電化學(xué)腐蝕

                                    電化學(xué)腐蝕

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什么是電化學(xué)腐蝕？ 
之前介紹SAF2507雙相不銹鋼高壓自力式調(diào)節(jié)閥，現(xiàn)在介紹金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，通過電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。電化學(xué)腐蝕反應(yīng)是一種氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中，金屬失去電子而被氧化，其反應(yīng)過程稱為陽極反應(yīng)過程，反應(yīng)產(chǎn)物是進(jìn)入介質(zhì)中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物（或金屬難溶鹽）；介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬表面獲得電子而被還原，其反應(yīng)過程稱為陰極反應(yīng)過程。在陰極反應(yīng)過程中，獲得電子而被還原的物質(zhì)習(xí)慣上稱為去極化劑。在均勻腐蝕時(shí)，金屬表面上各處進(jìn)行陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的概率沒有顯著差別，進(jìn)行兩種反應(yīng)的表面位置不斷地隨機(jī)變動(dòng)。如果金屬表面有某些區(qū)域主要進(jìn)行陽極反應(yīng)，其余表面區(qū)域主要進(jìn)行陰極反應(yīng)，則稱前者為陽極區(qū)，后者為陰極區(qū)，陽極區(qū)和陰極區(qū)組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應(yīng)，故常采用外接電源或用導(dǎo)線將被保護(hù)金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接，以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。
 
吸氧腐蝕 金屬在酸性很弱或中性溶液里，空氣里的氧氣溶解于金屬表面水膜中而發(fā)生的電化腐蝕，叫吸氧腐蝕． 例如鋼鐵在接近中性的潮濕的空氣中腐蝕屬于吸氧腐蝕，其電極反應(yīng)如下： 
負(fù)極（Fe）：Fe - 2e = Fe2+ 
正極（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- 
鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕． 
 
