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燃氣灶的保護 燃氣灶中心鐵腐蝕篇一
經(jīng)過一學期的學習，以及老師的精心講解，我對過程裝備腐蝕與防護這門課程有了更深的認識。現(xiàn)在就本人的學習心得與對課本的認識作如下講述：
腐蝕現(xiàn)象幾乎涉及國民經(jīng)濟的一切領域。例如，各種機器、設備、橋梁在大氣中因腐蝕而生銹；艦船、沿海的港口設施遭受海水和海洋微生物的腐蝕；埋在地下的輸油、輸氣管線和地下電纜因土壤和細菌的腐蝕而發(fā)生穿孔；鋼材在軋制過程因高溫下與空氣中的氧作用而產(chǎn)生大量的氧化皮；人工器官材料在血液、體液中的腐蝕；與各種酸、堿、鹽等強腐蝕性介質(zhì)接觸的化工機器與設備，腐蝕問題尤為突出，特別是處于高溫、高壓、高流速工況下的機械設備，往往會引起材料迅速的腐蝕損壞。
目前工業(yè)用的材料，無論是金屬材料或非金屬材料，幾乎沒有一種材料是絕對不腐蝕的。因此，研究材料的腐蝕規(guī)律，弄清腐蝕發(fā)生的原因及采取有效的防止腐蝕的措施。對于延長設備壽命、降低成本、提高勞動生產(chǎn)率無疑具有十分重要的意義。
比如說管道吧，管道腐蝕產(chǎn)生的原因： 1外界條件
① 輸管道涉及的土壤性質(zhì)比較復雜，準確評定其腐蝕性非常困難道周圍介質(zhì)的腐蝕性介質(zhì)的腐蝕性強弱與土壤的性質(zhì)及其微生物密切相關，然而對于長。
② 周圍介質(zhì)的物理性狀的影響：主要包括地下水的變化、土壤是否有水分交替變化等情況，以及是否有蘆葦類的根系影響等。
③ 包括環(huán)境溫度和管道運行期間產(chǎn)生的溫度。溫度的升高，腐蝕的速度會大大加快。溫度的高低與管路敷設深度有直接的關系，同時更受地域差別的影響。④ 蝕速度，雜散電流可對管道產(chǎn)生電解腐蝕。
⑤油氣本身含有氧化性物質(zhì)：如含水，及h s、c o 等酸性氣體可造成類似原電池的電化學反應和破壞金屬晶格的化學反應，可造成管道內(nèi)壁的腐蝕。
2.防腐措施的問題
防腐層失效是地下管道腐蝕的主要原因，輕度失效可增大陰極保護電流彌補防腐作用；特殊的失效，如因防腐層剝離引起的陰極保護電流屏蔽及防腐層的破壞，管道就會產(chǎn)生嚴重的腐蝕。腐蝕發(fā)生的原因是防腐層的完整性遭到破壞，主要產(chǎn)生于防腐層與管道剝離或是防腐層破裂、穿孔和變形。
①防腐層剝離，即防腐層與管道表面脫離形成空問。如果剝離的防腐層沒有破口，空間沒有進水一般不產(chǎn)生腐蝕。若有破口，腐蝕性介質(zhì)進入就可能出現(xiàn)保護電流不能達到的區(qū)域，形成陰極保護屏蔽現(xiàn)象。在局部形成電位梯度，管道就會因此產(chǎn)生腐蝕。管道內(nèi)壁有足夠大的拉應力，拉應力與腐蝕同時作用，可產(chǎn)生危害更大的應力腐蝕破裂。
②防腐層破裂、穿孔、變形，可直接破壞防腐層，腐蝕介質(zhì)從破口進人防腐層，還能進一步促成防腐層剝離，在一定條件下產(chǎn)生陰極屏蔽，破裂嚴重時可導致管道腐蝕。破裂的主要原因為土壤應力、外力和材料老化。穿孔多由施工時的創(chuàng)作不當或外力所造成。還有報道認為，腐蝕層不完整造成局部腐蝕加劇，如某油田計量站管道防護層多處破損點，形成小陽極，造成局部腐蝕。
③有些工程未能對金屬管道及時有效地實施陰極保護措施。陰極保護對延長金屬管道使用壽命十分重要，尤其是當管道老化或局部破損后陰極保護的作用顯得非常重要。
④)管道補口、維修沒有完全按防腐標準規(guī)范執(zhí)行。管道補口要求將粘附在金屬管道表面殘留物清除干凈，然后用電動鋼絲刷等除銹達到2級標準，再刷防腐漆或纏防腐膠帶，如果除銹2級標準達不到2級標準容易造成底漆與管道粘結不牢，發(fā)生剝離或陰極剝離，為管道腐蝕埋下隱患。
石油管道腐蝕的分類
(1)和一般的腐蝕一樣，按照最基本的可以分成3大類，一般化學腐蝕、電化學腐蝕、與物理腐蝕，其中石油管道以其所處的的復雜環(huán)境，是這3中腐蝕都占有，但是是以電化學腐蝕為主。
(2)按石油管道破壞形式的分類：石油管道被破壞就只有內(nèi)壁及外壁，更具體的是
① 點蝕：在點或孔穴類的小面積上的腐蝕叫點蝕。這是一種高度局部的腐蝕形態(tài)，孔有大有小，一般孔表面直徑等于或小于它的深度，小而深的孔可能使金屬板穿孔；孔蝕通常發(fā)生在表面有鈍化膜或有保護膜的金屬（如不銹鋼﹑鈦等）。
② 縫隙腐蝕：金屬表面由于存在異物或結構上的原因而形成縫隙（如焊縫、鉚縫﹑墊片或沉積物下面等），縫隙的存在使得縫隙內(nèi)的溶液中與腐蝕有關的物質(zhì)遷移困難，由此而引起的縫隙內(nèi)金屬的腐蝕，稱為縫隙腐蝕。由于石油管道都是里程很長不可能一根鋼管做的那么長，所以都是通過焊接技術將其連接起來的，所以這中腐蝕在石油管道中最常見。③晶間腐蝕：沿著合金晶界區(qū)發(fā)展的腐蝕叫間晶腐蝕。腐蝕由表面沿晶界深入內(nèi)部，外表看不出跡象，但用金相顯微鏡觀察可看出晶界呈現(xiàn)網(wǎng)狀腐蝕.這種腐蝕可使金屬在表面上看不出有任何變化的情況下喪失強度，造成構件或設備的嚴重破壞.晶間腐蝕易發(fā)生在不銹鋼﹑鎳合金上。
④絲狀腐蝕：涂有透明清漆或油漆膜的金屬暴露在潮濕的大氣中時，金屬表面由于漆膜能滲透水分和空氣而發(fā)生腐蝕.腐蝕產(chǎn)物呈絲狀纖維網(wǎng)樣，這種腐蝕稱絲狀腐蝕。其產(chǎn)生原因是潮濕大氣的作用，其機理為氧的濃差電池作用。
⑤應力腐蝕開裂：也稱scc。金屬和合金在腐蝕與拉應力的同時作用下產(chǎn)生的破裂，稱為應力腐蝕開裂。這是一種最危險的腐蝕形態(tài)，但它只是在一定條件下才能發(fā)生：一是有一定的拉應力；二是有能引起該金屬發(fā)生應力腐蝕的介質(zhì)；三是金屬本身對應力腐蝕敏感.如“奧氏體不銹鋼—氯離子”,“碳鋼－硝酸根離子”等。應力腐蝕的裂縫形態(tài)有：沿晶界發(fā)展的晶間破裂和穿越晶粒的穿晶破裂，也有二者的混合型。一般認為純金屬不會發(fā)生應力腐蝕的，含有雜質(zhì)的金屬或是合金才會發(fā)生應力腐蝕
⑥電偶腐蝕：當兩種金屬浸在腐蝕性溶液中，由于兩種金屬之間存在電位差，如相互接觸，就構成腐蝕電偶。較活潑的金屬成為陽極溶解，不活潑金屬（耐腐蝕性較高的金屬）則為陰極，腐蝕很小或完全不腐蝕。這種腐蝕稱為電偶腐蝕，或接觸腐蝕，亦稱為雙金屬腐蝕
管道防腐對策
目前石油管道防護工程上主要由四類防腐腐蝕技術，分別是覆蓋層技術電化學保護技術、緩蝕劑技術和合理選材優(yōu)化結構。前兩種技術直接與管道材料——環(huán)境界面，是應用最廣泛的技術類別；緩蝕劑著眼與環(huán)境，最后一種技術著眼與材料本身，似乎是機械設計部分的事。但是搞設計的一定要多知道防腐需要考慮的角度，可以達到事半功倍的效果。
以上是本人對這門課的認識，感謝老師的講解。
燃氣灶的保護 燃氣灶中心鐵腐蝕篇二
家用燃氣灶的腐蝕與防護
摘 要：隨著嵌入式家用燃氣灶的興起及嵌入式家用燃氣灶在使用中因腐蝕所帶來的使用性、維修性、安全性等一系列問題，家用燃氣灶的“腐蝕與防腐蝕”越來越受到人們的重視。本文從家用燃氣具的主要腐蝕問題、腐蝕原因分析入手，提出減少家用燃氣灶腐蝕的五條主要措施及兩點建議。其措施為：(1)改善設計，提高燃氣灶的保潔功能；(2)正確選擇灶具材料及其相應的防腐保護層；(3)鋁合金件要進行防護處理；(4)加強涂層、鍍層等的工藝、質(zhì)量控制；(5)加強使用過程中的維護保養(yǎng)。其建議為：(1)以不銹鋼面板替代采用涂料作防護層的碳鋼材料面板；(2)應重視非金屬材料面板的研究及應用。本文對解決家用燃氣灶腐蝕問題有一定的參考作用。
關鍵詞： 燃氣灶 腐蝕 防護
前 言
金屬材料的腐蝕問題在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見，鋼鐵“生銹”就是一種最為普遍的金屬材料腐蝕現(xiàn)象。
家用燃氣灶的腐蝕并不是一個新鮮問題，它伴隨著家用燃氣具的發(fā)展一直存在著。隨著嵌入式家用燃氣灶的興起及嵌入式家用燃氣灶在使用中因腐蝕所帶來的使用性、維修性、安全性等一系列問題，家用燃氣灶的“腐蝕與防護”越來越受到人們的重視。尤其是家用燃氣具的生產(chǎn)廠家，更應盡早采取措施，從設計入手，解決已出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的腐蝕問題。
本文將從家用燃氣具的主要腐蝕問題、腐蝕原因分析入手，提出減少家用燃氣灶腐蝕的主要措施及相關建議。希望能對解決家用燃氣灶的腐蝕問題提供一點參考作用。
一、家用燃氣灶的主要腐蝕問題
1.不銹鋼材料腐蝕 采用不銹鋼材料作面板、殼體、聚熱圈、反射罩、火蓋、爐頭(燃燒器主體)等的燃氣灶，可能會在不銹鋼材料表面出現(xiàn)腐蝕。腐蝕多呈銹斑狀，除去銹斑，可以在材料表面發(fā)現(xiàn)明顯的腐蝕坑。銹斑一般出現(xiàn)在油污等贓物的殘留處，以面板、承液盤及其附近出現(xiàn)銹斑更為突出。
在高溫區(qū)工作的不銹鋼材料，其腐蝕處表面多呈灰褐色，不銹鋼材料失去光澤；因高溫所造成的腐蝕，腐蝕坑細、密、淺，并連成片狀，有的則可能出現(xiàn)淺表銹斑。
2.碳鋼材料腐蝕
采用碳鋼材料制成的灶具面板、殼體、鍋架、聚熱圈、爐頭(燃燒器主體)、進氣管等，其表面一般都有涂層(不粘油涂層、漆層、噴塑層、搪瓷層等)、鍍層(鋅層、鉻層等)。腐蝕多出現(xiàn)在涂層、鍍層損壞處，也有從涂層下面的金屬材料表面先產(chǎn)生腐蝕，然后導致涂層脫落損壞。腐蝕處表面均呈鐵銹色，一旦出現(xiàn)腐蝕，腐蝕會較快發(fā)展，然后連成片狀。碳鋼材料的腐蝕，其腐蝕坑一般較深、較大。灶具面板、承液盤及其附近以及灶具的各棱角處，由于接觸腐蝕介質(zhì)較多，或容易擦、劃、碰傷，因此，更容易產(chǎn)生腐蝕。尤其是鍋架或承液盤放置處、爐頭周圍的灶具面板上腐蝕問題更為突出。
表面搪瓷或鍍鉻的鍋架、聚熱圈等，首先在搪瓷層或鍍層損壞處產(chǎn)生腐蝕。接觸高溫燃氣的鍋爪等，由于高溫燃氣的燒蝕作用，其表面的搪瓷層或鍍層更容易損壞，因此，腐蝕更為突出。
3.鑄鐵件、鋁合金件腐蝕
燃氣灶通常采用鑄鐵材料或鋁合金材料制作爐頭(燃燒器主體)，采用鋁合金材料制作燃氣閥閥體、燃氣輸送管等。
腐蝕主要集中在用鑄鐵材料制作的爐頭及用鑄造鋁合金材料制作的爐頭(含相關零組件)等上。
不論是鑄鐵爐頭還是鋁合金爐頭，腐蝕多產(chǎn)生在爐頭與火蓋的結合部位、爐頭組件相互間的連接部位、使用過程中容易接觸液體及其它贓物且不容易清潔的部位、爐頭的外部轉角、棱角處等。腐蝕可能造成火蓋與爐頭間、不同爐頭組件間相互粘接，以致難于分解；對于有螺釘定位、連接的爐頭來講，還會因腐蝕問題造成螺釘擰下困難或無法擰下，這一問題在嵌入式燃氣灶上尤為突出。
鑄鐵爐頭的腐蝕從涂層、鍍層損壞處開始，臺式燃氣灶爐頭腐蝕比嵌入式燃氣灶爐頭腐蝕更為嚴重。腐蝕重者，爐頭外表布滿銹斑。
鋁合金爐頭主要用于嵌入式燃氣灶。鋁合金爐頭腐蝕部位，一般有明顯的腐蝕坑。
曾發(fā)現(xiàn)位于嵌入式燃氣灶底殼內(nèi)的鋁合金爐頭部件及其他鋁合金件產(chǎn)生腐蝕，腐蝕部位長出成片的“白毛”，連接件間難于正常分解；刮掉“白毛”，可以看到明顯的腐蝕坑。
在臺式燃氣灶上，也曾發(fā)現(xiàn)鋁合金燃氣閥閥體長“白毛”的腐蝕現(xiàn)象。
4.銅合金材料腐蝕
家用燃氣灶上所使用的銅合金材料，主要用于制作火蓋、火蓋裝飾座、燃氣噴嘴，燃氣閥閥體、燃氣輸送管等，也有用于制作爐頭(燃燒器主體)的。銅合金材料的腐蝕主要集中在火蓋、火蓋裝飾座上。經(jīng)過拋光處理后的火蓋、火蓋裝飾座，放置一段時間后，有的拋光表面光澤會變暗；還有的表面會產(chǎn)生斑痕；經(jīng)過使用后的火蓋、火蓋裝飾座，表面會完全失去光澤，甚至出現(xiàn)細小的腐蝕點等。
5.燃氣閥腐蝕
由于嵌入式燃氣灶燃氣閥腐蝕問題越來越突出，本文特將燃氣閥腐蝕問題單獨列出。
燃氣閥腐蝕發(fā)生在燃氣閥的頂部，主要集中在閥桿與閥體配合處及其周圍，與此部位相鄰的碳鋼件、鋁合金件等都可能產(chǎn)生腐蝕，腐蝕處可以看到明顯的銹斑或腐蝕產(chǎn)物堆積，嚴重時閥芯不能正常轉動，甚至“卡死”。
