜的保護性能和損壞后的修復能力，對材料耐磨損腐蝕性能表面膜的保護性能和損壞后的修復能力，對材料耐磨損腐蝕性能有決定性的作用。有決定性的作用。液體中含量懸浮固體顆粒液體中含量懸浮固體顆粒(如泥漿、料漿如泥漿、料漿)或氣泡，氣體中含有微或氣泡，氣體中含有微液滴液滴 (如蒸氣中含冷凝水滴如蒸氣中含冷凝水滴)，都使磨損腐蝕破壞加重。，都使磨損腐蝕破壞加重。

31、耐蝕材料耐蝕材料高速流體或流動截面突然變化形成了湍流或沖擊，對金屬材料表面高速流體或流動截面突然變化形成了湍流或沖擊，對金屬材料表面施加切應力，使表面膜破壞。湍流形成的切應力使表面膜破壞，不施加切應力，使表面膜破壞。湍流形成的切應力使表面膜破壞，不規則的表面使流動方向更為紊亂，產生更強的切應力，在磨損和腐規則的表面使流動方向更為紊亂，產生更強的切應力，在磨損和腐蝕的協同作用下形成腐蝕坑。蝕的協同作用下形成腐蝕坑。 磨損腐蝕的兩種重要形式：磨損腐蝕的兩種重要形式：湍流腐蝕或沖擊腐蝕湍流腐蝕或沖擊腐蝕 耐蝕材料耐蝕材料（a）（b）（c）（d） 湍流造成磨損腐蝕坑的機理湍流造成磨損腐蝕坑的機理耐蝕材

32、料耐蝕材料空泡腐蝕空泡腐蝕(Cavitation erosion)(Cavitation erosion)又叫氣蝕、穴蝕。當高速流體經又叫氣蝕、穴蝕。當高速流體經形狀復雜的金屬部件表面在某些區域流體靜壓可降低到液體蒸氣形狀復雜的金屬部件表面在某些區域流體靜壓可降低到液體蒸氣壓之下，因而形成氣泡在高壓區氣泡受壓力而破滅。氣泡的反復壓之下，因而形成氣泡在高壓區氣泡受壓力而破滅。氣泡的反復生成和破滅產生很大的機械力使表面膜局部毀壞，裸露出的金屬生成和破滅產生很大的機械力使表面膜局部毀壞，裸露出的金屬受介質腐蝕形成蝕坑。蝕坑表面可再鈍化，氣泡破滅再使表面膜受介質腐蝕形成蝕坑。蝕坑表面可再鈍化，氣泡破滅

33、再使表面膜破壞。破壞。空泡腐蝕空泡腐蝕耐蝕材料耐蝕材料（1）形成氣泡 （2）氣泡破滅，膜破壞 （3）重新成膜（4）形成新氣泡 （5）氣泡破滅，膜毀壞 （6）重新成膜 空泡腐蝕各步驟示意圖耐蝕材料耐蝕材料 了解腐蝕環境，分析腐蝕原因，根據生產中遇到的介質性質、了解腐蝕環境，分析腐蝕原因，根據生產中遇到的介質性質、溫度、壓力及產品質量要求查閱材料手冊，合理選用材料。溫度、壓力及產品質量要求查閱材料手冊，合理選用材料。1.4 防止和減緩腐蝕的方法防止和減緩腐蝕的方法1.4.1合理選材：合理選材：耐蝕材料耐蝕材料 化工設備在很多情況下與結構有關，不合理的結構往往為腐蝕化工設備在很多情況下與結構有關，不

34、合理的結構往往為腐蝕電池的形成創造良好的條件，或引起應力集中、液體停滯。電池的形成創造良好的條件，或引起應力集中、液體停滯。1.4.2 設計合理的結構設計合理的結構耐蝕材料耐蝕材料儲槽壁底的聯接儲槽壁底的聯接耐蝕材料耐蝕材料角焊縫的結構角焊縫的結構耐蝕材料耐蝕材料容器出口管容器出口管耐蝕材料耐蝕材料 結構形式應盡量簡單結構形式應盡量簡單, ,圓筒形結構設計，表面積小，便于防腐圓筒形結構設計，表面積小，便于防腐蝕施工和檢修蝕施工和檢修耐蝕材料耐蝕材料盡可能不采用鉚接結構而采用焊接結構盡可能不采用鉚接結構而采用焊接結構耐蝕材料耐蝕材料 高溫、氣流大的部位，可用耐火粘土或磁管套裝在管端。高溫、氣流大

35、的部位，可用耐火粘土或磁管套裝在管端。耐蝕材料耐蝕材料 避免承重零件在最大應力點由于凹口、截面突然變化、尖角、避免承重零件在最大應力點由于凹口、截面突然變化、尖角、溝槽、鍵槽、油孔、螺線等而削弱，如零件在改變形狀或尺寸時應溝槽、鍵槽、油孔、螺線等而削弱，如零件在改變形狀或尺寸時應有足夠的圓弧過渡。有足夠的圓弧過渡。耐蝕材料耐蝕材料 同一結構中應盡可能用同一種金屬，或兩金屬電位應盡可能接近，同一結構中應盡可能用同一種金屬，或兩金屬電位應盡可能接近，并用絕緣物使之分開，避免產生電偶腐蝕。并用絕緣物使之分開，避免產生電偶腐蝕。耐蝕材料耐蝕材料實施陰極保護應該考慮的問題：實施陰極保護應該考慮的問題：

36、腐蝕介質必須能導電，并且要有足夠的量以便能建立連續的電腐蝕介質必須能導電，并且要有足夠的量以便能建立連續的電路，如中性鹽溶液、土壤、海水、江水、酸、堿溶液等。氣體介質路，如中性鹽溶液、土壤、海水、江水、酸、堿溶液等。氣體介質及其它不導電介質不能用陰極保護法。及其它不導電介質不能用陰極保護法。 金屬材料在所處介質中要容易進行陰極極化，否則耗電量太大，金屬材料在所處介質中要容易進行陰極極化，否則耗電量太大，不易于進行陰極保護；如果金屬在介質中原來處于鈍態而外加陰極不易于進行陰極保護；如果金屬在介質中原來處于鈍態而外加陰極有可能使之活化，產生負保護效應。有可能使之活化，產生負保護效應。 被保護設備、結構不能太復雜。否則會使金屬表面電流分布不被保護設備、結構不能太復雜。否則會使金屬表面電流分布不均勻。造成有些地方達不到保護電位，有些地方由于電流集中造成均勻。造成有些地方達不到保護電位，有些地方由于電流集中造成“過保護過保護”1、陰極保護、陰極保護1.4.3采取有效的防護方法采取有效的防護方法耐蝕材料耐蝕材料2、犧牲陽極保護法、犧牲陽極保護法3、金屬、非金屬保護層、金屬、非金屬保護層1.4.4實行良好的維護管理。實行良好的維護管理。耐蝕材料耐蝕材料1.5腐蝕與防護科學的研究發展腐