在酸性較強(qiáng)的溶液中發(fā)生電化腐蝕時(shí)放出氫氣，這種腐蝕叫做析氫腐蝕。在鋼鐵制品中一般都含有碳。在潮濕空氣中，鋼鐵表面會(huì)吸附水汽而形成一層薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就變成一種電解質(zhì)溶液，使水里的H+增多。是就構(gòu)成無數(shù)個(gè)以鐵為負(fù)極、碳為正極、酸性水膜為電解質(zhì)溶液的微小原電池。這些原電池里發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是 
負(fù)極（鐵）：鐵被氧化Fe-2e=Fe2+；正極（碳）：溶液中的H+被還原2H++2e=H2↑ 
這樣就形成無數(shù)的微小原電池。后氫氣在碳的表面放出，鐵被腐蝕，所以叫析氫腐蝕。
    陰極保護(hù)是一種用于防止金屬在電介質(zhì)（海水、淡水及土壤等介質(zhì)）中腐蝕的電化學(xué)保護(hù)技術(shù)，該技術(shù)的基本原理是使金屬構(gòu)件作為陰極，對(duì)其施加一定的直流電流，使其產(chǎn)生陰極極化，當(dāng)金屬的電位負(fù)于某一電位值時(shí)，該金屬表面的電化學(xué)不均勻性得到消除，腐蝕的陰極溶解過程得到有效抑制，達(dá)到保護(hù)的目的。下面用極化曲線來說明陰極保護(hù)原理。為了說明問題，把陰極，陽極極化曲線簡(jiǎn)化成直線，如下圖（1）所示。 
    在金屬表面上的陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)都有自己的平衡點(diǎn)，為了達(dá)到*的陰極保護(hù)，必須使整個(gè)金屬的電位降低到活潑點(diǎn)的平衡電位。設(shè)金屬表面陽極電位和陰極電位分別為Ea和Ec，金屬腐蝕過程由于極化作用，陽極和陰極的電位都接近于交點(diǎn)S所對(duì)應(yīng)的電位Ecorr（自然腐蝕電位），這時(shí)的腐蝕電流為Icorr。 
如果進(jìn)行陰極極化，電位將從向更負(fù)的方向移動(dòng)，陽極反應(yīng)曲線EcS從S向C 點(diǎn)方向延長(zhǎng)，當(dāng)電位極化到E1時(shí)，所需的極化電流為I1，相當(dāng)于AC線段，其中BC線段這部分是外加的，AB線段這部分電流是陽極反應(yīng)所提供的電流，此時(shí)金屬尚未腐蝕。如果使金屬陰極極化到更負(fù)的電位，例如達(dá)到Ea，這時(shí)由于金屬表面各個(gè)區(qū)域的電位都等于Ea，腐蝕電流為零，金屬達(dá)到了*保護(hù)，此時(shí)外加電流Iapp1即為*保護(hù)所需電流。 
    根據(jù)提供陰極極化電流的方式不同，陰極保護(hù)又分為犧牲陽極陰極保護(hù)法和外加電流陰極保護(hù)法兩種。
    在眾多的工業(yè)用途中，不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據(jù)使用的經(jīng)驗(yàn)來看，除機(jī)械失效外，不銹鋼的腐蝕主要表現(xiàn)在：不銹鋼的一種嚴(yán)重的腐蝕形式是局部腐蝕（亦即應(yīng)力腐蝕開裂、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕）。這些局部腐蝕所導(dǎo)致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實(shí)上，很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。 
    應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）：是指承受應(yīng)力的合金在腐蝕性環(huán)境中由于烈紋的擴(kuò)展而互生失效的一種通用術(shù)語。應(yīng)力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌，但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應(yīng)力（不論是殘余應(yīng)力還是外加應(yīng)力，或者兩者兼而有之）和特定的腐蝕介質(zhì)存在。型紋的形成和擴(kuò)展大致與拉應(yīng)力方向垂直。這個(gè)導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力值，要比沒有腐蝕介質(zhì)存在時(shí)材料斷裂所需要的應(yīng)力值小得多。在微觀上，穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋，而沿晶界擴(kuò)圖的裂紋稱為沿晶裂紋，當(dāng)應(yīng)力腐蝕開裂擴(kuò)展至其一深度時(shí)（此處，承受載荷的材料斷面上的應(yīng)力達(dá)到它在空氣中的斷裂應(yīng)力），則材料就按正常的裂紋（在韌性材料中，通常是通過顯微缺陷的聚合）而斷開。因此，由于應(yīng)力腐蝕開裂而失效的零件的斷面，將包含有應(yīng)力腐蝕開裂的特征區(qū)域以及與已微缺陷的聚合相的“韌窩”區(qū)域。 

   點(diǎn)腐蝕：是一種導(dǎo)致腐蝕的局部腐蝕形式。 
   晶間腐蝕：晶粒間界是結(jié)晶學(xué)取向不同的晶粒間紊亂錯(cuò)合的界城，因而，它們是鋼中各種溶質(zhì)元素偏析或金屬化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利區(qū)城。因此，在某些腐蝕介質(zhì)中，晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕，大多數(shù)的金屬和合金在特定的腐蝕介質(zhì)中都可能呈現(xiàn)晶間腐蝕。 
   上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥縫隙腐蝕：是局部腐蝕的一種形式，它可能發(fā)全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內(nèi)。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成，例如，在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動(dòng)的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成。 
v全面腐蝕：是用來描述在整個(gè)合金表面上以比較均勺的方式所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象的術(shù)語。當(dāng)發(fā)生全面腐蝕時(shí)，村料由于腐蝕而逐漸變薄，甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中可能呈現(xiàn)全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題并不怎么令人擔(dān)心，因?yàn)椋@種腐蝕通常可以通過簡(jiǎn)單的浸泡試驗(yàn)或查閱腐蝕方面的文獻(xiàn)資料而預(yù)測(cè)它。
2.各種不銹鋼的耐腐蝕性能 
304 是一種通用性的不銹鋼，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設(shè)備和機(jī)件。 
301 不銹鋼在形變時(shí)呈現(xiàn)出明顯的加工硬化現(xiàn)象，被用于要求較高強(qiáng)度的各種場(chǎng)合。 
302 不銹鋼實(shí)質(zhì)上就是含碳量更高的304不銹鋼的變種，通過冷軋可使其獲得較高的強(qiáng)度。 
302B 是一種含硅量較高的不銹鋼，它具有較高的抗高溫氧化性能。 
303和303Se 是分別含有硫和硒的易切削不銹鋼，用于主要要求易切削和表而光浩度高的場(chǎng)合。303Se不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機(jī)件，因?yàn)樵谶@類條件下，這種不銹鋼具有良好的可熱加工性。 
304L 是碳含量較低的304不銹鋼的變種，用于需要焊接的場(chǎng)合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至少，而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。 
304N 是一種含氮的不銹鋼，加氮是為了提高鋼的強(qiáng)度。 
305和384 不銹鋼含有較高的鎳，其加工硬化率低，適用于對(duì)冷成型性要求高的各種場(chǎng)合。 
308 不銹鋼用于制作焊條。 
309、310、314及330 不銹鋼的鎳、鉻含量都比較高，為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強(qiáng)度。而30S5和310S乃是309和310不銹鋼的變種，所不同者只是碳含量較低，為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至少。330不銹鋼有著特別高的抗?jié)B碳能力和抗熱震性． 
316和317 型不銹鋼含有鋁，因而在海洋和化學(xué)工業(yè)環(huán)境中的抗點(diǎn)腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼。其中，316型不銹鋼由變種包括低碳不銹鋼316L、含氮的高強(qiáng)度不銹鋼316N以及合硫量較高的易切削不銹鋼316F。 
321、347及348 是分別以鈦，鈮加鉭、鈮穩(wěn)定化的不銹鋼，適宜作高溫下使用的焊接構(gòu)件。348是一種適用于核動(dòng)力工業(yè)的不銹鋼，對(duì)鉭和鉆的合量有著一定的限制。
 