燃氣閥腐蝕，不僅影響灶具正常使用，而且可能帶來安全隱患。
二、家用燃氣灶腐蝕原因分析
1.不銹鋼材料腐蝕的主要原因
灶具上的不銹鋼面板、側板等是否會產(chǎn)生腐蝕，關鍵取決于不銹鋼材料的抗腐蝕性能，其次是腐蝕介質(zhì)。
燃氣灶上所使用的不銹鋼材料，按材料的金相組織結構分主要有三大類：一類是鐵素體不銹鋼，典型的有1cr17，對應國外材料牌號，通常稱為“430”(日本材料牌號為sus430)；另一類是馬氏體不銹鋼，典型的有1cr13、2cr13，對應國外材料牌號，通常稱為“410”、“420”(日本材料牌號為sus410，sus420)；還有一類是奧氏體不銹鋼，典型的有0cr19ni9、1cr18ni9、1cr17ni7、0cr17mn6ni5n、1cr18ni9ti、1cr18ni9、0cr18ni9ti等，對應國外材料牌號，通常稱為“304”、“301”、“301”、“202”、“201”(日本材料牌號為sus304、sus302、sus30
1、sus202、sus201)等。由于鐵素體、馬氏體不銹鋼具有磁性，因此，被人們俗稱為不銹鐵。
不銹鋼材料抗腐蝕的關鍵在于材料中鉻元素的含量，鎳、鈮、鈦等元素的含量對不銹鋼的抗腐蝕性能也有重要影響。
奧氏體不銹鋼的抗腐蝕性能遠遠優(yōu)于鐵素體不銹鋼及馬氏體不銹鋼。采用鐵素體或馬氏體不銹鋼材料的灶具容易產(chǎn)生腐蝕；采用奧氏體不銹鋼材料的灶具不容易產(chǎn)生腐蝕。
不銹鋼“不銹”是有條件的，在含氯離子介質(zhì)的作用下(如食鹽等，食鹽又稱氯化鈉，富含氯離子)，會加速不銹鋼的腐蝕；隨著腐蝕介質(zhì)溫度的升高，不銹鋼的腐蝕會加劇。
烹飪過程中，含有鹽份等腐蝕介質(zhì)的湯、水、菜、油等附著在灶具面板或側板上，由于不及時擦洗，時間長了，就可能出現(xiàn)腐蝕，鐵素體、馬氏體不銹鋼腐蝕是肯定無疑的；奧氏體不銹鋼的腐蝕相對較輕，且不明顯，但是，如果腐蝕產(chǎn)物較多，加上溫度的影響(例如，面板在靠近爐頭周圍，溫度就高于其他部位；溫度增高會加速腐蝕的程度)，也可能會產(chǎn)生明顯的腐蝕。
含有鈦元素的奧氏體不銹鋼的含腐蝕性能優(yōu)于不含鈦元素的奧氏體不銹鋼，其原因是鈦元素有減緩不銹鋼材料腐蝕(晶界腐蝕)的作用。
抗腐蝕性能較好的奧氏體不銹鋼，存在高溫敏化區(qū)，在550℃左右溫度下，會析出高鉻碳化物，形成貧鉻區(qū)，在潮濕環(huán)境中，也會象普通碳鋼一樣出現(xiàn)“鐵銹”。
經(jīng)常在較高溫度下使用的不銹鋼材料，如灶具的聚熱圈、熱反射罩、火蓋等，表面會失去光澤，也會象普通碳鋼一樣 “生銹”。
由于灶具面板、灶具承液盤及其附近容易被濺上油、湯、水等腐蝕介質(zhì)，因此，這些部位出現(xiàn)腐蝕的程度要比灶具其他部位更為嚴重。
對于經(jīng)常保持灶面清潔的用戶來講，不銹鋼材料腐蝕問題可能不會太明顯，但對于不太講究灶面清潔的用戶來講，不銹鋼材料腐蝕問題可能就會突出。
2.碳鋼材料腐蝕的主要原因
采用碳鋼材料制作的灶具零組件，多集中在灶具殼體、面板、底殼、鍋架、承液盤、燃燒器殼體及其他小零件上。
嵌入式燃氣灶及臺式燃氣灶的面板，一般都是采用不粘油涂層、油漆涂層或搪瓷層進行保護；臺式燃氣灶的側板，多采用不粘油涂層、油漆涂層或塑膠涂層進行保護；嵌入式燃氣灶的底殼，一般都是采用油漆涂層或塑膠涂層進行保護。承液盤、燃燒器殼體等，多是采用搪瓷涂層保護。鍋架多采用搪瓷層或鍍鉻層進行保護，也有廠家采用高溫漆層的。小零件則多是采用鍍層進行防護。
用碳鋼材料制作的灶具零組件，其腐蝕的主要原因：
(1)涂層或鍍層質(zhì)量不合格，涂層或鍍層損壞。
涂層質(zhì)量不合格，關鍵在殼體噴涂過程中的質(zhì)量控制。碳鋼材料在噴涂前，為增加材料與涂層的結合力及增強材料的抗腐蝕性能，一般都要進行磷化處理，處理后的零件，要烘干，要保持清潔，不得有銹蝕、油污、汗斑等贓物存在，為防止零件在噴涂前因環(huán)境影響造成表面形成水膜而影響質(zhì)量，一般對噴涂環(huán)境都有相對濕度的要求，并要求磷化后的零件在規(guī)定時間內(nèi)(一般不超過8小時)噴涂完。
待噴涂零件的表面處理是涂層附著力是否牢固關鍵。
作者幾年前曾在廣東某噴涂廠親眼目睹這樣的情景：灶具的面板等零件，磷化處理后，表面并無磷化處理所形成的結晶層；零件經(jīng)沖洗后，竟直接放在露天的地上，讓太陽曬干；工人直接用手拿零件……這樣的工藝，其噴涂質(zhì)量可想而知了。
在灶具面板的內(nèi)轉角處，如出現(xiàn)涂層脫落，底層還有銹蝕，多是由于磷化后清洗不凈所殘留的腐蝕物所致，這種情況一般在噴涂后一個月左右就能發(fā)現(xiàn)，有的時間更短。
經(jīng)過磷化處理的零件表面如存在銹斑、油垢、汗斑等，會導致該部位涂層因結合不牢而脫落。
還有，有的零件噴涂后存放一個月左右時間，在非轉角部位也會產(chǎn)生銹蝕，尤其在零件的邊沿部位，這多是由于磷化處理不當或涂層底層處理不當所致，當然，也會因為噴涂不當所致。
如出現(xiàn)大面積涂層脫落，一定是噴涂過程中(含噴涂前處理)存在問題所致。
噴涂后的零件或產(chǎn)品在生產(chǎn)、運輸過程中，因操作不當，也會造成涂層損壞。
除搪瓷涂層具有優(yōu)良的抗磨性外，不粘油涂層、油漆涂層的抗磨性都較差。使用過程中，灶具首先在涂層容易產(chǎn)生碰撞、摩擦的部位產(chǎn)生損壞，從而導致腐蝕，如鍋架放置處、承液盤放置處、經(jīng)常擦洗部位、棱角部位等；如使用中清潔灶具方法不當，采用金屬絲等擦洗灶具，則會使涂層損壞。
鍍層質(zhì)量不合格主要是鍍前處理不當或工藝參數(shù)選擇不當、操作不當所致，導致鍍層出現(xiàn)氣泡、針眼、起層、剝落、鍍層不均等缺陷，使鍍層的防護效果降低。
涂層或鍍層質(zhì)量不合格，涂層或鍍層損壞，在湯、水、菜、油等腐蝕介質(zhì)及潮濕氣氛的作用下，首先從涂層或鍍層質(zhì)量不合格處、損壞處產(chǎn)生腐蝕。
(2)設計不合理
a、防護層選擇不當，不能充分起到防護作用。
采用不粘油涂料、油漆涂料作為燃氣灶碳鋼材料面板、殼體的防護層，實踐證明，是欠妥的。這些涂層的耐久性、抗磨性都不能滿足灶具使用要求，導致材料腐蝕現(xiàn)象十分突出，許多用戶灶具使用不到三年，面板或殼體已嚴重腐蝕，導致灶具不能使用。這不僅對消費者是不利的，而且對資源也是一種浪費。
采用漆層作為鍋架的保護層，不論從保護效果還是從對消費者負責的角度看，都是極不妥當?shù)摹?/p>
b、灶具結構設計不合理，致使湯、水、油垢等腐蝕介質(zhì)通過燃燒器及灶具面板上的孔隙處進入灶具內(nèi)腔，造成相關零組件腐蝕，此問題在嵌入式燃氣灶上尤為突出。
3.鑄鐵材料、鋁合金材料腐蝕的主要原因
燃氣灶爐頭是灶具上工作環(huán)境最差的部件之一。
燃氣灶在使用中，會有湯、水等液體及油垢等贓物落在爐頭上形成腐蝕介質(zhì)，爐頭表面保護層損壞，使爐頭在腐蝕介質(zhì)的作用下產(chǎn)生腐蝕；爐頭的高溫，加速了爐頭的腐蝕。
爐頭腐蝕主要集中在鑄鐵爐頭及采用壓鑄方法成型的鋁合金爐頭上，鑄鐵爐頭的腐蝕更比鋁合金爐頭突出。
造成鑄鐵材料、鋁合金材料腐蝕的主要原因是：
(1)設計不合理，加速材料腐蝕
設計不合理表現(xiàn)在下列幾個方面：
a、嵌入式燃氣灶設計不合理，致使湯、水等腐蝕介質(zhì)通過燃燒器處、面板上的孔隙處等流入灶具內(nèi)腔，從而使內(nèi)腔的鑄鐵爐頭或鋁合金爐頭部件在湯、水及潮濕氣氛的作用下出現(xiàn)腐蝕。
b、爐頭表面未采取防護措施。設計人員缺少鋁合金腐蝕與防護方面的知識，誤認為鋁合金壓鑄件不會產(chǎn)生腐蝕，因此未采取相應的防護措施。
由于設計不合理，加速了燃氣灶鑄鐵材料、鋁合金材料的腐蝕。
(2)鑄鐵爐頭表面防護層選擇不當，防護層質(zhì)量不合格或防護層損壞
鑄鐵爐頭一般采用鍍鉻、噴鋅、噴涂(或浸涂)漆層進行表面防護。鍍層或涂層質(zhì)量不合格，鍍層或涂層損壞，即可造成爐頭腐蝕。七、八年前，鑄鐵爐頭主要采用鍍鉻層進行防護，后來又采用熱噴涂鋅層進行防護，近幾年，出于裝飾等的需要，采用噴涂(或浸涂)漆層進行防護。
這三種保護層，從防護及使用的角度看，應以鍍鉻層為佳。
鍍鉻層具有表面硬度高、抗磨的特點，但由于鉻層空隙率較高，如果不在鍍鉻前先鍍銅(鍍銅層組織致密，空隙率低)，鍍鉻層的防腐效果就會大受影響。鍍鉻工藝選擇不當或質(zhì)量控制不當，鉻層會出現(xiàn)針眼、氣孔、起層、剝落等現(xiàn)象，鍍鉻層的防腐效果會大受影響。鋅層雖然組織致密，但由于較軟，極易因為碰撞造成鋅層損壞導致腐蝕。另外，經(jīng)“打砂”處理過的爐頭不及時噴鋅，或經(jīng)“打砂”處理過的爐頭表面還殘留氧化物、油污、汗斑等，熱噴涂過程中噴涂工藝參數(shù)(預熱溫度、預熱時間、噴涂溫度、噴涂速度、噴涂距離等)選擇不當，噴鋅層容易產(chǎn)生氣孔、起層、剝落等現(xiàn)象。
漆層的抗腐蝕性能主要取決于漆料的選擇?，F(xiàn)在爐頭上所用的油漆，多為高溫漆，耐溫150~500℃不等。由于油漆選擇不當，有的爐頭在室溫下放置一個月就產(chǎn)生銹蝕。另外，漆層不抗磨，也容易因為碰撞等造成涂層損壞。還有，漆層存在老化問題，爐頭的使用環(huán)境(溫度高，腐蝕介質(zhì)多)會進一步加速了漆層的老化，使爐頭腐蝕更為突出。當然，爐頭在噴漆或電泳涂漆的施工中，底層處理不當及工藝參數(shù)選擇不當，也會加速漆層的脫落、損壞。
表面搪瓷的爐頭，腐蝕往往是從搪瓷層損壞處或缺陷處開始。
由于爐頭表面防護層選擇不當，防護層質(zhì)量不合格或防護層損壞，導致爐頭在腐蝕介質(zhì)的作用下產(chǎn)生腐蝕。
(3)鋁合金材料自身的缺陷及表面缺少防護處理
鋁合金材料腐蝕，一般都出現(xiàn)在壓鑄成型的鋁合金爐頭、燃氣閥閥體或其他壓鑄成型的鋁合金件上。
出現(xiàn)腐蝕的鋁合金件，壓鑄成型后一般都未進行表面防護處理。
壓鑄成型的鋁合金件，表面存在鑄造特有的微孔，有的還存在氣孔、針眼等鑄造缺陷，如果不進行表面防護處理，在腐蝕介質(zhì)的作用下就會產(chǎn)生腐蝕，在潮濕環(huán)境中就可能長出“白毛”。
4.銅合金件腐蝕的主要原因
(1)使用過程中，湯、水等液體及油垢等贓物在火蓋或火蓋座上形成腐蝕介質(zhì)，高溫工作條件加速了火蓋及火蓋座的腐蝕。
(2)拋光過程中拋光膏等未清洗凈或拋光表面粘有汗斑等，致使火蓋、火蓋座拋光表面出現(xiàn)局部腐蝕。
(3)拋光部位未進行防護處理，致使零件在存放過程中受潮濕氣氛的影響拋光面變暗。5.燃氣閥腐蝕的主要原因
燃氣閥腐蝕主要集中在嵌入式燃氣灶上。其腐蝕原因，主要是設計不合理。
(1)燃氣灶設計不合理
灶具在閥體桿與面板配合處有間隙，且缺少有效的密封，灶面上的液體及腐蝕介質(zhì)通過灶具面板與燃氣閥閥桿間的空隙處，流落到閥體上，對閥體上的碳鋼件、鋁合金件等產(chǎn)生腐蝕。
(2)燃氣閥設計不合理
燃氣閥頂部在閥桿與閥體配合處缺少密封措施，導致液體及腐蝕介質(zhì)直接流落到閥體頂部，造成相關零件腐蝕，閥芯不能正常轉動。
(3)鋁合金燃氣閥閥體未采取表面防護措施，導致在潮濕環(huán)境中容易產(chǎn)生腐蝕。
三、減少家用燃氣灶腐蝕的主要措施
1.改善設計，提高燃氣灶的保潔功能
減少家用燃氣灶的腐蝕問題，設計是關鍵。只有從設計這個源頭抓起，才能從根本上減少或避免燃氣灶腐蝕問題。
目前，家用燃氣灶的保潔功能普遍存在不足。湯、水及油垢等臟物容易通過燃燒器處，通過灶具面板上的空隙處進入灶具內(nèi)腔，導致零組件腐蝕。嵌入式燃氣灶更為突出。
改善設計，提高燃氣灶的保潔功能，可從下述幾個方面采取相應的措施：
(1)嵌入式燃氣灶：
a、燃燒器宜采用上進風燃燒器；
b、燃燒器中心火與外圈火之間的二次空氣通道，不能直接與灶具內(nèi)腔相通；火蓋上的火孔不宜設計在液體及臟物能夠直接進入的部位；
c、灶具面板上，燃燒器爐頭與面板之間的配合處及連接處、燃氣閥閥桿與面板之間的配合處應高于其他部位不少于2毫米；面板上與相關零組件配合、連接處，所有孔縫隙處，均應作密封處理； d、灶具面板及燃燒器，形狀、線條宜簡潔，利于清潔，應盡可能避免容易造成腐蝕介質(zhì)堆積的死角存在；
