1、1第1頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二二、電極電位（electrode potential）第一章 金屬腐蝕與防護基本原理（一）電極與電極電位電極：電子導體（金屬）與離子導體（液、固電解質）接觸，并且有電荷在兩相之間遷移而發生氧化還原反應的體系，稱為電極。電極反應：在電極與溶液界面上的進行的電化學反應稱為電極反應。ZnCuHCl2第2頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二雙電層：當金屬浸入電解質溶液中時，其表面離子與溶液中的離子相互作用，使界面處金屬和溶液分別帶異電荷，即雙電層(electrostatic double layer, double el

2、ectrode layer)。電極電位：雙電層兩側的電位差，即金屬與溶液之間的電位差 稱為電極電位。雙電層是如何建立的？電位差是怎么產生的？3第3頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二1.雙電層的建立（establishment of double electrode layer）通常有兩種雙電層： 1） 活性強金屬：金屬表面帶負電荷，溶液帶正電荷 2）活性弱金屬（貴金屬）：金屬表面帶正電荷，溶液帶負電荷。（二）、雙電層結構（structure of double electrode layer）4第4頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二特殊雙電層 一些正

3、電性的金屬或非金屬（石墨）在電解質溶液中，既不能被溶液水化成正離子，也不能有金屬例子沉積到金屬表面，此時將出現另一種雙電層。如將鉑（Pt）放在溶有氧的水溶液中，鉑上會吸附一層氧分子或氧原子，氧從鉑上獲得電子并和水作用，生成OH-，使得溶液帶有負電性，鉑失去電子帶正電性，這種電極稱為氧電極。5第5頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二 實質上，金屬本身是電中性的，電解質溶液也是電中性的，但是當金屬以陽離子形式進入溶液、溶液中的正離子沉積在金屬表面上、溶液中的離子分子被還原時，都將使得金屬表面和溶液的電中性遭到破壞，形成帶異種電荷 的雙電層。6第6頁，共72頁，2022年，5月2

4、0日，17點3分，星期二2.雙電層 的結構雙電層是有緊密層和分散層兩大部分組成。電極電位是金屬表面與擴散層末端的電位差。電極電位的大小是由雙電層上金屬表面的電荷密度（單位面積上的電荷數）決定的。 金屬表面電荷密度金屬性質晶體結構表面狀態溫度金屬離子濃度7第7頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二電極電位的測量方法：將待測金屬電極相對一個參比電極測出該腐蝕原電池的電動勢（電壓），為相對的電極電位值。氫標準電極電位(SHEP）：是指被測電極與標準氫電極組成的腐蝕原電池的電位差。標準氫電極（SHE）:1atm,25，氫離子活度為1，進行氫電離可逆反應的電極體系。人為規定氫的標準電極

5、電位 E0=08第8頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二電動序：在標準電極電位表中，氫前面的金屬電位值很負，在熱力學上極不穩定，腐蝕傾向大。而位于其后面的金屬，電位值很正，腐蝕傾向小。 即，電位越低，金屬的負電性越強，離子化越大，腐蝕趨勢就更加嚴重。9第9頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二其他常用的參比電極（reference electrode）1)飽和甘汞電極2）銅/硫酸銅電極其它參比電極電位值與氫標準電極電位的轉換： ESHE = E參 + E測10第10頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（三）平衡電位（equilibriu

6、m potential）當金屬電極上只有一個確定的電極反應，且處于動態平衡，該電極反應的電量和物質量在氧化還原反應中都達到平衡時的電極電位，也稱可逆電極電位。可用能斯特方程求解電位11第11頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（四）非平衡電位（equilibrium potential）是指在一個電極表面上同時進行兩個不同質量的氧化還原反應，但僅有電量的平衡而沒有物質平衡時的電極電位，稱為非平衡電位或不可逆電極電位。 Fe-2e- Fe2+2H2O+O2+4e4OH12第12頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二三、電位pH圖（一）電位pH圖的建立若將金屬

7、腐蝕體系的電極電位與溶液pH值的關系繪成圖，就能直接從圖上判斷在給定條件下發生腐蝕反應的可能性。這種圖稱為電位pH圖。 是由比利時學者布拜(M Pourbaix)在1938年首先提出,又稱為布拜圖。它是建立在化學熱力學原理基礎上的一種電化學平衡圖，該圖涉及到溫度、壓力、成分、控制電極反應的電位以及影響溶液中的溶解、解離反應的PH值。 13第13頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二 電位PH圖：是以縱坐標表示電極反應的平衡電極電位(相對于：SCE)，橫坐標表示溶液pH值的熱力學平衡圖。 布拜和他的同事已作出90種元索與水構成的電位pH圖，稱之為電化學平衡圖譜，也稱為理論電位P

