9种常见类型的金属腐蚀类型汇总
2020-03-18 13:20:01 作者:本网整理 来源:青山新材的博客 分享至:

金属腐蚀普遍存在于生产生活中,对于金属材料生产商或者金属制品生产商来说了解更多的金属腐蚀现象就能更好的找出应对的方法,生活中有许多不同类型的金属腐蚀,每一种腐蚀都可追溯其金属发生化学变化的原因而进行分类。下面列出的是9种常见类型的腐蚀:


1.一般攻击腐蚀


也称为均匀攻击腐蚀,一般攻击腐蚀是腐蚀最常见的类型,它是通过化学或电化学反应来导致金属的整个裸露表面的腐蚀恶化。最终,金属腐蚀恶化成废材。均匀腐蚀是指接触腐蚀介质的金属表面全面产生腐蚀的现象。


均匀攻击腐蚀


均匀腐蚀使金属截面不断减少,对于被腐蚀的受力零件而言,会使其承受的真实应力逐渐增加,最终达到材料的断裂强度而发生断裂。一般攻击腐蚀破坏的金属量占受腐蚀破坏的金属量的最大比重,但一般攻击腐蚀仍被认为是安全的,是因为它是可预见的,并且是往往可以预防的。


从电化学特点上讲,均匀腐蚀属于微电池效应,腐蚀过程没有固定的阴极和阳极,即阴极部分和阳极部分在腐蚀过程中是交替变化的。


在均匀腐蚀过程中,金属表面各处的减薄速率相同,用平均的腐蚀速率可以比较精确地计算金属结构的腐蚀量,以估算构件的腐蚀寿命,从而在工程设计时通过预先考虑留出腐蚀裕量的措施,可以达到防止设备发生过早腐蚀破坏的目的。尽管均匀腐蚀会导致金属材料的大量流失,但是由于易于检测和察觉,通常不会造成金属结构的突发性失效事故。


均匀腐蚀现象十分普遍,既可能由电化学腐蚀原因引起,例如均相电极(纯金属)或微观复相电极(均匀的合金)在电解质溶液中的自溶解过程,也可能由纯化学腐蚀反应造成,如金属材料在高温下发生的一般氧化现象。各类腐蚀失效事故、事例的调查结果表明,均匀腐蚀仅占约20%.其余约80%为局部腐蚀破坏。


均匀腐蚀的程度可以用腐蚀率来表示。常用两种单位,一是单位时间内,单位表面积上损失的重量,以g/(m2·h)计;另一是单位时间内腐蚀的平均厚度,以mm/年计。二者换算关系如下:


lmm/年=8.76g/(m2 ·h)x 1/d


上式中 d—材料的密度。


由厚度腐蚀率可以估算设备的预期寿命,一般应用得更广泛。


2.局部腐蚀


按金属材料腐蚀破坏形态可以将腐蚀分为均匀腐蚀和局部腐蚀两大类。在实际的腐蚀体系中,大多数金属所发生的腐蚀是局部腐蚀。由于局部腐蚀发生在金属表面的不大范围内,所以绝大多数金属表面腐蚀量很小,但是工程结构、构件及零件的使用寿命主要取决于局部腐蚀损伤的发展。


局部腐蚀是指腐蚀集中发生在金属材料表面局部不大的面积内,而其余大部分表面腐蚀十分轻微,甚至不发生腐蚀。


局部腐蚀是由于金属本身(结构、组织、化学成分、表面状态)和腐蚀介质不均匀,导致电化学性不均匀,即不同的部位具有不同的电极电位,从而造成电位差,成为局部腐蚀的驱动力,往往在电极电位低的部位优先发生腐蚀。在局部腐蚀过程中,腐蚀电池的阳极区和阴极区一般是截然分开的,可以用肉眼或微观检查方法加以区分和辨别,通常阳极的面积比阴极的面积小得多,即形成所谓的小阳极一大阴极的组态。对于这种组态,由于阴极的面积相对较大,阴极去极化的作用很大,结果很小的阳极区域腐蚀很严重,腐蚀集中在金属表面的局部阳极区域。


发生局部腐蚀时,由于金属表面各处的减薄程度不同,不能用平均的腐蚀速率估算局部腐蚀的程度。通常,局部腐蚀造成的金属损失量比较小,但结构在发生局部腐蚀时具有隐蔽性,不易察觉,其危害性很大,往往会造成灾难性事故。


不同于一般攻击腐蚀,局部腐蚀专门针对金属结构的一个区域。局部腐蚀通常被分为三类:


(1)点蚀:当一个小孔或空腔在金属内部形成时,点蚀的结果通常是一块小区域的钝化。这个区域成为阳极,而其余的金属部分成为阴极,从而产生局部的电反应。这块小区域的劣化能渗透整块金属,并可能导致金属变成废材。这种形式的腐蚀通常难以检测是因为它通常产生于比较小的区域,并且可能被腐蚀产生的化合物所覆盖而隐藏起来。