e、表面有涂層保護的面板，鍋架底部應增加膠墊或塑料墊，減少鍋架對涂層的損傷；
f、燃燒器處的連接螺釘，宜采用不銹鋼螺釘；采用碳鋼螺釘，表面可鍍銅，防止使用中腐蝕粘結；螺釘裝配時，可涂防粘結油膏。
(2)臺式燃氣灶
a、灶具面板、殼體及燃燒器，形狀、線條宜簡潔，利于清潔，應盡可能避免容易造成腐蝕介質(zhì)堆積的死角存在；
b、燃燒器火蓋上的火孔不宜設計在液體及臟物能夠直接進入的部位；
c、表面有涂層保護的面板，鍋架底部應增加膠墊或塑料墊，減少鍋架對涂層的損傷。
(3)燃氣閥
將嵌入式灶的燃氣閥閥體頂部結構由敞開式改為封閉式，并在燃氣閥桿部增加橡膠密封裝置，防止液體等腐蝕介質(zhì)通過閥體頂部或通過閥桿與閥體配合處之間隙，對相關零件造成腐蝕。
2.正確選擇灶具材料及其相應的防腐保護層
從材料的抗腐蝕性能及耐久性上看，燃氣灶的金屬材料面板宜采用奧氏體不銹鋼，其次是鐵素體或馬氏體不銹鋼。
在搪瓷涂層、不粘油涂層、油漆涂層中，搪瓷涂層的防腐蝕效果及抗磨性、耐久性均優(yōu)于其他涂層，更適宜作為灶具碳鋼材料面板、聚熱圈、鍋架、燃燒器殼體等的防護層。不足的是，搪瓷工藝對碳鋼材料有選擇性，否則會影響搪瓷質(zhì)量；還有，搪瓷工藝對零件的配合尺寸難于控制，對尺寸較嚴要求的零件，不宜采用搪瓷工藝。
對于燃氣灶鑄鐵爐頭的防護層，不論是防護效果還是耐久性、抗磨性，鉻層均優(yōu)于鋅層、漆層。由于鍍鉻層尺寸容易控制，因此，它比搪瓷涂層更具有優(yōu)勢。不足的是，鍍鉻層顏色較單一，難以滿足裝飾需要，如采用鍍黑鉻工藝，可解決此問題，但成本會有所增加。鍍鉻前須先鍍銅，方能使鉻層的防護作用得到充分發(fā)揮。有廠家將高溫漆用于鍋架的裝飾及防護，這不僅對消費者是不負責的，對生產(chǎn)廠家自身也是不負責的。
對于火蓋及火蓋裝飾座的拋光表面，可以采用噴涂高溫清漆或鍍鉻的方法，緩解或避免其腐蝕。
3.鋁合金件要進行防護處理
燃氣灶上的鋁合金件應進行表面防護處理，以提高鋁合金件的抗腐蝕能力。
可通過采取下述措施，提高鋁合金件的抗腐蝕能力：
(1)鋁合金件表面進行噴丸處理
鋁合金壓鑄件，不僅晶粒較粗大，而且還存在一定的孔隙，這些對于其抗腐蝕能力都是不利的。對鋁合金件進行噴丸處理，不僅可以去除壓鑄后其表面殘留的腐蝕介質(zhì)，而且可以使噴丸部位材料表面晶粒細化、孔隙消除，從而增強鋁合金件的抗腐蝕能力。
鋁合金件噴丸宜選用玻璃丸，丸粒直徑φ0.16～0.3毫米為宜。
噴丸時要正確選擇噴丸壓力(指壓縮空氣的壓力)、噴丸距離、噴丸角度、噴丸時間等，確保噴丸質(zhì)量。選擇水噴丸工藝時，噴丸后零件要烘干處理。
(2)陽極化處理
鋁合金件經(jīng)陽極化處理后，可以顯著提高其在大氣條件下的防腐蝕能力。
(3)表面噴漆保護
選擇適應于鋁合金件的漆料，對其進行噴漆處理，這樣可以大大提高鋁合金件的抗腐蝕能力。宜采取先噴底漆再噴面漆的方式進行防護。
(４)復合措施處理
將上述(1)、(2)條或(1)、(3)條措施復合使用，可使鋁合金件的抗腐蝕能力得到更為顯著的提高。
4.加強涂層、鍍層等的工藝、質(zhì)量控制
不論是涂層還是鍍層，涂鍍前零件表面處理十分重要。因此應注意下述幾點：
(1)表面進行磷化處理后的零件必須洗凈其表面磷化液等，并烘干，防止殘余化學物質(zhì)對材料產(chǎn)生腐蝕，或造成涂層結合不牢。
(2)經(jīng)磷化、打(噴)砂、噴丸處理的零件，表面不得有銹斑、油污、汗斑、等臟物；不得有殘余氧化層。
(3)保持噴涂施工環(huán)境清潔，相對濕度不宜超過80% ；經(jīng)磷化、打(噴)砂、噴丸處理后的零件，應在4~8小時內(nèi)進行噴涂層處理，防止因停放時間過長，可能由于空氣中的水分在零件表面形成水膜或空氣中的塵埃在零件表面累積而影響噴涂質(zhì)量；需要噴鋅的爐頭，打砂后應在2~3小時內(nèi)完成噴鋅。
只有加強涂(鍍)層的工藝、質(zhì)量控制，才能確保涂鍍層對金屬材料起到應有的保護作用。對于拋光火蓋、拋光火蓋座，應除凈其表面拋光殘余物；應避免用手直接觸摸火蓋、火蓋座拋光面。
5.加強使用過程中的維護保養(yǎng)
(1)應在產(chǎn)品說明書中特別提出經(jīng)常保持灶具清潔，及時清除灶具表面的液體、油垢等臟物的要求，提高用戶對灶具進行維護保養(yǎng)的意識，這樣做，有利于避免或減少灶具腐蝕問題的產(chǎn)生；
(2)采用不粘油涂層、漆層或塑膠層進行表面防護的燃氣灶，使用及清潔時，應避免硬物擦、劃、碰傷涂層。
四、兩點建議
1.以不銹鋼面板替代采用涂料作防護層的碳鋼材料面板
采用不粘油涂料及油漆作為碳鋼材料面板的防護層，實踐證明防護效果較差，面板腐蝕問題較突出，嚴重影響灶具的使用壽命。建議相關廠家以不銹鋼面板替代采用不粘油涂料及油漆作為防護層的碳鋼材料面板；這樣做，不僅有利于消費者，而且也有利于節(jié)約鋼材及相關資源，還有利于環(huán)保。
2.應重視非金屬材料面板的研究及應用
非金屬材料一般具有抗腐蝕性能較好、易于清潔的優(yōu)點。目前用于燃氣灶面板的非金屬材料主要有鋼化玻璃及陶瓷這兩種。
鋼化玻璃面板由于屢屢產(chǎn)生“爆裂”，背上了不好的名聲；陶瓷面板更是因為強度差經(jīng)常破裂而基本淡出市場。
其實，鋼化玻璃面板“爆裂”，不只是材料的問題，更重要的是燃氣灶本身的設計問題。國外，玻璃面板灶的比例約占25%左右，它充分說明，玻璃面板灶是有生命力的。因此，不能因為鋼化玻璃面板“爆裂”而放棄該材料在灶具上的應用。
有的生產(chǎn)廠家，長期生產(chǎn)嵌入式玻璃面板燃氣灶，面板“爆裂”的僅占萬分之三。
只有從設計上入手，采用上進風燃燒器，避免玻璃面板在使用中出現(xiàn)較大溫差，在面板底部及對應承液盤處增貼防爆隔熱層，增加對面板邊緣部位的保護，防止面板在裝配中承受較大的裝配應力，才能避免因設計不當所造成的鋼化玻璃面板損壞。
隨著鋼化玻璃面板生產(chǎn)質(zhì)量的不斷提高及燃氣灶設計水平的不斷提高，鋼化玻璃材料面板的燃氣灶會不斷發(fā)展，對此，生產(chǎn)廠家不應放棄鋼化玻璃面板燃氣灶的研究與生產(chǎn)，應該用發(fā)展的觀念、積極的姿態(tài)去面對鋼化玻璃面板燃氣灶的發(fā)展，去抓住相應的發(fā)展機會。
另外，生產(chǎn)廠家應密切注視非金屬裝飾材料的發(fā)展，利用現(xiàn)有的裝飾材料及技術，發(fā)展復合材料面板(用碳鋼材料與非金屬材料復合制作)。
在非金屬材料的應用上，“陶瓷面板”的開發(fā)是一個不成功的事例，企業(yè)應該從中吸取教訓。
總之，不論是從抗腐蝕的角度，還是從保潔、裝飾的角度，非金屬材料面板在灶具上的應用具有十分廣闊的前景。企業(yè)應該重視非金屬材料面板的研究及應用，從中獲取新的發(fā)展機會。
家用燃氣灶的腐蝕與防護問題，應該引起我國燃氣具行業(yè)的充分重視。只有采取切實可行的措施，減少或避免燃氣灶腐蝕問題的產(chǎn)生，才能更好地促進我國燃氣具行業(yè)的發(fā)展。
燃氣灶的保護 燃氣灶中心鐵腐蝕篇三
航空材料的腐蝕與防護
姓 名：王 俊 專 業(yè)：材料物理 學號：1320122111
航空材料的腐蝕與防護
摘要：材料腐蝕的概念和研究材料腐蝕的重要性，航空材料的分類和演變，航空材料腐蝕防護技術的歷史和現(xiàn)狀特點，航空材料腐蝕現(xiàn)象及其機理，腐蝕對航空材料的影響，解決航空材料腐蝕問題及其防護與治理。
關鍵詞：航空材，腐蝕，防護。前言
金屬和它所在的環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生化學、電化學或物理作用，引起金屬的變質(zhì)和破壞，稱為金屬腐蝕。隨著非金屬材料的發(fā)展，其失效現(xiàn)象也越來越引起人們的重視。因此腐蝕科學家們主張把腐蝕的定義擴展到所有材料，定義為：腐蝕是材料由于環(huán)境的作用而引起的破壞和變質(zhì)。
腐蝕現(xiàn)象在人們在社會生產(chǎn)及使用到的各種材料中都普遍存在，由于服役環(huán)境復雜多變, 不同構成材料相互配合影響, 導致航空材料在飛行器的留空階段、停放階段遭受多種不同種類的腐蝕，增加了飛 行器的運營成本，對飛行器的功能完整性和使用安全性造成嚴重的危害。因此開展航空產(chǎn)品的腐蝕與防護的研究具有明顯的經(jīng)濟和社會效益。
1.航空材料的歷史與發(fā)展
1.1航空材料的概論
航空材料是航空工業(yè)主要基礎，航空材料與航空技術的關系極為密切，航空航天材料在航空產(chǎn)品發(fā)展中具有極其重要的地位和作用.航空材料既是研制生產(chǎn)航空產(chǎn)品的物質(zhì)保障，又是推動航空產(chǎn)品更新?lián)Q代的技術基礎。1.2.航空材料的分類 航空材料有不同的分類方式。按成份可分為四大類:
1）金屬材料:鋁合金、鎂合金、鈦合金、鋼、高溫合金、粉末冶金合金等。
2）無機非金屬材料:玻璃、陶瓷等。
3）高分子材料:透明材料、膠粘劑、橡膠及密封劑、涂料、工程塑料等。
4）先進復合材料:聚合物基復合材料、金屬基復合材料、無機非金屬基復合材料、碳 /碳復合材料等。
按使用功能可分為兩大類:結構材料和功能材料。1.3航空材料的演變
早期飛機的結構以木材、蒙布、金屬絲綁扎而成，后來又發(fā)展為木材與金屬的混合結構。到了二十世紀三十年代，隨著鋁合金材料的發(fā)展，全金屬承力蒙皮逐漸成為普遍的結構形式。二十世紀三、四十年代，鎂合金開始進入航空結構材料的行列。
四、五十年代，不銹鋼 成為航空結構材料。到五十年代中期開始出現(xiàn)鈦合金，嗣后并被用于飛機的高溫部位。二十世紀六十年代，開發(fā)出樹脂基先進復合材料，后來在樹脂基復合材料的基礎上又出現(xiàn)了金屬基復合材料。現(xiàn)代飛機大量采用新型材料。2.航空材料的不同腐蝕
航空器包括很多不同種類的航空材料，這些材料的種類不同，所處工作環(huán)境不同，導致航空材料的腐蝕具有多樣性。
2.1環(huán)境作用下的電化學腐蝕
電化學腐蝕是一種非常普遍的現(xiàn)象，很多材料物品都會受到其影響。而電位差與電解質(zhì)溶液就是形成電化學腐蝕的兩個基本條件。在飛行器結構中，不同的結構由于承擔的功能不同，所使用材料的性質(zhì)也不同。例如，飛行器的蒙皮多采用具有出色延展性而強度相對較低的鋁合金，起落架和龍骨梁則多選用高強度的合金鋼。材料不同，它們的電極，如果接觸就有可能產(chǎn)生腐蝕的隱患；就算是同種類的材料，由于其內(nèi)部雜質(zhì)的存在或其自身就是由不同電極電位多相組成。因此, 構成飛行器的航空材料客觀上都存有電化學腐蝕的可能。僅有電極電位差，而沒有在電極間傳遞電荷的電解質(zhì)溶液, 并不會形成導致腐蝕現(xiàn)象的腐蝕電池，但現(xiàn)實中飛行器的電化學腐蝕現(xiàn)象說明電解質(zhì)溶液在飛行器中普遍存在。
2.2 承力結構應力腐蝕
材料除受環(huán)境作用外還受各種應力作用，因此會導致較單一因素下更嚴重的腐蝕破壞形式。應力腐蝕是應力和腐蝕環(huán)境共同作用下的材料破壞形式。應力腐蝕僅發(fā)生在特定的腐蝕環(huán)境和材料體系中，其特點是造成此種破壞的靜應力遠低于材料的屈服強度，斷裂形式為沒有塑性變形的脆斷，且主要由拉應力造成。
以起落架的應力腐蝕為例，飛行器的起落架結構為飛行器的主要受力結構之一，當飛行器處于停放狀態(tài)時，起落架的輪軸受拉應力作用，可能在相應的腐蝕介質(zhì)作用下發(fā)生應力腐蝕。起落架材質(zhì)一般為鍍鉻的高強鋼，鉻鍍層強度高、耐磨但鍍層較脆，容易在飛行器起降的交變載荷作用下沿缺陷剝落而失效。
2.3 發(fā)動機的高溫腐蝕
發(fā)動機的主要腐蝕表現(xiàn)形式是高溫氧化腐蝕。推力大、效率高、油耗低、壽命長是航空發(fā)動機發(fā)展趨勢。只有對渦輪進口燃氣溫度進行提升，才能供給出需 要的增壓比與流量比，實現(xiàn)提升推力的同時降低油耗。所以發(fā)動機渦輪葉片的抗高溫腐蝕性能極其關鍵。對此主要可采取以下幾種方法:保障性能前提之下，提高葉片材料本身的熔點及高溫抗氧化能力；使用與基體材料親和力更好、高溫性 能更好的抗氧化保護涂層。
