1、江西紅壤對鋼的腐蝕特性及分析1.簡單介紹我國土壤的顏色及分布2.酸性土壤形成具體原因3.了解酸性土壤的成分及特點4.酸性土壤對鋼種腐蝕的特點和機理5.不同鋼種的主要腐蝕因素1我國土壤的顏色及分布概述 我國地域遼闊，各個地區的氣候、溫度、水分等自然地理條件的差異較大，使得各地區的土壤呈現出不同的顏色。北方地區多黑土和黃土，南方地區多紅壤、黃壤，四川盆地的土壤呈紫色。2土壤顏色差異及成因影響土壤顏色的主要原因有土壤中腐殖質含量的多少、土壤中所含化合物的種類以及土壤的風化變質程度 1. 首先，土壤顏色的深淺與腐殖質有關 腐殖質含量多時，土壤呈黑色，譬如北方寒地黑土； 腐殖質含量少時，土壤呈灰色，如新

2、疆灰漠土 2.其次，土壤的顏色還與土壤中所含化合物的種類有關 氫氧化鐵為紅色，在土壤中含量多時，土壤便呈現不同程度的紅、棕紅及棕黃色 二氧化硅、碳酸鈣、高嶺土、氫氧化鋁等為白色，土壤中含任何一種這類化合物時，即呈灰白、淺灰或黃灰色 33. 第三，土壤的顏色還和其風化變質程度有很大的關系 紅壤是在高溫高濕條件下，礦物發生強烈的風化產生大量可溶性的鹽基、硅酸和含鋁鐵物質鹽基和硅酸進入地下水后流走。含鋁鐵物質則積累下來，在干燥條件下發生脫水形成無水的Fe2O3和Al2O3，紅色的赤鐵礦使土壤呈現紅色 黃壤是鐵質未完全氧化而呈現的 紫色土壤則主要是由于成土年齡較短，其母巖是中、新生代沉積的紫色頁巖或砂

3、頁巖 4土壤的地域分布 由于地形和氣候等差異，北方地區多黑土和黃土，部分地區有鹽堿土。黑土是溫帶草原地帶和森林地帶所特有的土壤。因冬季寒冷、土地封凍，土壤里形成了大量的腐殖質，使土壤呈黑色，較為肥沃，其主要分布于東北地區。南方地區多紅壤、黃壤以及水稻土。紅壤是亞熱帶常綠闊葉林地帶發育的土壤。因高溫多雨的氣候，風化強烈，可溶性礦物被淋失，氧化鐵等礦物增多，使土壤呈紅色。5黑色土壤 紫色土壤6紅色土壤 灰色土壤7各地區土壤的成分及特點各地區土壤理化性質對比地點土壤種類pH電阻率.m含鹽量w/%W（HCO-）/%w ( Cl)/ %w ( SO4）/%鷹潭紅壤4.86280. 005 90. 001

4、 70. 001 40. 001 3廣州赤紅壤5.56280. 009 10. 002 600. 007 8深圳赤紅壤6.16280. 012 90. 000 70. 001 00. 007 8沈陽草甸土7.437.50. 044 60. 008 30. 001 70. 013 9成都黃粘土8.126.90. 040 30. 016 80. 001 70. 011 4新疆棕漠土8.539.60. 669 00. 009 20. 132 20. 323 6大港海濱鹽土8.60.421. 966 90. 020 71. 094 50. 112 08金屬在酸性土壤中的腐蝕機理金屬在土壤中的腐蝕, 絕

5、大多數是電化學腐蝕. 金屬在酸性土壤介質中也必然和在其它土壤介質一樣同時存在陰極和陽極兩個過程, 兩個過程以相等的速度進行, 但不在同一區域. 為了研究金屬材料在酸性土壤中的腐蝕規律, 必須了解金屬發生電化學腐蝕的基本理論陰極過程:金屬在酸性土壤中腐蝕, 陰極過程是控制步驟.當pH 4 時, 這個過程受氧輸送控制, 氧向地下金屬構件表面擴散, 是一個非常緩慢的過程, 與傳統電解液的腐蝕不同, 就在于氧的進入不僅受到緊靠著陰極表面的電解質的限制, 而且還受到陰極周圍土層的阻礙. 陰極過程為:O2+ 2H2O+ 4e- 4OH-9當pH 4, 也就是陰極主要以氧氣擴散為主.陽極過程:陽極金屬發生溶