8、H圖(參見聞2.1)。如通過金屬、氧氫的反應及反應熱力學數據繪制電位PH關系圖，并且劃分為“不腐蝕”、“鈍化”和“腐蝕”三個區。14第14頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（二）Fe-H20腐蝕體系的電位PH圖 M Pourbaix 在制作圖時假設金屬離子活度的臨界條件為10-6mol/L，低于此值腐蝕可以忽略不計。將已知的活度值代入能斯特方程算出鐵的平衡電位E-0.62V,并以此值為界限劃分腐蝕區與非腐蝕區，把生成難溶的腐蝕產物的區域稱為鈍化區。圖中每一條曲線相當于一個平衡反應。圖1-6 Fe-H20腐蝕體系簡化的電位PH圖15第15頁，共72頁，2022年，5月20日

9、，17點3分，星期二1）腐蝕區 處于穩定狀態的是可溶性的Fe2+、Fe3+、FeO42-和HFeO2-等離子，金屬處于不穩定狀態，因此金屬可能發生腐蝕。 2）免蝕區(非腐蝕區) 在此區域內金屑處于熱力學穩定狀態不發生腐蝕。3）鈍化區腐蝕產物為固態氧化物、氫氧化物或鹽膜。但是否具有真正意義上的“鈍化”作用，則取決于所生成的固態膜的保護性。1.電位PH圖腐蝕區域的劃分（以Fe-H20體為例） 16第16頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二 2. 電位pH圖的主要用途是： 預測反應的自發進行方向。估計腐蝕產物的成分。 預測減緩或防止腐蝕的控制因素。 例如，從圖中A、B、C、D各點

10、對應的電位和pH條件，可以判斷鐵道腐蝕情況： 17第17頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二 點A處于免蝕區，不會發生腐蝕。點B處于腐蝕區，且在氫線以下，即處于Fe2+離子和H2的穩定區。在該條件下，鐵將發生析氫腐蝕。其化學反應為：點D對應的是Fe腐蝕，生成HFeO2-的區域。若鐵處于點C條件下，既在腐蝕區，又在氫線以上，對于Fe2+和H20是穩定的。此鐵仍會遭受腐蝕，發生的是吸氧腐蝕。18第18頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二 為了使鐵免于腐蝕，可設法使其移出腐蝕區。三種可能的途徑為： 把鐵的電極電位降低至免蝕區，即對鐵施行陰極保護。采用犧牲陽極法

11、，即將鐵與電極電位較低的鋅或鋁合金相連，構成腐蝕電偶；或將外加直流電源的負端與鐵相連而正端與輔助陽極相連，構成回路，兩種方法都可護鐵免受腐蝕；鐵的電勢升高，使之進入鈍化區。這可通過陽極保護法或在溶液中添加陽極型緩蝕劑或鈍化劑來實現；溶液的PH值調整至913之間，也可使鐵進入鈍化區。 19第19頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二3理論電位PH圖的局限性 電位PH圖都是根據熱力學數據繪制的，但是實際的腐蝕體系可能原理平衡態，所以只能用其判斷腐蝕趨勢，不能預測腐蝕速度的大小。 然而其仍可為解釋各種腐蝕現象和作用機理提供熱力學依據，也可提供防止腐蝕的可能的途徑。電勢PH圖已成為研

12、究金屬在水溶液介質中腐蝕行為的重要工具。20第20頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二1.極化 （polarization）腐蝕原電池在電路接通以后，電流流過電極電位偏離初始電位的現象，稱為極化。極化的結果是陰極電位降低，陽極電位增加。四、極化與去極化（polarization and depolarization）21第21頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二2.極化的分類 極化的實質是電極反應過程發生了某些障礙。根據反應障礙的反應步驟的不同，可將電極極化的原因分為三種情況：活化極化、濃度極化和電阻極化。（1）活化極化(active polarizai