2.4 意外腐蝕
飛行器服役中還存在意外腐蝕。這種腐蝕與飛行器的設計、選材及運行環(huán)境無關，完全是由人為不當操作造成。比如機上承載強腐蝕性物質(zhì)，發(fā)生泄漏而造成飛行器發(fā)生腐蝕。通過編制詳細的操作流程與有關部門加強監(jiān)督管理，并制定相應的強制性規(guī)定規(guī)范，并由專人進行負責落實便可完全避免人為因素而造成的腐蝕現(xiàn)象。
3.腐蝕機理和測試技術研究
高強度航空材料在力學-環(huán)境因素的交互作用下可能會發(fā)生應力腐蝕而導致災難性的事故。因此開展應力腐蝕的測試和研究是腐蝕和防護的一項重要內(nèi)容。目前已經(jīng)發(fā)展了一些應力腐蝕敏感性的測試標準。這些試驗標準在研究新研材料和引進飛機材料的應力腐蝕性能方面發(fā)揮了重要作用。另外也有人設計了一些非標準的應力腐蝕試驗來模擬試件的服役條件，試驗的結果與實際情況符合的較好。由于實際的應力腐蝕往往發(fā)生在大氣環(huán)境中,所以設計了一種便攜式拉伸應力腐蝕試驗器,用于開展戶外大氣應力腐蝕的研究。
飛機結構往往由多種材料構成,在一定條件下不同材料的相互接觸會導致接觸腐蝕和電偶腐蝕。研究者對鋼與鋁合金和鈦合金接觸時的電偶腐蝕和防護方法進行研究,得到了很多對實際工程有指導價值的結論。隨著復合材料在航空產(chǎn)品上得到應用,復合材料和金屬材料接觸時所引起的相容性問題開始得到人們的重視,并提出了一些防護措施。現(xiàn)役飛機鋁合金構件的主要腐蝕形式是點腐蝕，點蝕形成的蝕坑通常是腐蝕疲勞的裂紋的裂紋源，航空材料的腐蝕疲勞損傷往往是在腐蝕點上的裂紋生成和擴展導致的。點蝕形成現(xiàn)在比較公認的是蝕點內(nèi)部發(fā)生的自催化過程。鋁合金材料點蝕形成是一種自發(fā)催化閉塞電池作用的結果，蝕點不斷向金屬深處腐蝕，并使在鈍化過程受到抑制，由于閉塞電池的腐蝕電流使周圍得到了陰極保護，因而抑制了蝕點周圍的全面腐蝕，但是加速了點蝕的迅速發(fā)展。隨著腐蝕時間的延長，點蝕的深度和表面半徑都在不斷的增大，相鄰的蝕點會相互交錯形成更大更深的蝕點。
4.表面強化和防護
4.1 航空發(fā)動機高溫防護涂層
航空發(fā)動機所用的高溫防護涂層一般可分成擴散涂層和包覆涂層。目前我國已經(jīng)發(fā)展出多種發(fā)動機部件所使用的鎳鎘擴散涂層、滲al，al+si料漿涂層、pt-al涂層、包覆型m、cr、al、x涂層、熱障涂層、抗氧化防脆化涂層、封嚴涂層等,部分涂層進入批量生產(chǎn)階段。mc r a iy 涂層是一種包覆性涂層,它克服了傳統(tǒng)鋁化物涂層與基體之間互相制約的弱點，進一步提高了發(fā)動機材料的抗氧化的能力。隨著航空燃氣輪機向高流量比、高推重比、高進口溫度的方向發(fā)展,燃燒室中的燃氣溫度和壓力不斷提高,我國開展了熱障涂層（thermal barrier coatings,簡稱tbc s)的研究。熱障涂層是由陶瓷隔熱面層和金屬粘結底層組成的涂層系統(tǒng)。zro2 是目前陶瓷隔熱面層中研究最多的成分。熱循環(huán)試驗證明柱狀晶組織較普通的纖維狀組織具有更高的抗熱疲勞性能另外我國還開展了納米陶瓷熱障涂層的研究。4.2表面強化
表面強化工藝技術涉及到各種金屬材料(鋼、鋁合金、鈦合金、高溫合金、金屬基復合材料等)，對于不同的晶體結構(面心立方、體心立方、密排六方)有多種不同的強化方法和工藝參教；同時根據(jù)航空高強度構件外形的幾何形狀不同，選擇不同工藝參教和前后順序的搭配方式。但是，所有強化工藝處理后材料都會因為塑性變形引起表層組織結構、殘余應力和硬度的梯度以及表面形貌等發(fā)生變化，起到降低外加拉應力和應力集中系數(shù)的作用，從而對耐磨性和疲勞性能 產(chǎn)生影響。電子束表面處理是利用高能量密度的電子束對材料表面進行加工，是不同于機械加工的一種新型加工方法悄。
12i，其中電子束物理氣相沉積以及電子束表面處理等在工業(yè)上的應用最為廣泛。電子束加工方法起源于德國，經(jīng)過幾十年的 發(fā)展，目前全世界已有幾千臺設備在核工業(yè)、航空航天工業(yè)、精密加工業(yè)及重型 機械等工業(yè)部門應用，現(xiàn)已完全被工業(yè)部門所接受。電子束表面改性技術是20世紀70年代才發(fā)展起來的新技術。電子束表面改性處理包括金屬材料的表面淬 火、表面合金化、表面清洗及熔覆、薄極退火，以及半導體材料的退火和摻雜等。目前，電子束表面非晶態(tài)處理及沖擊淬火等先進處理工藝的研究也已經(jīng)在世界各國廣泛展開。激光沖擊強化(laser shock pening，lsp)技術是一種利用激光沖擊波對材料表面進行改性，提高材料的抗疲勞、磨損和應力腐蝕等性能的技術。目前激光沖擊技術在工程中應用最廣泛的領域是合金材料的表面強化，與滾壓、噴丸、冷擠壓等材料表面強化處理的方法相比，激光沖擊強化處理具有非接觸，無熱影響區(qū)和強化效果顯著等突出的優(yōu)點。其原理是當短脈沖(十幾納秒)的高峰值功率密度(大于109w／cm2)的激光輻射金屬靶材時，金屬表面吸收層吸收激光能量發(fā)生爆炸性汽化蒸發(fā)，產(chǎn)生高溫(大于10000k)、高壓(大于1gpa)的等離子體，該等離子體受到約束層約束時產(chǎn)生高強度壓力沖擊波，作用于金屬表面并向內(nèi)部傳播。材料表層就產(chǎn)生應變硬化，殘留很大的壓應力。激光束經(jīng)過凸透鏡聚焦后，功率密度可以達到1～50 gw／cm2，接著大部分激光能量將被涂層吸收，能量轉化成沖擊波的形式，透明物質(zhì)水即所謂限制層，它將基體和基體表面的涂層包覆起來。
5.航空材料的腐蝕與防護的意義
我國的腐蝕和防護研究為我國航空工業(yè)的發(fā)展做出了應有的貢獻,在腐蝕機理和測試、航空發(fā)動機高溫防護涂層以及表面處理和防護技術等方面都取得了不小成績。
參考文獻
[ 1]《航空材料與腐蝕防護》--------------講義中國民航大學理學院材料化學教研室------------蘇景新
[ 2]《我國航空材料的腐蝕與防護現(xiàn)狀與展望》----------蔡健平，陸峰，吳小梅.[3]《航空材料腐蝕疲勞研究進展.腐蝕與防護》-------耿德平，宋慶功。[4] 《ta 15鈦合金與鋁合金接觸腐蝕與防護研究》-------------張曉云，孫志華，湯智慧等 [5]《航空材料的腐蝕問題與防治對策》------------------------------崔坤林.[6]《民機結構外露關鍵部位涂層加速腐蝕環(huán)境譜研究》--------楊洪源，劉文。
[7]《材料腐蝕與防護》-------------冶金工業(yè)出版社------------孫秋霞主編。
燃氣灶的保護 燃氣灶中心鐵腐蝕篇四
材料腐蝕與防護復習題
適用于材料成型與控制專業(yè)
一、名詞解釋
1、腐蝕:
材料與所處環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生作用而引起材料的變質(zhì)和破壞。
2、腐蝕原電池：只能導致金屬材料破壞而不能對外界作功的短路原電池；
特點：1.陽極反應都是金屬的氧化反應，造成金屬材料的破壞
2.反應最大限度的不可逆
3.陰、陽極短路，不對外做功
3.腐蝕電池的工作環(huán)節(jié)：1.陽極反應通式：me→men++ne
可溶性離子，如
fe-2e＝fe2+
；2.陰極反應通式：d+me＝[]
2h++2e＝h2
析氫腐蝕或氫去極化腐蝕；3.電流回路
金屬部分：電子由陽極流向陰極溶液部分：正離子由陽極向陰極遷移
4.形成腐蝕電池的原因：金屬方面：成分不均勻；表面狀態(tài)不均勻；組織結構不均勻；應
力和形變不均勻；
“亞微觀”不均勻；環(huán)境方面：金屬離子濃度差異；氧濃度的差異；
溫度差異
5.交換電流密度：當電極反應處于平衡時，電極反應的兩個方向進行的速度相等，此時按兩
個反應方向進行的陽極反應和陰極反應的電流密度絕對值叫做交換電流密度。
6.電動序：將各種金屬的標準電位
e0的數(shù)值從小到大排列起來，就得到
“電動序”。
7.腐蝕電位：金屬在給定腐蝕體系中的電極電位
。電偶序：在某給定環(huán)境中，以實測的金屬和合金的自然腐蝕電位高低，依次排列的順序
8.電化學腐蝕傾向的判斷：自由焓準則
當△g<0，則腐蝕反應能自發(fā)進行。
|δ
g|愈大則腐蝕傾向愈大。當△g=
0，腐蝕反應達到平衡。當△g>
0，腐蝕反應不能自發(fā)進行。
9.電極：金屬浸于電解質(zhì)溶液中所組成的系統(tǒng)。
10.電位:金屬和溶液兩相之間的電位差叫做電極系統(tǒng)的絕對電極電位，簡稱電位，記為e。
11.電極電位：電極系統(tǒng)中金屬與溶液之間的電位差稱為該電極的電極電位。
11、平衡電位：當電極反應達到平衡時，電極系統(tǒng)的電位稱為平衡電位，記為
ee
意義：
當電極系統(tǒng)處于平衡電位時，電極反應的正逆方向速度相等，凈反應速度為零。在兩相ｃ、a
之間物質(zhì)的遷移和電荷的遷移都是平衡的。
12.、非平衡電位：當電極反應不處于平衡狀態(tài)，電極系統(tǒng)電位稱為非平衡電位
13.標準電位：電極反應的各組分活度(或分壓)都為
1，溫度為
250
c
時，平衡電位
ee
等
于
e0，e0
稱為標準電位。
14.平衡電位的意義：平衡電位總是和電極反應聯(lián)系在一起的。當電極系統(tǒng)處于平衡電位時
電極反應的正方向速度和逆方向速度相等，凈反應速度為零。
在兩相之間物質(zhì)的過程和
電荷的遷移都是平衡的。
15.活化極化：
電子轉移步驟的阻力所造成的極化叫做活化極化，或電化學極化；
濃度極化：
液相傳質(zhì)步驟的阻力所造成的極化叫做濃度極化，或濃差極化。電極反應是受電化學反應速度控制。
16.陽極極化(陰極極化)
答：當通過電流時陽極電位向正的方向移動的現(xiàn)象，稱為陽極極化。（當通過電流時陰極電位向負的方向移動的現(xiàn)象，稱為陰極極化）
17.極化：由于電極上有凈電流通過，電極電位顯著地偏離了未通過凈電流時的起
始點位的變化現(xiàn)象。
去極化：消除或減弱陽極和陰極的極化作用的電極過程稱為去極化作用，則能消除或減弱極化的現(xiàn)象稱為去極化。
19.鈍性:金屬或合金在一定條件下有活化態(tài)轉變?yōu)殁g態(tài)的過程為鈍化，金屬或合金鈍化后所具有的耐蝕性為鈍性。
20．混合電位：指腐蝕過程可分為兩個或兩個以上的氧化反應和還原反應，且反應過程不會有凈電荷的積累，也稱為自腐蝕電位。
21.吸氧腐蝕：指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發(fā)生電化學反應引起陽極金屬或合金不斷溶解的腐蝕現(xiàn)象。
析氫腐蝕
以氫離子作為去極化劑的腐蝕過程，稱為析氫腐蝕
22.材料失效的三種形式是：
斷裂、磨損
和
磨蝕。
23.全面腐蝕
：是指整個金屬表面均發(fā)生腐蝕，它可以是均勻的也可以是不均勻的。
17．局部腐蝕：指僅局限或集中在金屬的某一特定部位的腐蝕，其腐蝕速度遠大于其他部位的腐蝕速度。
24.應力腐蝕
：是指敏感材料在拉應力和特定介質(zhì)的共同作用下引起的斷裂。
25.晶間腐蝕
：是金屬材料在特定的腐蝕介質(zhì)中沿著材料的晶界發(fā)生的一種局部腐蝕。在金屬（合金）表面無任何變化的情況下，使晶粒間失去結合力，金屬強度完全喪失，導致設備突發(fā)性破壞。
26.腐蝕疲勞
：是指材料或構件在交變應力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)生的脆性斷裂。
點（孔）腐蝕：是一種腐蝕集中在金屬（合金）表面數(shù)十微米范圍內(nèi)且向縱深發(fā)展的腐蝕形式。
27.縫隙腐蝕：由于縫隙的存在，使縫隙內(nèi)溶液中與腐蝕有關的物質(zhì)遷移困難而引起縫隙內(nèi)金屬的腐蝕的現(xiàn)象。