6、解, 在酸性較強的土壤中, Fe以離子狀態存在于土壤中Fe Fe + 2e當pH 4 時, Fe+ 2OH- Fe( OH) 22Fe( OH) 2+ 1/ 2O2+ H2O 2Fe( OH) 310Fe( OH) 3 不穩定, 轉變為更穩定的產物Fe( OH) 3 FeOOH（堿式氧化亞鐵 ）+ H2O11影響酸性土壤腐蝕的因素影響酸性土腐蝕, 有多種因素, 其中主要有:( 1) 交換性鋁 ( 2) Cl和so4- ( 3) 土壤電阻率 ( 4) 含水量 ( 5) pH 值 1 .交換性鋁 金屬在強酸性土壤中, 受到很強的腐蝕. 但在有機質和有機酸含量很高的緩沖性能較強的土壤中, 即使pH

7、呈中性, 對金屬也有較大的腐蝕性, 這是因為有機酸與鋁的絡合促進了鋁的溶解, 隨著有機酸濃度的增加, 這種促進作用加強 . pH 300 歐米) , 腐蝕卻很嚴重.這與土壤其他成分因素有關4.含水量水分是使土壤成為電解質, 造成電化學腐蝕的先決條件. 當含水量低時, 腐蝕速率隨含水量的增加而增加; 達到某一含水量時, 材料的腐蝕率最大; 再增加含水量, 其腐蝕反而下降如果將土壤介質中的金屬腐蝕看作一個腐蝕電池的話, 在含水量較低時, 含水量的增加, 使腐蝕電池回路中的電阻變小, 腐蝕性增加, 直到某一臨界值, 土壤中可溶鹽全部溶解, 回路電阻達到最小, 進一步提高含水量, 則可溶鹽濃度降低,

8、土壤膠粒膨脹, 空隙變小, 陰極過程受阻, 土壤腐蝕性降低14 5.pH 值土壤酸堿性是土壤的很多化學性質, 特別是鹽基狀況的綜合反應. 土壤的酸堿度包括酸性強度( pH) 和容量( 酸度總量、緩沖性能) 兩方面.土壤酸堿性對金屬腐蝕的影響是多途徑的. 在強酸性土壤中, H+ 的去極化過程, 直接影響陰極極化. 隨著pH 的降低, 氫的去極化電極電位增加, 陰極電位升高, 腐蝕電流增加, 腐蝕速度加快. 隨著pH的升高, 氧開始參與陰極反應, 當pH 升高到一定值時, 陰極以氧放電為主.當腐蝕決定于微電池或距離不太長的宏電池時, 腐蝕主要為陰極過程來控制. 而絕大多數pH 為4. 5 9. 0

9、 的土壤中陰極去極化過程是氧的還原, 與氫離子濃度無直接關系. 只有在pH 4. 5 的強酸性土壤中, 陰極去極化過程才是氫離子的放電.15我們已經了解了紅壤的成分特點及腐蝕鋼的主要因素，但是對于不同鋼種各個因素起到的作用大小不同常見鋼種分類碳素結構鋼合金結構鋼彈簧鋼滾動軸承鋼碳素工具鋼合金工具鋼不銹鋼耐熱鋼其他鋼種16下面以碳素結構鋼，不銹鋼及合金鋼為例碳素結構鋼Q235鋼該鋼種主要受到含水量的影響 腐蝕前 10%H2O1720% H2O 30%H2O181Cr18Ni9Ti 不銹鋼不銹鋼在酸性及中性土壤中腐蝕輕微, 在高鹽堿性土壤中腐蝕比中酸性土壤稍微嚴重些, 而且出現點蝕現象; 土壤中Cl及SO4 是影響不銹鋼腐蝕的最主要因素, 隨著土壤Cl及SO4 增多, 不銹鋼的腐蝕失重近似線性增大; 土壤pH 值也是影響不銹鋼腐蝕的主要因素, 土壤pH 值增加, 腐蝕失重緩慢增大, 當土壤pH 值達到8. 5 以上時, 腐蝕失重急劇增大; 自然腐蝕電位能大致上反映不銹鋼在土壤中的腐蝕行為, 腐蝕電位較正, 腐蝕輕微,腐蝕電位較負, 腐蝕較嚴重.19 合金材料在具有高土壤電阻率、低可溶鹽含量及高含水率的酸性紅壤中, 碳鋼與Ly11鋁合金腐蝕得嚴重, 鉛與H60 黃銅腐蝕得也較重, 1Cr13