13、on)由于電極上電化學反應速度緩慢而引起的極化稱為活化極化，亦稱電化學極化。（2）濃度極化(concentration polarization)（3）電阻極化(resistence polarization)由于反應物質或反應產物傳遞速度太慢而引起的極化稱為濃度極化。電極附近溶液中離子濃度和整個溶液中離子濃度不同引起的濃度差過電位，隨著電流密度增大，濃度過電位也隨之升高。某些電極表面在反應過程中會生成一層氧化膜或其他物質，使電池系統的電阻R隨之增加而引起極化。22第22頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二極化規律 極化規律舉例 交換電流密度 極化規律分析 極化規律23第2

14、3頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二3.極化和電化學腐蝕速度 在使用金屬的過程中，人們不僅關心它是否會發生腐蝕(熱力學可能性)，更關心其腐蝕速度的大小(動力學問題)。以便采取相應的防護措施。 對于電化學腐蝕來說，還常用電流密度來表示其腐蝕速度。因為在穩態下通過腐蝕電池的電流與金屬陽極溶解速度的大小有著嚴格的當量關系(Faraday定律)。 （1）腐蝕原電池的極化 根據歐姆定律，影響電池電流大小的因素有兩個：一是回路的電阻；二是兩電極間的電位差。 24第24頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（2）極化曲線與腐蝕極化圖 腐蝕極化圖是一種電位電流圖，它是把

15、表征腐蝕電池特征的陰、陽極極化曲線畫在同一張圖上構成的。若將兩個極化曲線簡化成直線，可得到如圖3.4所不的簡化的腐蝕極化圖，此極化圖是英國腐蝕科學家 Evans及其學生們于1929年首先提出和使用的，故稱Evans圖。 1）電極極化曲線通常由極化曲線來判斷極化程度的大小。極化曲線是表示電極電位與通過的電流密度之間的關系曲線。極化曲線的斜率，即極化率，表示電極的極化性能，可用以判斷極化程度的大小。2）腐蝕極化圖25第25頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二腐蝕極化圖Ec0Ea0EcorrIcorrSEI陰極極化曲線陽極極化曲線26第26頁，共72頁，2022年，5月20日，1

16、7點3分，星期二3）腐蝕速度控制因素 腐蝕速度既取決于腐蝕的驅動力腐蝕電池的起始電勢差(EO,C-EO,A)，也決定于腐蝕的阻力陰、陽極的極化率Pc和PA，以及歐姆電阻R。這三項阻力任意一項都可能明顯地超過另兩項，在腐蝕過程中對速度起控制作用，稱為控制因素。利用極化圖可以非常直觀地判斷腐蝕的控制因素。 腐蝕極化圖的基本形式27第27頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二4）腐蝕極化圖的應用腐蝕極化圖是研究電化學腐蝕的重要工具，用途很廣。例如，利用極化圖可以確定腐蝕的主要控制因素、解釋腐蝕現象、分析腐蝕過程的性質和影響因素、判斷添加劑的作用機理以及用圖解法計算多電極體系的腐蝕速

17、度等。可以說，極化圖是腐蝕科學最重要的理論工具之一。28第28頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二4.去極化定義：消除或減弱引起電化學極化的因素，促使電極反應加速進行，稱為去極化作用。去極化劑：凡能在陰極上與電子結合發生還原反應的物質，也稱氧化劑，如氧和氫離子。氫去極化腐蝕（析氫腐蝕）：酸性電解質溶液中。 2H+2e H2氧去極化腐蝕（耗氧腐蝕）：中性或堿性電解質溶液中，如碳鋼在水中的腐蝕， O2+2H2O+4e 4OH-極化減慢腐蝕，去極化加速腐蝕。29第29頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二五、金屬的鈍化(passivation)（1）鈍化的現象

18、鈍化的概念最初來自法拉第對鐵在硝酸溶液中變化的觀察。如下圖所示。這一異常現象稱為鈍化(Passivation)。即在某些環境條件下金屬失去了化學活性。鐵的溶解速度與HNO3質量分數的關系（質量分數為25）30第30頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二鈍化的影響因素化學因素（氧化劑）電化學因素（外加電流引起陽極極化）31第31頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（2）金屬鈍態的特征 引起金屬鈍化的因素有化學及電化學兩種。由鈍化劑引起的金屬鈍化，通常稱為“化學鈍化”。外加電流引起的陽極極化也可引起金屬的鈍化，是電化學鈍化，稱為“電化學鈍化” 具有活化/鈍化轉