28.選擇性氧化：如果合金中b組元的濃度低于臨界濃度，則最初在合金表面只形成ao，b組元從氧化膜/金屬界面向合金內(nèi)部擴散。但由于b組元與氧親和力大，隨著氧化的進行，當界面處b的濃度達到形成bo的臨界濃度時，將發(fā)生b+ao---a+bo的反應，氧化產(chǎn)物將轉變?yōu)閎o。這種情形稱為合金的選擇性氧化。
29.選擇腐蝕：是指多元合金中較活潑組分或負電性金屬的優(yōu)先溶解。
30.腐蝕疲勞:材料或構件在交變應力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)生的脆性斷裂。
磨損腐蝕指在磨損和腐蝕的綜合作用下材料發(fā)生的加速腐蝕破壞。有三種表現(xiàn)形式：
摩振腐蝕、湍流腐蝕
和
空泡腐蝕。
31.電化學保護：通過施加外電動勢將被保護的金屬的電位移向免蝕區(qū)或鈍化區(qū)，以減小或防止金屬腐蝕的方法。
32.陰極保護：將被保護的金屬與外加直流電源的負極相連，在金屬表面通入足夠的陰極電流，使金屬電位變負，陰極極化以降低或防止金屬腐蝕的方法。
33.陽極保護：將被保護的金屬構件與外加直流電源的正極相連，在電解質(zhì)溶液中使金屬構件陽極極化至一定電位，使其建立并維持穩(wěn)定的鈍態(tài)，從而陽極溶解受到抑制，腐蝕速度顯著降低，使設備得到保護。
34.外加電流陰極保護法：將被保護金屬設備與直流電源的負極相連，使之成為陰
極，陽極為一個不溶性的輔助電極，利用外加陰極電流進行陰極極化，二者組成宏觀電池實現(xiàn)陰極保護的方法。
13.犧牲陽極陰極保護法:
在被保護的金屬上連接電位更負的金屬或合金作為陽極，依靠它不斷溶解所產(chǎn)生的陰極電流對金屬進行陰極極化。
35．保護電位：在陽極極化曲線中，在極化電流上升時進行回掃，與正掃曲線相交，此點的電位稱為保護電位。
二、判斷題
1、陰極反應是電解質(zhì)中的金屬失去電子發(fā)生氧化反應程。(×)
2、只能導致金屬材料腐蝕破壞而不能對外做有用功的短路原電池稱為腐蝕電池。(√)
3、在電極系統(tǒng)中，溶液中金屬離子濃度越高，電極的電極電位越負。(×)
4、電極反應達到平衡時所具有的電位，通常稱為平衡電極電位。(√)
5、因外電流流入或流出，電極系統(tǒng)的電極電位隨電流密度改變所發(fā)生的偏離平衡電極電位的現(xiàn)象稱為電極極化現(xiàn)象。(√)
6、由于腐蝕介質(zhì)中去極化劑的存在，使得單一金屬不能夠與腐蝕介質(zhì)構成腐蝕電池。(×)
7、在對金屬實施電化學保護時，為避免氫損傷，陰極保護電位不能高于析氫電位。(×)
8、非氧化性酸的腐蝕速度隨氫氧根離子濃度的增加而上升。(×)
9、在覆層缺陷處形成的腐蝕電池中，陽極性覆蓋層能夠?qū)w金屬起到陽極保護作用。(√)
10、在生產(chǎn)中的有色金屬零件和黑色金屬零件集中堆放。(×)
11.發(fā)生電化腐蝕時都有能量的轉變，且被腐蝕的金屬總是失電子。(×)
12.非平衡電極電位的物質(zhì)交換和電荷交換均不平衡。(×)
13.在充氧的h2so4
中cu
片首先發(fā)生吸氧腐蝕，然后發(fā)生析氫腐蝕。(×)
14.對氫脆敏感的材料不能采取陰極保護。(√)
三、填空題
1.材料腐蝕是指材料由于環(huán)境的作用而引起的破壞和變質(zhì)。
2.金屬的電化學腐蝕的發(fā)生條件是金屬或合金的化學成分不均一，含有各種雜質(zhì)和合金元.存在，組織結構不均一，物理狀態(tài)不均一，表面氧化（保護）膜不完整。
3.根據(jù)腐蝕傾向的熱力學判據(jù)，金屬發(fā)生腐蝕的電化學判據(jù)為（(△g)t,p＜0）。
4．pb在酸性含氧的水溶液中會發(fā)生
吸氧
腐蝕。
5．氧去極化腐蝕速度主要取決于（溶解氧向電極表面的傳遞速度和氧在電極表面的放電速度）。
6．在氧去極化的電化學反應中，對于敞開體系，當溫度升高時，腐蝕速度（降低）。
7.發(fā)生析氫腐蝕的條件介質(zhì)中必須有
h
+
存在和腐蝕電池的陽極金屬電位必須低于氫的平衡電極電位。
8．點蝕通常發(fā)生在（有鈍化膜）金屬表面上，并且介質(zhì)條件為（含有cl-離子）。
9．縫隙腐蝕發(fā)生應滿足的條件為：（氧濃差電池與閉塞電池自催化效應共同作用）。
10、一般涂層的結構包括
底漆、中間層、面
漆。
11、發(fā)生吸氧腐蝕時，在堿性介質(zhì)中陰極反應式
（o2
+
2h2o
+
4e
=
4oh-），在酸性介質(zhì)中
陰極反應式（o2
+
4h+
+
4e
=
2h2o）
12、析氫腐蝕體系主要受
活化
極化控制，而吸氧腐蝕體系主要受
濃差
極化控制。
13、在陰極保護中,判斷金屬是否達到完全保護,通常用
最小保護電位、最小保
護電流密度
判斷。
14、發(fā)生析氫腐蝕的條件
介質(zhì)中必須有
h
+
存在和腐蝕電池的陽極金屬電位必須低于氫的平衡電極電位。
15．按緩蝕劑的作用機理，可將緩蝕劑分為：陽極型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑和混合型緩蝕劑，其中陽極型緩蝕劑用量不足易造成孔蝕。
16．在電化學保護法中，如控制不當，外加電流陰極保護法易造成雜散電流腐蝕，陽極保護法易加劇金屬的腐蝕。
17.金屬發(fā)生化學腐蝕和電化學腐蝕的傾向均可用自由能進行判斷。
18.陽極保護基本原理是將金屬進入陽極極化，使其進入鈍化區(qū)而得到保護。
19.材料的防護常從以下五方面進行:(1)正確選材;(2)合理的結構設計;(3)
覆蓋層保護;(4)電化學保護;(5)緩蝕劑保護。
20.合金中的雜質(zhì)、碳化物等第二相一般是作為陰極，使合金的腐蝕速度
加
快。
21.由于生成了h2co3，使co2
對金屬構件有極強的腐蝕性。
22.在電化學腐蝕中，腐蝕速度可以用
電流密度i
表征。
23.就腐蝕的危害性而言，局部腐蝕和全面腐蝕，局部腐蝕的危害更大。
24．在氧去極化的電化學反應中，對于敞開體系，當溫度升高時，腐蝕速度降低。
25.發(fā)生析氫腐蝕的條件
介質(zhì)中必須有
h
+
存在和腐蝕電池的陽極金屬電位必須(低
于)氫的平衡電極電位。
1、金屬的腐蝕過程，其實質(zhì)就是金屬單質(zhì)被（氧化）形成化合物的過程。
2、金屬材料的化學腐蝕是指金屬表面與（環(huán)境）介質(zhì)直接發(fā)生純化學作用而引起的破壞。
3、借助于氧化還原反應將化學能直接轉變?yōu)椋娔埽┑难b置叫做原電池。
4、當電極系統(tǒng)處于平衡電位時，電極反應的正方向速度和逆方向速度（相等）。
5、當金屬與介質(zhì)或不同金屬相接觸時，（電化學腐蝕）時才發(fā)生腐蝕。
6、電極的任何去極化過程，都將導致金屬腐蝕速度的（加快）。
7、兩種或兩種以上的異種金屬或合金、甚至同一金屬的不同部位，在腐蝕介質(zhì)中相互接觸時，都將因（腐蝕）電位的不同而發(fā)生電偶腐蝕現(xiàn)象。
8、金屬電化學腐蝕導致氫損傷的主要原因是因為（析氫）反應。
9、金屬在鹽酸中的腐蝕速度隨鹽酸濃度的（升高）而上升。
10、靜止淡水中金屬腐蝕的過程主要受（氧）的擴散步驟所控制。
11、按潮濕程度，大氣腐蝕可分為（干大氣腐蝕）（潮大氣腐蝕）（濕大氣腐蝕）。
12、涂料的組成分為三部分：（主要成膜物質(zhì)）（次要成膜物質(zhì)）（輔助成膜物質(zhì)）。
13、陰極保護分為（犧牲陽極保護）和（外加電流陰極保護）兩種。
14、能阻止或減緩金屬腐蝕的物質(zhì)就是（緩蝕劑）
15、金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬由能量高的（單質(zhì)狀態(tài)）向能量低的化合物狀態(tài)轉變的過程。
16、按腐蝕反應的機理分，腐蝕分為（化學腐蝕）和（電化學腐蝕）。按腐蝕形態(tài)分，腐蝕分為（全面腐蝕）和（局部腐蝕）。
17、根據(jù)控制步驟的不同，可將極化分為兩類，（電化學極化）和（濃差極化）。
18、混合電位理論：當一個電絕緣的金屬試件腐蝕時，（總氧化速度）與（總還原速度）相等。
19、腐蝕定義中所指的（材料）是內(nèi)因，（環(huán)境）是外因。
20、常見的局部腐蝕有（電偶腐蝕）（點蝕）（縫隙腐蝕）（晶間腐蝕）及（應力腐蝕破裂）等。
21、由閉塞電池引起的孔內(nèi)酸化作用從而加速腐蝕的作用，稱為（自催化酸化作用）。
22、縫寬在（0.025~0.1）mm之間的微小縫隙才能發(fā)生縫隙腐蝕。
23、對于縫隙腐蝕，（氧濃差電池）的形成，對腐蝕開始起促進作用，而（自催化酸化作用）是造成腐蝕加速的根本原因。
24、縫隙腐蝕的起因是（氧濃差電池）的作用，（閉塞電池的酸化自催化作用）是造成縫隙腐蝕加速進行的根本原因。
25、金屬發(fā)生高溫氧化時，氧化膜具有保護性的必要條件是
pbr>1。
發(fā)生應力腐蝕的3個基本條件是(敏感的金屬材料)、(特定的腐蝕介質(zhì))、(足夠大的拉伸應力)，應力腐蝕斷裂分3個階段，依次為(孕育期)、(裂紋擴展期)(快速斷裂期)。
二、選擇題
1.下列哪種說法是錯誤的？（b）
a、化學腐蝕是金屬與環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學反應而產(chǎn)生的損傷。
b、化學腐蝕過程中有電流產(chǎn)生。
c、高溫會加速化學腐蝕。
d、如果腐蝕產(chǎn)物很致密的話，能形成保護膜，減慢腐蝕速度，甚至使腐蝕停止下來。
2.電化學腐蝕中（b）
a．電位高的金屬容易被腐蝕。
b.電位低的金屬容易被腐蝕。
c．兩種金屬同時發(fā)生化學反應。
d.無論是否有電解質(zhì)溶液存在，只要有電位差就會發(fā)生腐蝕。
3.下列哪種說法正確？（d）
a、化學腐蝕發(fā)生在有電位差的兩種金屬接觸面處。
b、對于化學腐蝕來說，電位低的金屬容易被腐蝕。
c、溫度對化學腐蝕沒有影響。
d、化學腐蝕是金屬與環(huán)境介質(zhì)直接發(fā)生化學反應而產(chǎn)生的損傷
4.構件外觀可能沒有明顯變化的腐蝕是什么腐蝕？
（d）
a.表面腐蝕。
b.絲狀腐蝕。
c.磨損腐蝕。
d.晶間腐蝕。
5.根據(jù)腐蝕的過程將腐蝕分為（b)
a.全面腐蝕和局部腐蝕
b.化學和電化學腐蝕
c.大氣腐蝕和海水腐蝕d.應力腐蝕和微生物腐蝕
6.晶體中的空位屬于（c）。
a、線缺陷
b、面缺陷
c、點缺陷
d、體缺陷
7.點腐蝕是金屬表面（a）由于微電池作用而發(fā)生的腐蝕。
a.某個局部b.基體大部
c
.基體全部
金屬在腐蝕介質(zhì)中同時受（b）作用而發(fā)生的腐蝕，叫疲勞腐蝕。
a.熱應力
b.交變應力
c
.殘余應力
8.金屬電偶腐蝕（d）
a．與兩種相互接觸金屬之間的電位差無關。
b.與是否存在腐蝕介質(zhì)無關。
c．發(fā)生在電極電位相同的兩種金屬之間。
d.取決于兩種相接觸金屬之間的電位差
9.應力腐蝕是（b）
a、發(fā)生在受拉應力的純金屬中的一種腐蝕開裂。
b、發(fā)生在受恒定拉應力作用的合金構件中的一種腐蝕開裂。
c、發(fā)生在受壓應力的純金屬中的一種腐蝕開裂。
d、發(fā)生在受壓應力作用的合金構件中的一種腐蝕開裂。
10.應力腐蝕的三要素是（d）
a、純金屬、拉應力和腐蝕介質(zhì)環(huán)境。
b、純金屬、剪應力和腐蝕介質(zhì)環(huán)境。
c、拉應力和剪應力，腐蝕介質(zhì)。
d、合金，恒定拉應力，腐蝕介質(zhì)
11.鋁合金的絲狀腐蝕（d）
a、是金屬表面發(fā)生的均勻腐蝕。
b、是由于金屬暴露在氧中而發(fā)生的腐蝕。
c、是由于熱處理不當而發(fā)生的腐蝕。
d、其特征是漆層下面有隆起。
12.不能用來解釋不銹鋼點蝕機理的是：（a）
a．
能斯特公式
b自催化酸化作用c．閉塞電池
d．“環(huán)狀”陽極極化曲線
13.、腐蝕疲勞發(fā)生的條件是（c）
a特定材料和敏感介質(zhì)
b靜應力和腐蝕介質(zhì)
c交變應力和腐蝕介質(zhì)
d特定材料和靜應力
14.下列材料在相同條件下較易腐蝕的是（b）
a金屬材料表面均勻
b金屬材料表面粗糙
c金屬材料電位較正
d金屬材料表面光滑
15．能夠用來判斷金屬電化學腐蝕速度大小的是
d
a．電極電位
b．能斯特公式
c．電位－ph圖