点蚀


(2)缝隙腐蚀:与点蚀相似,缝隙腐蚀发生在特定的位置。这种类型的腐蚀通常与所处的微观环境相关联,比如发生在垫片、垫圈和夹具底下。酸性条件或缝隙中氧气含量较高均会导致缝隙腐蚀。


缝隙腐蚀


是孔蚀的一种特殊形态,发生在缝隙内(如焊、铆缝、垫片或沉积物下面的缝隙),破坏形态为沟缝状,严重的可穿透。缝隙内是缺氧区,也处于闭塞状态,缝内pH值下降,浓度增大。常有一段较长的孕育期,当缝内pH值下降到临界值后,与孔相似,也产生加速腐蚀(图-2)。一般在含Cl-溶液中最易发生。有效的防止方法是消除缝隙。


(3)丝状腐蚀:当水破坏涂层时,涂层或者电镀表面的下方会发生丝状腐蚀,它开始只是涂层中的小缺陷,渐渐蔓延到整体从而导致结构缺陷。


镁合金的丝状腐蚀


镁合金的丝状腐蚀


3.电化学腐蚀


jsfs4.jpg


电化学腐蚀,不同于一般的金属腐蚀,当两种不同的金属同时位于腐蚀性电解液中时便会发生。其中一种金属成为阳极,另一种金属成为阴极,两种金属之间会产生电偶。阳极亦称牺牲金属,腐蚀和恶化速度比其独自腐蚀时更快,而阴极腐蚀恶化的速度会比其他方式更慢。


电化学腐蚀发生的三个必备条件:


(1)不同种金属间必须存在电化学反应;


(2)金属间必须有电接触点;


(3)金属必须暴露于同一电解质中。


4.环境腐蚀


环境腐蚀


环境腐蚀是一种复杂的环境条件综合影响金属性能的腐蚀过程。化学,温度和与压力有关的条件可导致以下类型的环境腐蚀:


(1)应力腐蚀开裂(SCC)


(2)腐蚀疲劳


(3)氢致开裂


(4)液态金属脆化


5.流动辅助腐蚀(FAC)


流动辅助腐蚀,或称为流动加速腐蚀,当氧化物的金属表面上的保护层溶解或被风或水除去时,下面一层的金属开始裸露,从而进一步地腐蚀和恶化。


6.晶间腐蚀


晶间腐蚀


晶间腐蚀是发生在金属的晶粒边界上的化学或电化学攻击。原因是在金属内部,往往具有比晶界附近更高的杂质含量,致使这些边界相比内部金属更容易受到腐蚀。


晶间腐蚀是晶界在一定条件下产生了化学和组成上的变化,耐蚀性降低所致,这种变化通常是由于热处理或冷加工引起的。以奥氏体不锈钢为例,含铬量须大于11%才有良好耐蚀性。当焊接时,焊缝两侧2~3mm处可被加热到400~910,在这个温度(敏化温度)下晶界的铬和碳易化合形成Cr3C6,Cr从固溶体中沉淀出来,晶粒内部的Cr扩散到晶界很慢,晶界就成了贫铬区,铬量可降到远低于11%的下限,在适合的腐蚀溶液中就形成“碳化铬晶粒(阴极)--喷铬区(阳极)”电池,使晶界贫铬区腐蚀。 


7.脱合金化


脱合金化,或称为选择性浸出,是合金中特定元素的选择性腐蚀。脱合金化的最常见的类型是不稳定的黄铜发生脱锌。在这种情况下腐蚀的结果是铜材劣化且多孔。其表现形式有均匀的层状脱锌和不均匀的带状或栓状脱锌两种。黄铜脱锌是选择性腐蚀, 即合金中活性较强组元的选择性溶解, 组元可以是单相固溶体合金中的一种元素, 也可以是多相合金中的某一相。选择性腐蚀发生在二元或多元合金中, 其中电极电位较负的组元或相优先溶解, 如黄铜脱锌。


黄铜脱锌


8.摩擦腐蚀


jsfs002.jpg


摩擦腐蚀的发生是由于在粗糙的表面反复摩擦,接触和/或振动的结果,这会造成在材料表面发生凹坑和凹槽的腐蚀。摩擦腐蚀通常发生在机械旋转和冲击时,装配螺栓和轴承时,以及在运输过程中暴露在外部的振动表面。


9.高温腐蚀


高温腐蚀


在燃气涡轮机,柴油机等机械使用的燃料中含有钒或硫酸盐,在燃烧过程中,可以形成低熔点的化合物。这些化合物对于那些正常情况下既耐高温又抗腐蚀的金属合金具有很强的腐蚀性,包括不锈钢。高温腐蚀也可能由高温氧化,硫化和碳化所致。

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。