19、變行為的金屬陽極極化曲線示意圖32第32頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二六、 土壤腐蝕（一）土壤腐蝕 的原因土壤具有電解質溶液的特性土壤中往往有雜散電流通過金屬管道，使金屬管道受到腐蝕土壤中有細菌的存在，細菌的作用而引起金屬管道的細菌腐蝕 33第33頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二An example of bare steel pipe installed for gas service. Note the deep corrosion pits that have formed. Operators should never install

20、bare steel pipe underground.34第34頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（二）土壤性質對腐蝕過程的影響（1）土壤中含有多種礦物質，其可溶鹽的含量與成分是形成電解質溶液的主要因素。（2）土壤結構不同將直接影響土壤的含水量透氣性等物理性質，進而影響金屬構件的腐蝕過程。（3）土壤中的含氧量對腐蝕過程的影響也很大。 一般來說，土壤的含鹽量、含水量越大，土壤的電阻率越小，土壤的腐蝕性也越強。但是土壤的上述物理化學性質對金屬腐蝕的影響程度是綜合的，國外對此采用了綜合評價方法，如德國的DIN50929關于土壤腐蝕性評價，利用模糊數學理論進行總和評估以及美國腐

21、蝕工程師協會提出的外腐蝕直接評價方法等。35第35頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（三）土壤中的腐蝕特點形成宏電池氧濃差電池腐蝕性小于水的36第36頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（四）土壤中的腐蝕類型 1微電池和宏觀電池引起的土壤腐蝕 圖1-8管道在結構不同的土壤中所形成的氧濃差電池 37第37頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二2雜散電流引起的土壤腐蝕 圖1-9土壤中雜散電流腐蝕示意圖3土壤中的微生物腐蝕38第38頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二七、金屬構件在水中的腐蝕 （一）金屬構件在淡水中的腐蝕

22、淡水腐蝕是典型的電化學過程，與水中的溶解氧量、水的硬度、含鹽類、含硫量、溫度、流速及pH值等因素有關。 在輸油管道中，當油品進入管道后，油品內含有的水汽在管內溫度降低至露點時而析出水分。由于氧是去極化劑，金屬管道的內壁在電化學腐蝕的作用下發生氧化，導致管內壁沉積鐵銹等附著物。因此，管道內壁腐蝕的抑制：關鍵是脫水和除氧，或抑制電化學反應過程的進行，如注入緩蝕劑等。 39第39頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（二）海水腐蝕 海水是豐富的天然電解質，海水中幾乎含有地球上所有化學元素的化合物，成分是很復雜的。除了含有大量鹽類外，海水中還含有溶解氧，海洋生物和腐敗的有機物。海水的

23、溫度、流速與PH恒等都對海水腐蝕有很大的影響。40第40頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二海水腐蝕的影響因素含鹽量及濃度溶氧量溫度流速海洋生物41第41頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二影響海水腐蝕的因素：（1）鹽類及濃度：海水含有大量鹽類，是較強的電解質溶液。（2）溶解氧：海水中含有的溶解氧是海水腐蝕的重要因素。（3）溫度：海水的溫度愈高，金屆腐蝕速度也大。而海水愈深、溫度愈低，則腐蝕速度愈小。（4）PH值 ：海水的pH值在7.28.6之間，接近中性。海水深度增加，pH值逐漸降低。（5）流速：許多金屬發生腐蝕時與海水流速有較大關系，尤其是鐵、銅等常

24、用金屆存在一個臨界流速，超過此流速時金屬腐蝕明顯加快。（6）海洋生物：金屬新鮮表面浸人海水中數小時后表面上即附著一層生物粘泥，便于海洋生物寄生。對金屬腐蝕影響最大的是固著生物。它們以粘泥覆蓋表面，并牢牢地附著在金屬構件表面上。海洋生物在船舶或海上構筑物表面附著處產生縫隙，容易誘發縫隙腐蝕。 42第42頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二海水腐蝕的特點海水接近中性，對金屬腐蝕小，腐蝕速率取決于陰極反應中的氧去極化作用不同金屬在海水中的電偶序有差異海水電阻率小，腐蝕速率比土壤大特別注意海洋大氣帶和飛濺帶的腐蝕特點不同水深，腐蝕速率不同發生腐蝕疲勞43第43頁，共72頁，2022