d．腐蝕極化圖
16．中性鹽水的陰極極化曲線
d
a.只反映氫去極化行為
b.只反映氧去極化行為
c.先反映氫去極化行為后反映氫和氧共同去極化行為
d.先反映氧去極化行為后反映氧和氫共同去極化行為
17．為了控制奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕，以下方法無效的是：c
a．重新固溶處理
b．穩(wěn)定化處理
c．降低含碳量
d．低溫回火處理
18．鋼鐵設備在封閉系統(tǒng)的水中發(fā)生耗氧腐蝕時，腐蝕速度隨著溫度的升高而：c
a．增大
b．減小
c．先增大后減小
d．不變
19．下列金屬中最不易發(fā)生鈍化的是：b
a．鉻
b．銅
c．鈦
d．鉬
20．犧牲陽極保護法的依據(jù)是：d
a.鈍化機理
b.成膜理論
c.線性極化理論
d.電偶腐蝕原理
21．下列體系中，不屬于應力腐蝕的體系是：c
a．低碳鋼在熱濃氫氧化鈉溶液中
b．黃銅在氨水溶液中
c．低碳鋼在海水中
d．不銹鋼在熱的氯離子溶液中
22．不能用來解釋不銹鋼點蝕機理的是：a
a．能斯特公式
b．自催化酸化作用
c．閉塞電池
d．“環(huán)狀”陽極極化曲線
23．下列物質(zhì)中不能作為腐蝕過程去極化劑的是：a
a．h2
b．o2
c．cu2+
d．cl2
24．進行陰極保護時：b
a．被保護設備是陽極
b．輔助電極是陽極
c．設備的極化電位比自腐蝕電位正
d．輔助電極不受腐蝕
25.下面那個圖與原電池的極化曲線圖最接近：b
26.、下列防腐措施中，屬于電化學保護法的是（c）
a、用氧化劑使金屬表面生成一層致密穩(wěn)定的氧化物保護膜
b、在金屬中加入一些鉻或鎳支撐金屬或合金
c、在輪船的船殼水線以下部分裝上一鋅錠
d、金屬表面噴漆
27.有關氯離子腐蝕，下列說法錯誤的是：c
a、氯離子容易穿透金屬表面氧化層進入金屬內(nèi)部，破壞金屬的鈍態(tài)。
b、氯離子容易被吸附在金屬表面，取代保護金屬的氧化層中的氧，使金屬受到破壞。
c、大多數(shù)金屬，在含氯離子的溶液中是通過氫去極化而腐蝕的，所以在氯離子濃度高的時候，容易產(chǎn)生腐蝕。
d、氯離子的電負性質(zhì)高，離子半徑相對較小，使得其對金屬的腐蝕很容易發(fā)生。
四、簡答題
1、化學腐蝕和電化學腐蝕的主要差別是什么
答:化學腐蝕和電化學腐蝕的主要差別在于:化學腐蝕是金屬直接與周圍介質(zhì)發(fā)生純化
學作用而引起的腐蝕,腐蝕中沒有自由電子的傳遞;電化學腐蝕是指金屬在電解質(zhì)溶液
中由于原電池的作用而引起的腐蝕,腐蝕中有自由電子的傳遞。
2、金屬點蝕一般在什么條件下發(fā)生?以鋁材在充氣的nacl溶液中孔蝕為例簡述小孔腐蝕的機理。
答:金屬點蝕發(fā)生條件有:(1)表面容易產(chǎn)生鈍化膜的金屬材料;(2)有特殊介質(zhì)離子存在;(3)電位大于點蝕電位。
點蝕的發(fā)展機理目前主要用蝕孔內(nèi)自催化機制作用(閉塞腐蝕電池理論)。鋁材易于鈍化，在充氣的nacl
溶液中，易于形成蝕孔，于是蝕孔內(nèi)外構成膜-孔電池，孔內(nèi)金屬處于活化狀態(tài)(電位較負)，蝕孔外的金屬表面處于鈍態(tài)(電位較正)。
孔內(nèi)陽極反應:
al→al
3+
+3e
孔外
陰極反應:
1/2o2+h2o+2e→2oh
孔口
ph
數(shù)值增高，產(chǎn)生二次反應:
al
3+
+2oh
→al(oh)3
al(oh)3
沉積在孔口形成多孔的蘑菇狀殼層，使得孔內(nèi)外物質(zhì)交換困難，孔內(nèi)介
質(zhì)相對孔外介質(zhì)呈滯流狀態(tài)?？變?nèi)o2
濃度繼續(xù)下降，孔外富氧，形成氧濃差電池。其作
用加快孔內(nèi)不斷離子化，孔內(nèi)al
3+
濃度不斷增加，為保持中性，孔外cl
向孔內(nèi)遷移，與孔內(nèi)
al
3+
形成alcl3，alcl3
濃縮、水解等使得孔內(nèi)
ph
數(shù)值下降，ph
可以達到
2~3，點
蝕以自催化過程不斷發(fā)展下去。
孔底
由于孔內(nèi)的酸化、h
+
去極化的發(fā)生以及孔外氧去極化綜合作用，加速孔底金屬溶解速度，從而使蝕孔不斷向縱深迅速發(fā)展。
3、簡述金屬在極化過程中腐蝕速度減慢的主要原因是什么
答:金屬在極化過程中腐蝕速度減慢的原因主要有以下三方面:(1)活化極化。由于電
極反應速度緩慢引起極化,從而造成金屬腐蝕速度減慢。(2)濃差極化。電極反應過程
中,由于電化學反應進行得很快,而電解質(zhì)中物質(zhì)傳輸過程很緩慢,導致反應物擴散遷
移速度不能滿足電極反應速度的需要,而引起極化,從而造成金屬腐蝕速度減慢;生成物從電極表面向溶液深處擴散過程的滯后,使反應物或生成物在電極表面的濃度和溶液
中的濃度出現(xiàn)差異,形成濃度差,而引起極化,從而造成金屬腐蝕速度減慢。(3)電阻極化。在電極表面生成鈍化膜,從而產(chǎn)生極化,造成金屬腐蝕速度減慢。
4.簡述鈍化產(chǎn)生的原因及鈍化的意義。
化學因素：由強氧化劑引起的；電化學因素:外加電流的陽極極化產(chǎn)生的鈍化。
意義：提高金屬材料的鈍化性能；促使金屬材料在使用環(huán)境中鈍化，是腐蝕控制的最有效途徑之一。
5.簡述晶間腐蝕產(chǎn)生的條件、機理、影響因素及其防止晶間腐蝕的措施。
產(chǎn)生的條件:
組織因素--晶界與晶內(nèi)的物理化學狀態(tài)及化學成分不同，導致其電化學性質(zhì)不均勻;環(huán)境因素--腐蝕介質(zhì)能顯示出晶粒與晶界的電化學不均勻性。
機理:
貧化理論和晶間雜質(zhì)偏聚理論。貧化理論：在某些條件作用下，鉻沿晶界擴散速度要比晶粒內(nèi)擴散慢，補充不上，在晶界上出現(xiàn)貧鉻區(qū)，當處于適宜的介質(zhì)條件下時，就會形成腐蝕原電池，cr23c6及晶粒為陰極，貧鉻區(qū)為陽極而遭受腐蝕。雜質(zhì)偏聚或第二相析出理論：這種晶間腐蝕與σ
相在晶界析出有關。在過鈍化電位下，發(fā)生的σ相選擇溶解。
影響因素：1）加熱溫度與時間，鋼的最短加熱時間和晶間腐蝕敏感性大小都與它的成分有關。2）合金成分：碳：奧氏體不銹鋼中碳量愈高，晶間腐蝕傾向愈嚴重；鉻：能提高不銹鋼耐晶間腐蝕的穩(wěn)定性。鎳：增加不銹鋼晶間腐蝕敏感性。鈦、鈮：高溫能形成穩(wěn)定的碳化物。
防止晶間腐蝕措施。
①變介質(zhì)的腐蝕性；
②采用適當?shù)墓に嚧胧┮员M量避免金屬或合金在不適宜的溫度受熱，③采用低碳和高純的不銹鋼或合金，把碳、氮等含量降到合理水平；
④在不銹鋼中添加鈦、鈮等強碳化物形成元素，形成碳化鈦和碳化鈮，以減少晶界貧鉻現(xiàn)象。
6.以不銹鋼在充氣的溶液中孔蝕為例，簡述小孔腐蝕的機理。
蝕孔內(nèi)的自催化酸化機制，即閉塞電池作用。蝕孔一旦形成，孔內(nèi)金屬處于活化狀態(tài)（電位較負），蝕孔外的金屬表面仍處于鈍態(tài)（電位較正），蝕孔內(nèi)外構成了膜
孔電池?？變?nèi)陽極反應：
孔外陰極反應：
孔口ph值增高，產(chǎn)生二次反應：
fe（oh）3沉積在孔口形成多孔的蘑菇狀殼層。使孔內(nèi)外物質(zhì)交換困難?？變?nèi)o2濃度繼續(xù)下降，孔外富氧，形成氧濃差電池。其作用加速了孔內(nèi)不斷離子化，孔內(nèi)fe2+濃度不斷增加，為保持電中性，孔外cl-向孔內(nèi)遷移，并與孔內(nèi)形成fecl2。孔內(nèi)氯化物濃縮、水解等使ph值下降，點蝕以自催化過程不斷發(fā)展下去?？椎?，由于孔內(nèi)的酸化，h+去極化的發(fā)生及孔外氧去極化的綜合作用，加速了孔底金屬的溶解速度。
7.簡述應力腐蝕產(chǎn)生的條件、機理、影響因素及其防止應力腐蝕的措施。
產(chǎn)生的條件:
1.敏感材料:合金比純金屬更易發(fā)生應力腐蝕開裂。
2.特定的腐蝕介質(zhì):發(fā)生應力腐蝕斷裂與其所處的特定的腐蝕介質(zhì)有關.3.拉伸應力:增加拉伸應力會降低疲勞壽命，增加拉伸應力會降低疲勞壽命，而增加壓縮應力則可提高疲勞強度。
機理:
閉塞電池理論:
認為在已存在的陽極溶解的活化通道上，腐蝕優(yōu)先沿著這些通道進行，在應力協(xié)同作用下，閉塞電池腐蝕所引發(fā)的蝕孔擴展為裂紋，產(chǎn)生scc
。這種閉塞電池作用與前面的孔蝕相似，也是一個自催化的腐蝕過程，在拉應力作用下使裂紋不斷擴展，直至斷裂。膜破裂理論:
認為金屬表面是由鈍化膜覆蓋，并不直接與介質(zhì)接觸。在應力或活性離子cl-的作用下易引起鈍化膜破裂，露出活性的金屬表面。介質(zhì)沿著某一擇優(yōu)途徑浸入并溶解活性金屬，最終導致應力腐蝕斷裂。
影響因素:應力、環(huán)境、冶金因素。
防止應力腐蝕的措施:
a.合理選擇材料;
b.減少或消除殘余拉應力;
c.改善介質(zhì)條件;
d.電化學保護;
e.涂層保護
8.簡述腐蝕電池的三個工作環(huán)節(jié)。
（1）陽極反應：通式：me→men++ne
（2）陰極反應：通式：d+me＝[]
析氫反應：2h++2e＝h2
吸氧反應：o2+4h++4e＝2h2o
（酸性溶液中）；
o2+2h2o+4e＝4oh-（中性或堿性溶液中）
（3）電流回路
金屬部分：電子由陽極流向陰極
溶液部分：正離子由陽極向陰極遷移
9.金屬氧化膜具有良好保護性需要滿足哪些基本條件？
1)pbr大于1；2）膜要致密、連續(xù)、無空洞、晶體缺陷少；3）穩(wěn)定性好、蒸汽壓低、熔點高；4）膜與基體的附著力強，不易脫落；5）生長內(nèi)應力??；6）與基體具有相近的熱膨脹系數(shù)；7）膜的自愈能力強。
10.繪出fe—h2o的e—ph圖，指出保護區(qū)、腐蝕區(qū)、鈍化區(qū)和過鈍化區(qū)。并舉例說明該圖的應用。
答案：
金屬的e—ph圖的應用
預計一定條件下的金屬腐蝕行為
反應金屬自發(fā)腐蝕熱力學傾向
指明金屬實施保護的可能性與方向
總結e—ph圖的規(guī)律：上腐蝕、下穩(wěn)定、兩邊（左右）腐蝕、中間鈍化。
常見金屬在中性介質(zhì)中都比較穩(wěn)定。
應用舉例：如圖，當環(huán)境條件在圓點處時，通過調(diào)整酸度可使其進入鈍化區(qū)；實行陰極保護可使其進入保護區(qū)。
11.理論電位—ph圖的局限性？
答案：一些局限性：
1．由于金屬的理論電位—ph圖是一種以熱力學為基礎的電化學平衡圖，因此它只能預示金屬腐蝕傾向的大小，而不能預測腐蝕速度的大小。
2．圖中的各條平衡線，是以金屬與其離子之間或溶液中的離子與含有該離子的腐蝕產(chǎn)物之間建立的平衡為條件的，但在實際腐蝕情況下，可能偏離這個平衡條件。
3．電位—ph圖只考慮了oh-這種陰離子對平衡的影響。但在實際腐蝕環(huán)境中，往往存在cl-、so42-、p032-等陰離子，它們可能因發(fā)生一些附加反應而使問題復雜化。
4．理論電位—ph圖中的鈍化區(qū)并不能反映出各種金屬氧化物、氫氧化物等究竟具有多大的保護性能。
5．繪制理論電位—ph圖時，往往把金屬表面附近液層的成分和ph大小等同于整體的數(shù)值。實際腐蝕體系中，金屬表面附近和局部區(qū)域內(nèi)的ph值與整體溶液的ph值其數(shù)值往往并不相同。
因此，應用電位—ph圖時，必須針對具體情況，進行具體分析，過分夸大或貶低電位—ph圖的作用都是不對的。
12.何謂腐蝕極化圖?說明其應用。
答案：一腐蝕電池，開路時，測得陰、陽極的電位分別為e0,c和e0,a。然后用可變電阻把二電極連接起來，依次使電阻r值由大變小，電流則由零逐漸變大，相應地測出各電流強度下的電極電位，繪出陰、陽極電位與電流強度的關系圖，就是腐蝕極化圖。因此，腐蝕極化圖是一種電位—電流圖，它是把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。
腐蝕極化圖的應用
（1）極化圖用于分析腐蝕速度的影響因素
(a)腐蝕速度與腐蝕電池初始電位差的關系：腐蝕電池的初始電位差（eo,c-
eo,a)，是腐蝕的原動力；（例氧化性酸對鐵的腐蝕；不同金屬平衡電位對腐蝕電流的影響）