1.不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做。鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕是突出的例子。
我們知道，鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易腐蝕，但潮濕的空氣中卻很快就會(huì)腐蝕。原來，在潮濕的空氣里，鋼鐵的表面吸附了一層薄薄的水膜，這層水膜里含有少量的氫離子與氫氧根離子，還溶解了氧氣等氣體，結(jié)果在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無數(shù)微小的原電池。在這些原電池里，鐵是負(fù)極，碳是正極。鐵失去電子而被氧化.是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。
金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，通過電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。反應(yīng)是一種氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中，金屬失去電子而被氧化，其反應(yīng)過程稱為陽極反應(yīng)過程，反應(yīng)產(chǎn)物是進(jìn)入介質(zhì)中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物（或金屬難溶鹽）；介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬表面獲得電子而被還原，其反應(yīng)過程稱為陰極反應(yīng)過程。在陰極反應(yīng)過程中，獲得電子而被還原的物質(zhì)習(xí)慣上稱為去極化劑。
在均勻腐蝕時(shí)，金屬表面上各處進(jìn)行陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的概率沒有顯著差別，進(jìn)行兩種反應(yīng)的表面位置不斷地隨機(jī)變動(dòng)。如果金屬表面有某些區(qū)域主要進(jìn)行陽極反應(yīng)，其余表面區(qū)域主要進(jìn)行陰極反應(yīng)，則稱前者為陽極區(qū)，后者為陰極區(qū)，陽極區(qū)和陰極區(qū)組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應(yīng)，故常采用外接電源或用導(dǎo)線將被保護(hù)金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接，以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。 
2.金屬的腐蝕原理有多種，其中是的一種。當(dāng)金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣中，金屬表面會(huì)形成一種微電池，也稱腐蝕電池(其電極習(xí)慣上稱陰、陽極，不叫正、負(fù)極)。陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，使陽極發(fā)生溶解，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，一般只起傳遞電子的作用。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分，形成一層水膜，因而使空氣中CO2，SO2，NO2等溶解在這層水膜中，形成電解質(zhì)溶液，而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的，如工業(yè)用的鋼鐵，實(shí)際上是合金，即除鐵之外，還含有石墨、滲碳體(Fe3C)以及其它金屬和雜質(zhì)，它們大多數(shù)沒有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵，而陰極為雜質(zhì)，又由于鐵與雜質(zhì)緊密接觸，使得腐蝕不斷進(jìn)行。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：電動(dòng)通風(fēng)蝶閥在煤礦粉層應(yīng)用