25、年，5月20日，17點3分，星期二海底管線立管的腐蝕 在高海潮位以上的一定范圍，主要受海洋潮氣和波浪飛濺沫的影響，腐蝕比較嚴重。 在潮差段(潮位上下變動最大的區間)，腐蝕嚴重。 海底泥面以上至最低潮位以下部位，腐蝕程度比較輕，腐蝕也比較均勻。 埋設在海底土中部分，腐蝕程度最輕。 在飛濺帶以上部位的海洋大氣帶，腐蝕程度較輕。44第44頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二第二節 局部腐蝕局部腐蝕(Localized Corrosion)：其特點是腐蝕僅局限或集中于金屬某一特定部位，危險性大。分為電偶腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、選擇性腐蝕、磨損腐蝕、應力腐蝕、氫脆和腐蝕疲勞等

26、，后四種屬于應力作用下的腐蝕。45第45頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二 （1）縫隙腐蝕 1）縫隙腐蝕產生的條件 金屬表面上由于存在異物或結構上的原因會造成縫隙，此縫隙一般在0.0250.1毫米范圍內。由于此種縫隙的存在，使縫隙內溶液中與腐蝕有關的物質(如氧或某些腐蝕性物質)遷移困難，引起縫隙內金屬的腐蝕，這種現象叫做縫隙腐蝕。縫隙腐蝕是一種很普遍的局部腐蝕。不論是同種或異種金屬相接觸(如鉚接、焊接、螺紋連接等)均會引起縫隙腐蝕。金屬表面的一些沉積物、附著物，如灰塵、砂粒、腐蝕產物的沉積等也會給縫隙腐蝕創造條件。幾于所有的金屬、所有的腐蝕性介質那有可能引起金屬的縫隙腐蝕

27、。其中以依賴鈍化而耐蝕的金屬材料和以含CL-的溶液最易發生此類腐蝕。46第46頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二 2）縫隙腐蝕機理 是氧濃差電池與閉塞電池自催化效應共同作用的結果。 在縫隙腐蝕初期，陽極溶解和陰極還原是在包括縫隙內部的整個金屬表面上均勻出現，但縫隙內的02在孕育期就消耗盡了。致使縫隙內溶液中的氧靠擴散補充，使縫隙內金屬表面縫隙外自由暴露表面之間組成宏觀電池。缺乏氧的區域(縫隙內)電勢較低為陽極區，氧易到達的區域(縫隙外)電勢較高為陰極區。結果縫隙內金屬溶解金屬陽離子不斷增多，這就吸引縫隙外溶液中的負離子(如Cl)移向縫隙內，以維持電荷平衡。結果使縫隙內pH

28、值下降，可達23，這樣Cl離子和低PH值共同加速了縫隙腐蝕。由于縫內金屬溶解速度的增加，逢內金屬處于活化狀態，這個過程叫做自催化溶解過程，也叫閉塞電池效應。圖6 縫隙腐蝕機理示意圖47第47頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二48第48頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二防止方法：新設備用對接焊，而不用鉚或螺桿連結。焊縫要堅實并焊透，以避免內部產生微孔和縫隙；搭接焊的縫隙，要用連續焊，鉛焊或捻縫的方法將其封塞；設計容器時要使液體能完全排凈，避免銳角和靜滯區(死角)。液體能排盡則便于清洗，還可防止固體在器底的沉積；經常檢查設備并除去沉積物；如可能時，應及早

29、從工藝流程中除去懸浮的固體；如可能時，提供均一的環境；盡可能使用整的、不吸水的墊片，如聚四氟乙烯49第49頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（2）孔蝕1）定義 孔蝕又稱點蝕，是指腐蝕集中于金屬表面的很小范圍內，并深入到金屬內部的孔狀腐蝕形態，是常見的局部腐蝕之一。蝕孔多數情況下為小孔。 一般情況下，點蝕表面直徑等于或小于它的深度，只有幾十微米，分散或密集分布在金屬表面上，孔口多數被腐蝕產物所覆蓋。50第50頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二2）發生孔蝕的條件（1）易于生成鈍化膜的金屬材料（如不銹鋼、鋁）表面容易發生深的蝕孔。（2）孔蝕發生在有特殊離子

30、的介質中。如，不銹鋼對鹵素離子特別敏感，其作用順序為CL-Br-I-.（3）發生孔蝕需在某一臨界電勢以上，該電勢稱作孔蝕電勢(臨界破裂電位或稱擊穿電勢)。點蝕電勢隨介質中氯離子濃度的增加而下降，使點蝕易于發生。 51第51頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二3）孔蝕有以下五個方面的特點：孔蝕引起設備和管道穿孔的失重很小，甚至于覺察不到有重量變化，但一旦穿孔就使設備和管道報廢；孔蝕往往是從金屬的一側開始，在另一側逐步擴大而穿孔；孔蝕具有大陰極和小陽極不利的面積比，并且有自催化特性，當小孔內部發生腐蝕時，小孔周圍部分的金屬卻受到陰極保護。孔的面積越小則陰陽極面積比就較大，孔的腐