(b)極化性能對腐蝕速度的影響：若腐蝕電池的歐姆電阻很小，則極化性能對腐蝕電流有很大的影響；（例鋼在非氧化酸中的腐蝕極化圖）
(c)溶液中含氧且及絡合劑對腐蝕速度的影響；（例銅在含氧酸及氰化物中腐蝕極化圖）
(d)其他影響腐蝕速度的因素，如陰、陽極面積比和溶液電阻等。
（2）腐蝕速度控制因素：陽極控制、陰極控制、混合控制和歐姆控制。
13.鈍化過程可劃為四個階段
活化溶解區(qū)：隨電位升高值e1,電流密度由i1逐漸增加至i2,電位達到e2就不再增加。稱e1為初始電位，稱i1為初始電流密度，e2為致鈍電位，i2為致鈍電流密度。
人們稱e1—e2區(qū)為活化溶解區(qū)。
活化—鈍化過渡區(qū)：電位到達e2之后阻隔陽極過程的氧化膜不但生成和溶解，隨著電位的升高，氧化膜越來越完整。這段電流測得的是上下抖動的虛線。但電位到達e3時，電流密度穩(wěn)定一較小值i3
。人們稱e3對應的電流密度i3為維鈍電流密度，稱e2—e3區(qū)為活化—鈍化過渡區(qū)。
鈍化區(qū)：電位到達e3后，隨電位升至e4時，電流密度始終維持在i3。
在e3—e4電位區(qū)間內(nèi)，當電流密度小于i3時，金屬就會再度腐蝕。這對陽極實施電化學保護有重要意義。人們稱e3—e4電位區(qū)間為鈍化區(qū)。
過鈍化區(qū)：當電位到達e4后繼續(xù)升高，形成的氧化膜物質(zhì)可能被氧化成更高價陽離子或變成可溶性陰離子或升華，或再更高的為電場作用下，氧化膜的半導體性質(zhì)已不能夠保護金屬的進一步氧化。從而使腐蝕再度開始并加劇。人們稱大于e4電位為過鈍化區(qū)。
結論：由金屬鈍化過程㏒i—e曲線可知，具有意義的是鈍化區(qū)。這一區(qū)域可使金屬處于保護。要達到這一區(qū)域，金屬充當陽極時的外電位與電流密度必須控制到這一區(qū)域。若不是外加電壓和電流，金屬與鈍化劑及環(huán)境要有較好的對應和選擇。
顯然，鈍化區(qū)的e3越低，e4越高，其鈍化能力越強。越易實現(xiàn)陽極保護。
14.金屬鈍化的解釋有幾種理論？
（1）成相膜理論
這種理論認為，當金屬陽極溶解時，可以在金屬表面生成一層致密的、覆蓋得很好的固體產(chǎn)物薄膜。這層產(chǎn)物膜構成獨立的固相膜層，把金屬表面與介質(zhì)隔離開來，阻礙陽極過程的進行，導致金屬溶解速度大大降低，使金屬轉入鈍態(tài)。
（2）吸附理論
吸附理論認為，金屬鈍化是由于表面生成氧或合氧粒子的吸附層，改變了金屬/溶液界面的結構，并使陽極反應的活化能顯著提高的緣故。即由于這些粒子的吸附，使金屬表面的反應能力降低了，因而發(fā)生了鈍化。
15、根據(jù)極化圖說明外加電流陰極保護原理，并說明陰極保護的主要參數(shù)，應如何選擇這些參數(shù)。
原理：由外電路向金屬通入電子，以供去極化劑還原反應所需，從而使金屬氧化反應受到抑制。當金屬氧化反應速度降低到零時，金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應。
保護參數(shù)
保護電位epr：陰極保護中所取的極化電位。要使金屬的腐蝕速度降低到零，取陽極反應平衡電位作為保護電位（epr=
eea）。
(最小)保護電流密度ipr：與保護電位對應的外加極化電流密度叫做保護電流密度。保護電位是基本的控制指標。
確定保護電位時應考慮兩個方面的因素：第一，epr值（越負越好）；第二，析氫反應的影響。
16.說出幾種恒溫氧化的動力學規(guī)律，并說明其意義。
直線規(guī)律：y=kt+c,y—氧化膜厚度，t—時間，k—氧化線性速度常數(shù)。意義：表面氧化膜多孔，不完整，不具有保護性，對金屬進一步氧化沒有抑制作用。
拋物線規(guī)律：y2=kt+c，表明氧化膜具有保護性，氧化受離子通過擴散通過表面氧化膜速度控制。
立方規(guī)律：y3=3kt+c,擴散阻滯作用比膜增厚所產(chǎn)生的阻滯更為嚴重。
對數(shù)與反對數(shù)規(guī)律：y=klg(t+t0)+a,說明氧化過程擴散阻滯作用遠比拋物線規(guī)律大。
17.腐蝕極化圖不能由實驗直接測定，試畫圖說明使用tafel極化曲線反推法如何得到腐蝕極化圖。
測得tafel曲線后，將兩條曲線做切線，切線交點為s，過s做平行線，得ecorr。
將s與兩平衡電位，eo,a，eo,c連接起來就得到腐蝕極化圖。
18.影響氫去極化腐蝕的主要因素
.金屬材料的性狀：金屬材料的本質(zhì)、表面狀態(tài)及金屬陰極相雜質(zhì)都會影響到金屬的氫去極化腐蝕。材料與表面狀態(tài)不同其氫過電位值不同，氫過電位值愈大，氫去極化腐蝕速度愈小，反之亦然。若雜質(zhì)相的氫過電位很小，就會加速金屬的腐蝕。
.ph值減小，氫離子濃度增大，氫電極電位變得更正，加速金屬的腐蝕.陰極區(qū)的面積增加，氫過電位減小，陰極極化率降低，析氫反應加快，從而導致腐蝕速度增大。
.溫度升高也使氫過電位減小，而且溫度升高，陽極反應和陰極反應都將加快，所以腐蝕速度隨溫度的升高而增大。
19.影響氧去極化腐蝕的主要因素：
陽極材料電極電位降低則氧去極化腐蝕的速度增大。溶解氧濃度增大，氧去極化腐蝕速度隨之增大。但當溶解氧濃度提高到使腐蝕電流密度達到該金屬的臨界鈍化電流密度時，金屬將由活化溶解態(tài)向鈍化態(tài)轉化，其腐蝕速度就會顯著降低。.溶液流速越大，腐蝕速度也就越大。但當流速增大到氧的還原反應不再受濃差極化控制時，腐蝕速度便與流速無關。對于可鈍化金屬，金屬便轉入鈍態(tài)。.鹽濃度的增大，溶液的電導率增大，腐蝕速度將有所提高。但當鹽濃度高到一定程度后，腐蝕速度反而會隨鹽濃度的提高而減慢。.溫度升高氧的擴散和電極反應速度加快，因此在一定溫度范圍內(nèi)，隨溫度升高腐蝕速度加快。但溫度升高又會降低氧的溶解度（敞口系統(tǒng)），使金屬的腐蝕速度減小。
20.影響腐蝕的材料因素、環(huán)境因素及結構因素各有哪些？
答：影響腐蝕的材料因數(shù)（內(nèi)因）有：、金屬的種類，、合金元素與雜質(zhì)，、表面狀態(tài)，、內(nèi)應力，、熱處理，、電偶效應；環(huán)境因素（外因）：、去極劑種類與濃度，、溶液ph值，、溫度，、流速，、溶解鹽與陰、陽離子；設備結構因素：、應力，、表面狀態(tài)與幾何形狀，、異種金屬組合，、結構設計不合理等。
21.金屬構件發(fā)生電化學腐蝕時，對于大陰極-小陽極和小陰極-大陽極的結構，哪種的腐蝕危害性大？為什么？
答：大陰極-小陽極的電化學腐蝕的危害性大。因為陰、陽極面積比增大與陽極的腐蝕速度成直線函數(shù)的關系，增加比較迅速。即陰極的面積增大，陽極的腐蝕速度加快。
22.應力腐蝕發(fā)生必須滿足的條件是什么？
答：應力腐蝕必須是在拉應力和特定介質(zhì)的聯(lián)合作用下發(fā)生，構成一定材料發(fā)生應力腐蝕的條件是：拉應力和特定介質(zhì)。
23.何謂腐蝕疲勞?
與純機械疲勞和應力腐蝕斷裂相比有何特點?
答：腐蝕疲勞：是指材料或構件在交變應力與腐蝕環(huán)境的共同作用下產(chǎn)生的脆性斷裂
腐蝕疲勞的特點：①腐蝕疲勞的s—n曲線與純力學疲勞的s—n曲線形狀不同，腐蝕疲勞不存在疲勞極限。
②腐蝕疲勞與應力腐蝕不同，只要存在腐蝕介質(zhì)，純金屬也能發(fā)生腐蝕疲勞。
③腐蝕疲勞強度與抗拉強度間沒有一定的聯(lián)系。
④腐蝕疲勞裂紋多起源于表而腐蝕坑或表面缺陷．往往成群出現(xiàn)，裂紋主要是穿晶型，并隨腐蝕發(fā)展裂紋變寬。
⑤腐蝕疲勞斷口即有腐蝕的特征又有疲勞的特征(疲勞輝紋)、而純力學疲勞斷口有兩種情況：對于塑性材料斷口為纖維狀，呈暗灰色；脆性材料斷口呈現(xiàn)出一些結晶形狀。
24.寫出吸氧腐蝕在不同ph條件下的反應方程式，論述氧的陰極還原過程，討論可能的控制步驟并說明原因。
在中性或酸性條件下：o2+4h++4e→2h2o
在堿性條件下：
o2+2h2o+4e→4oh-
氧的陰極還原過程
：
(1)氧由空氣/溶液界面溶解進入溶液；
(2)氧在擴散和對流的作用下進入陰極附近；
(3)氧在擴散作用下進入雙電層，吸附在電極表面；
(4)氧在陰極上得到電子，發(fā)生吸氧腐蝕。
控制步驟：
(1)
為控制步驟，因為氧不足以消耗陰極上的電子，使腐蝕減慢。
(2)
為控制步驟。
25.論述點蝕的機理，并闡述點蝕與縫隙腐蝕的區(qū)別。
點蝕是閉塞性腐蝕，在金屬面上首先有金屬的溶解，形成蝕坑，在蝕坑內(nèi)氧濃度比外界低，形成濃差腐蝕。使腐蝕進一步加速蝕孔生長。由于金屬的腐蝕而產(chǎn)生金屬離子的濃度升高，吸引負離子和水解產(chǎn)生h+形成hcl等繼續(xù)維持了點蝕（5）。
點蝕先前沒有蝕孔，形成之后繼續(xù)腐蝕，在回掃形成的包絡曲線所環(huán)繞的面積上，點蝕只繼續(xù)生長，不會有新的點蝕生成。
縫隙腐蝕是在腐蝕前就已經(jīng)有了縫隙，在腐蝕介質(zhì)中繼續(xù)沿縫隙進行腐蝕，在回掃形成包絡曲線所環(huán)繞的范圍內(nèi)，縫隙腐蝕不但繼續(xù)生長還有新的腐蝕生長。
26.試畫出氧去極化過程的陰極極化曲線并解釋圖中各拐點的意義。
作圖
當陰極電流密度較小且供氧充分時，相當于極化曲線的ep段，這時過電位與電流密度的對數(shù)呈直線關系，陰極過程的速度取決于氧的離子化反應。
當陰極電流密度增大時，相當于圖中的pfs段，由于氧的擴散速度有限，供氧受阻，出現(xiàn)了明顯的濃差極化。陰極過程受氧的離子化反應和擴散共同控制。
當ic大約等于id時，氫的去極化過程就開始與氧的去極化過程同時進行，得到總的陰極去極化曲線。
27.何為緩蝕劑？緩蝕劑的分類？簡要介紹不同緩蝕劑的作用機理。
答案：緩蝕劑是一種當它以適當?shù)臐舛然蛐问酱嬖谟诮橘|(zhì)中時，可以防止和減緩腐蝕的化學物質(zhì)或復合物質(zhì)。
緩蝕劑的分類：
(1)按化學結構分為無機緩蝕劑和有機緩蝕劑。
(2)按使用介質(zhì)的ph值分為酸性介質(zhì)(ph
≤1～4)緩蝕劑、中性介質(zhì)(ph＝
5～9)緩蝕劑和堿性介質(zhì)(ph
≥
10～12)緩蝕劑。
(3)按介質(zhì)性質(zhì)分為油溶性緩蝕劑、水溶性緩蝕劑和氣相緩蝕劑。
作用機理：
(一)緩蝕劑的吸附理論
吸附理論認為，許多有機緩蝕劑屬于表面活性物質(zhì)，這些有機物分子由親水疏油的極性基和親油疏水的非極性基組成；當它們加入到介質(zhì)中后，緩蝕劑的極性基定向吸附排列在金屬表面，從表面上排除了水分子和氫離子等致腐粒子，使之難于接近金屬表面，從而起到緩蝕作用。如各種胺類化合物。
(二)緩蝕劑的成膜理論
．
成膜理論認為，緩蝕劑能與金屬或腐蝕介質(zhì)的離子發(fā)生反應，結果在金屬表面上生成不溶或難溶的具有保護作用的各種膜層，膜阻礙了腐蝕過程，起到緩蝕作用。
(1)這類緩蝕劑中有一大部分是氧化劑，如鉻酸鹽、重鉻酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽等，它們使金屬表面生成是有保護作用的氧化膜或鈍化膜。這類緩蝕劑相當于鈍化劑的作用。
(2)有一些非氧化性的有機緩蝕劑，如硫醇與鐵在酸性介質(zhì)中、喹啉與鐵在鹽酸中，能夠生成難溶的化合物膜層，叫做沉淀膜。沉淀膜起到類似于氧化膜的作用，達到緩蝕效果。
(三)電極過程抑制理論
這種理論認為，緩蝕劑的作用是由于緩蝕劑的加入抑制了金屬在腐蝕介質(zhì)中的電化學過程，減緩了電化學腐蝕速度。由圖3—3可以看出，緩蝕劑的存在可能分別增大陰極極化或陽極極化，也可能同時增大陰極極化和陽極極化，根據(jù)緩蝕劑對電化學過程阻滯的類型，將緩蝕劑分為以下三種。
1．陽極抑制型緩蝕劑
2．陰極抑制型緩蝕劑
3．混合抑制型緩蝕劑
五、綜合題
1、下圖是典型的陽極極化曲線，請指出:(金屬用me
表示)
(1)er、b
e、p
e、op
e、b
i、p
i
和b
點、d
點、e
點、f
點的意義。
(2)a-b
區(qū)、b-c
區(qū)、c-d
區(qū)、d-e
區(qū)、e-f
區(qū)、f-g
區(qū)的名稱和a-b
區(qū)、b-c
區(qū)、c-d
區(qū)、d-e
區(qū)可能發(fā)生的陽極反應式。
(3)利用該圖說明外加電流法陽極保護的基本原理，并說明陽極保護的主要參數(shù)，應如何選擇這些參數(shù)。
答:(1)er--自腐蝕電位
b
e
--臨界鈍化電位(致鈍電位)
i
b
i
p
陽
極
電
流
密
度
i
陽極電位e
p
e
--鈍態(tài)電位(維鈍電位)
op
e
--過鈍化電位
b
i
--臨界鈍態(tài)電流密度(致鈍電流密度)
p
i
--鈍態(tài)電流密度(維鈍電流密度)
b--金屬鈍化的開始點
d--金屬過鈍化的開始點
e--金屬二次鈍化的開始點
f--金屬二次過鈍化的開始點
(2)a-b
區(qū):活性溶解區(qū):me→me
n+
++ne
b-c
區(qū):活化-鈍化過渡區(qū):3me+4h2o→me3o4+8h
+
+8e
c-d
區(qū):鈍化區(qū)或穩(wěn)定鈍化區(qū):2me+3h2o→me2o3+6h
+
+6e
d-e
區(qū):過鈍化區(qū):me3o4+4h2o
→me2o7
+8h
+
+8e
可能還發(fā)生:4oh
→o2+2h2o+4e
e-f
區(qū):二次鈍化區(qū)
f-g
區(qū):二次過鈍化區(qū)
(3)外加電流法陽極保護的基本原理是將me
進行陽極極化，使其進入鈍態(tài)區(qū)而得到保
護。陽極保護的主要參數(shù):臨界電流密度
b
i、鈍化區(qū)電位范圍（p
e
~
op
e)、維鈍電流
密度
p
i
。選擇這些參數(shù)時
b
i
應越小越好，便于
me
易于進入鈍態(tài)區(qū)，且降低設備的投資
費用;（p
e
~
op
e)越寬越好，便于
me
維持在鈍態(tài)區(qū)，否則
me
很容易從鈍化區(qū)進入活
化區(qū)或過鈍化區(qū)，不但起不到保護作用，相反，在通電情況下，只會加速me的腐蝕;
p
i
應越小越好，便于me
維持在鈍態(tài)，且耗電量小。
2、fe在25℃，3%nacl中腐蝕時，歐姆電阻不計。其腐蝕電位ecorr=-0.54v(sce)。試計算此腐蝕體系中陰極、陽極控制程度。已知fe(oh)2的金屬在與空氣接觸溶度積ksp=1.65x10-15，飽和甘汞電極（sce）電位為0.244v，氧還原標準電位為0.401v，fe溶為fe2+的標準電位為-0.44v。
fe-2e→fe2+
fe2++2oh—=fe(oh)2
解答：因為
[oh-]=10-7
所以
o2+2h2o+4e=4oh—
陽極占：
陰極占：
所以腐蝕屬于陰極控制。
3、試說明zn在cuso4溶液中能否腐蝕？
解答：設zn在cuso4溶液中能被腐蝕，產(chǎn)生兩個電化學反應。兩個反應的標準電極電位為：陽極反應：zn→zn2++2e
陽極反應cu
2++2e→cu
=-2×96484×【0.337-（-0.763）】=-2122645j<0
zn在cuso4溶液中有腐蝕傾向。
4、金屬在與空氣接觸的中性介質(zhì)中，依靠氧還原（去極化）反應進行腐蝕。試確定金屬可能發(fā)生腐蝕的可逆電位。（介質(zhì)溫度為250c,空氣中氧分壓p=21278.25pa）。
解答：計算氧在陰極過程的氧電極電位。
中性介質(zhì)陰極反應o2
+
2h2o
+
4e→4oh-
由能斯特方程式o(氧化態(tài))+ne→r(還原態(tài))
只有在中性溶液中的可逆電位比0.805v小的金屬，才有可能在250c的中性溶液中依靠氧的去極化作用維持電化學腐蝕過程。
5、由butler-volmer方程
正向陰極反應電流密度
逆向陽極反應電流密度
推導tafel公式和線性極化方程。
解:
強極化時的近似公式
(當h
200mv):
當強陽極極化時（ha很大),ia=
io
exp
(bnfha
/rt)
當強陰極極化時（hc很大),ic=
-io
exp
(anf
hc
/rt)
上式取對數(shù)整理，獲tafel關系
—過電位與極化電流的關系：
h
=
a
+
b
lg
i
其中
a
=
-2.3rt
lg
io
/
anf,b
=
2.3rt
/
anf
a
—
tafel常數(shù)，與電極材料、表面狀態(tài)、溶液組成及溫度有關；
b
—
tafel
斜率，與材料無關不大。
（2）弱極化時的近似公式（h
＜
5mv）：
將以下電化學極化方程式：
ia
=
io[exp(2.3
ha/ba)
exp(-2.3
hc/
bc)]
ic
=
io[exp(-2.3
hc
/
bc)
exp(2.3
ha
/
ba)]
指數(shù)項按級數(shù)展開(x→0,ex=1+x)，略去高次項，可得近似公式：
ha
=
rt
ia/ionf
=
rr
ia
hc
=
rt
ic/ionf=
rr
ic
其中：rr
=h/
ia
=
rt/ionf
—法拉第電阻或電化學傳荷電阻，表征電化學腐蝕的速度。
6.為了確定亞汞離子在水溶液中是以hg+
還是以形式存在，涉及了如下電池
測得在18
oc
時的e
=
mv，求亞汞離子的形式。
解：設硝酸亞汞的存在形式為，則電池反應為
電池電動勢為
作為估算，可以取。
所以硝酸亞汞的存在形式為。
理論推導k常數(shù)過程：陽極反應：，陰極反應：，電池總反應：
總電阻=離子電阻+電子電阻
假設在t秒內(nèi)形成氧化膜的克當量數(shù)為j，膜長大速度以通過膜的電流i表示，則有
積分得，則
式中na、nc、ne分別為陰、陽離子、電子遷移數(shù)，ｋ為氧化膜比導電，f為法拉第常數(shù)，e為金屬氧化膜的電動勢（），d為擴散系數(shù)，j為氧化物當量。
燃氣灶的保護 燃氣灶中心鐵腐蝕篇五
《材料腐蝕與防護》思考題 第一章緒論
何謂腐蝕？為何提出幾種不同的腐蝕定義？
表示均勻腐蝕速度的方法有哪些？它們之間有何聯(lián)系？
鎂在海水中的腐蝕速度為1.45g/m2.d, 問每年腐蝕多厚？若鉛以這個速度腐蝕，其?深(mm/a)多大？
已知鐵在介質(zhì)中的腐蝕電流密度為0.1ma/cm2，求其腐蝕速度?失和?深。問鐵在此介質(zhì)中是否耐蝕？
第二章電化學腐蝕熱力學
如何根據(jù)熱力學數(shù)據(jù)判斷金屬腐蝕的傾向？如何使用電極電勢判斷金屬腐蝕的傾向？ 何謂電勢-ph圖？舉例說明它在腐蝕研究中的用途及其局限性。何謂腐蝕電池？有哪些類型？舉例說明可能引起的腐蝕種類。金屬化學腐蝕與電化學腐蝕的基本區(qū)別是什么？
a)計算zn在0.3mol/lznso4溶液中的電解電勢（相對于she）。b)將你的答案換成相對于sce的電勢值。
當銀浸在ph=9的充空氣的kcn溶液中，cn-的活度為1.0和ag(cn)2-的活度為0.001時，銀是否會發(fā)生析氫腐蝕？
zn浸在cucl2溶液中將發(fā)生什么反應？當zn2+/cu2+的活度比是多少時此反應將停止？ 第三章電化學腐蝕反應動力學
從腐蝕電池出發(fā)，分析影響電化學腐蝕速度的主要因素。在活化極化控制下決定腐蝕速度的主要因素是什么？ 濃差極化控制下決定腐蝕速度的主要因素是什么？
混合電位理論的基本假說是什么？它在哪方面補充、取代或發(fā)展了經(jīng)典微電池腐蝕理論？ 何謂腐蝕極化圖？舉例說明其應用。
試用腐蝕極化圖說明電化學腐蝕的幾種控制因素以及控制程度的計算方法。何謂腐蝕電勢？試用混合電位理論說明氧化劑對腐蝕電位和腐蝕速度的影響。
鐵電極在ph=4.0的電解液中以0.001a/cm2的電流密度陰極化到電勢-0.916v（相對1mol/l甘汞電極）時的氫過電勢是多少？
cu2+離子從0.2mol/lcuso4溶液中沉積到cu電極上的電勢為-0.180v（相對1mol/l甘汞電極），計算該電極的極化值。該電極發(fā)生的是陰極極化還是陽極極化？
碳鋼在ph=2的除去空氣的溶液中，腐蝕電勢為-0.64v（相對飽和cu-cuso4電極）。對于同樣的鋼的氫過電勢（單位為v）遵循下列關系：(=0.7+0.1lg?，式中?單位為a/cm2。假定所有的鋼表面近似的作為陰極，計算腐蝕速度（以mm/a為單位）。第四章析氫腐蝕與吸氧腐蝕
在稀酸中工業(yè)鋅為什么比純鋅腐蝕速度快？酸中若含有pb2+離子為什么會降低鋅的腐蝕速度？
說明影響析氫腐蝕的主要因素及防止方法，并解釋其理由。影響吸氧腐蝕的主要因素是什么？為什么？
假定所有的zn表面起陰極作用，tafel斜率為±0.10v，zn和h2在zn上的交換電流密度分別為0.1和10-4a/m2，求zn在1mol/l鹽酸中的腐蝕電勢和腐蝕速度（以mm/a為單位）。計算純銅與含質(zhì)量分數(shù)為30%鋅的銅合金在非含氧酸中的腐蝕速度比。第五章金屬的鈍化 畫出金屬的陽極鈍化曲線，并說明該曲線上各特性區(qū)和特性點的物理意義。衡量金屬鈍化性能好壞的電化學參數(shù)是什么？ 何謂過鈍化現(xiàn)象？過鈍化對金屬的腐蝕有何影響？ 4 金屬自鈍化必須滿足的兩個條件是什么？ 試用成相膜理論、吸附膜理論解釋金屬的鈍化現(xiàn)象，并比較兩種理論的不同之處。第六章局部腐蝕
點蝕產(chǎn)生的條件和誘發(fā)因素是什么？ 簡要闡述點蝕機理及防止措施。
鐵鉻合金在質(zhì)量分數(shù)為3.5%nacl水溶液中遭受點蝕時，其蝕孔為什么會成為較深的坑？ 從電化學保護的觀點論述鐵基體上多層鎳鉻鍍層體系的耐蝕性。什么是電偶腐蝕？用混合電勢理論闡述其基本原理。鐵板上裝銅鉚釘浸入海水，鐵的腐蝕為何增加不多？ 白鐵（鐵上鍍鋅）制成的容器為什么不宜用來盛沸水？
何謂晶間腐蝕、石墨化腐蝕、選擇性腐蝕？這些腐蝕各有何特點？ 哪些金屬材料易產(chǎn)生選擇性腐蝕？闡述黃銅脫鋅的機理和防止辦法。
根據(jù)貧cr理論指出合金元素cr、ni、c、ti、nb等對奧氏體不銹鋼抗晶間腐蝕的作用及它們之間的相互關系。
暴露于海水的18-8不銹鋼中的一個蝕坑以每年0.5cm的深度增長，這個速度相當于蝕坑底部流過多大的平均電流密度？
5個鐵鉚釘，每個的總暴露面積為3.2cm2，插入暴露面積為7430cm2的銅板中，此板浸入一充空氣的攪拌著的電解液中。已知該溶液中未鉚接時鐵以0.165mm/a的速度腐蝕。試問鉚接后鐵鉚釘?shù)母g速度為多大（以mm/a計）？
若同樣尺寸的5個銅鉚釘插入同樣尺寸的鐵板，問鐵板的腐蝕速度多大？ 第七章應力作用下的腐蝕
比較應力腐蝕斷裂、氫損傷和腐蝕疲勞在產(chǎn)生條件上各有何特點？ 應力腐蝕斷裂有何特征？防止應力腐蝕斷裂的主要措施有哪些？ 金屬中的氫是怎么來的？在金屬中以什么形式存在？ 何謂疲勞腐蝕，試述疲勞腐蝕機理 第八章金屬在自然環(huán)境中的腐蝕與防護 為什么說大氣腐蝕屬于電化學腐蝕的范疇？
影響大氣腐蝕的主要因素有哪些？so2和固體塵粒為什么會加速大氣腐蝕？ 在大氣中長期暴露的鋼材，其腐蝕速度逐漸變慢，請敘述其變慢的原因。海水腐蝕的主要特點是什么？與海水的組成和性質(zhì)有何關系？ 闡述土壤腐蝕的特點及其電極過程控制因素。
土壤中細菌和雜散電流為什么會引起土壤中金屬的腐蝕？如何控制這兩種腐蝕？ 金屬構件埋設在粘土處比埋設在沙土處的腐蝕速度為什么嚴重些？ 第九章高溫腐蝕
如何判斷高溫下氧化膜的穩(wěn)定性？
決定金屬氧化膜的完整性的條件是什么？金屬氧化膜的保護性取決于哪些重要因素？ 金屬氧化膜生長的動力學有哪幾種主要規(guī)律？每種氧化的控制過程是什么？
試用wagner氧化膜生長模型推導金屬高溫氧化的拋物線動力學規(guī)律，并用導出結果對氧化過程進行分析，指出該理論的指導意義。提高合金抗氧化性能的途徑有那些？
純鎳在1000℃氧氣氛中遵循拋物線氧化規(guī)律，常數(shù)k=39×10-12cm2/s,如這種關系不受氧化膜厚度的影響，試計算使懸掛在此氣氛中0.1cm厚鎳板全部氧化所需要多少年? 第十章金屬材料的耐蝕性
1．利用合金化提高金屬耐蝕性的途徑有哪些？ 2．簡述金屬耐蝕合金化機理。
3．試比較鐵在氧化性酸和非氧化性酸中的腐蝕規(guī)律。
4．耐候鋼的主要合金成分是什么？其耐大氣腐蝕的主要原因是什么？ 5．不銹鋼的主要腐蝕類型有哪些？簡述其腐蝕原理。
6．黃銅的主要腐蝕形態(tài)是什么？說明腐蝕原因、機理和預防方法。
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