31、蝕速度也越快；腐蝕起始表面的孔一般都很小，而且有腐蝕產物覆蓋，因此既不容易發現也不易檢查，孔蝕往往只有穿孔后才發現；孔蝕需要一個很長的誘導期，誘導期可以從幾月到幾年，在這段時間內，目測根本看不到金屬表面有任何變化。52第52頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（3）晶間腐蝕1）晶間腐蝕的形態: 晶間腐蝕是一種由微電池作用而引起的局部破壞現象，是金屬材料在特定的腐蝕介質中沿著材料的晶界產生的腐蝕。這種腐蝕主要是從表面開始，沿著晶界向內部發展，直至成為潰瘍性腐蝕，整個金屬強度幾乎完全喪失。晶間腐蝕常常造成設備突然破壞。其特征是：在表面還看不出破壞時，晶粒之間已喪失了結合力、失去

32、金屬聲音，嚴重時只要輕輕敲打就可破碎，甚至形成粉狀。因此，它是一種危害性很大的局部腐蝕。 2）晶間腐蝕的產生必須具備兩個條件：晶界物質的物理化學狀態與晶粒不同；特定的環境因素。如潮濕大氣、電解質溶液、過熱水蒸氣、高溫水或熔融金屬等。前者，實質是指晶界的行為，是產生晶間腐蝕的內因。53第53頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二54第54頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二產生原因：熱處理失誤，碳與鉻形成碳化物引起晶間腐蝕。特點：腐蝕量小，表面無變化，但強度下降或喪失。防止方法：降低鋼中的含碳量添加穩定元素正確的熱處理工藝55第55頁，共72頁，2022年，

33、5月20日，17點3分，星期二（4）電偶腐蝕 定義 當兩種電極電位不同的金屬相接觸并放入電解質溶液中時，即可發現電勢較低的金屬腐蝕加速，而電勢較高的金屬腐蝕速度減慢(得到保護)。這種在一定條件(如電解質溶液或大氣)下產生的電化學腐蝕，即由于同電極電勢較高的金屬接觸而引起腐蝕速度增大的現象，稱為電偶腐蝕或雙金屬腐蝕、接觸腐蝕。56第56頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二產生原因：兩種金屬電位不同舉例：鋅與鋼、鍍鋅鋼管防止方法：設計時盡量采用電位相近的金屬相聯接施工時可在不同金屬聯接處加以絕緣，如在法蘭聯接處用絕緣材料做墊圈57第57頁，共72頁，2022年，5月20日，17

34、點3分，星期二（5）選擇性腐蝕 局部腐蝕都是選擇性腐蝕，它系指一種多元合金中較活潑組分的溶解，而這個過程是由于化學成分的差異而引起的。選擇性腐蝕，只發生在二種或二種以上的金屬形成固溶體的合金中，這時較貴的金屬作為陰極保持穩定或重新沉淀；而合金則作為陽極發生溶解。58第58頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二（6）磨損腐蝕 磨蝕是腐蝕介質和金屬表面之間的相對運動造成的，這類磨蝕常與金屬表面上流體的湍流程度有關，故有時也叫湍流腐蝕。磨蝕實際上是電化學腐蝕和機械作用的綜合結果。所有影響腐蝕的電化學因素對磨蝕都有影響，此外，機械作用也有影響。 泵的葉片、閥門、彎管、離心機、孔板流量計、透平機葉片、噴嘴、噴射設備等流速變化較大的部位，往往會產生磨蝕。 59第59頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二影響磨損腐蝕的因素：腐蝕介質與金屬表面之間的相對運動使介質與金屬之間產生切應力，這種切應力甚至能剝離金屬表面的保護膜和腐蝕產物。高速流動的腐蝕介質帶著懸浮粒子流過金屬表面時的研磨作用而導致破壞，如泥漿泵最容易產生磨蝕。60第60頁，共72頁，2022年，5月20日，17點3分，星期二 磨蝕的特征是金屬表面往往具有溝、槽、凹谷或波浪形的外觀形態，并具有一定的方向性。 絕大部分的金屬材料對磨蝕是很敏感的，尤其是依靠保護膜來防腐的鈍態金