金屬腐蝕學(xué)

目錄

1緒論

1.1引言

1.2金屬腐蝕的定義

1.3金屬腐蝕科學(xué)在發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的意義

1.4金屬腐蝕科學(xué)技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史

1.5金屬腐蝕的分類

1.6金屬腐蝕學(xué)課程的內(nèi)容

思考題

2金屬的高溫腐蝕

2.1高溫腐蝕熱力學(xué)

2.1.1金屬在單一氣體中腐蝕的熱力學(xué)

2.1.2氧化物固相的穩(wěn)定性

2.1.3金屬在混合氣氛中的優(yōu)勢(shì)區(qū)相圖

2.2金屬氧化物的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)

2.2.1氧化物的結(jié)構(gòu)與缺陷

2.2.2與缺陷相關(guān)的氧化物的性質(zhì)

2.3金屬氧化過(guò)程的動(dòng)力學(xué)

2.3.1金屬氧化的恒溫動(dòng)力學(xué)曲線

2.3.2薄氧化膜的生長(zhǎng)

2.3.3厚氧化膜的生長(zhǎng)

2.3.4氧化膜中的應(yīng)力與應(yīng)力松弛

2.4合金的氧化

2.4.1合金的選擇氧化

2.4.2合金的內(nèi)氧化及外氧化

2.4.3摻雜對(duì)合金氧化的作用

2.4.4活性元素效應(yīng)

2.5其它類型的金屬高溫腐蝕

2.5.1金屬的高溫硫化

2.5.2金屬在O－S體系中的高溫腐蝕

2.5.3金屬的熱腐蝕

2.5.4金屬的碳化

思考題

3金屬腐蝕電化學(xué)理論基礎(chǔ)

3.1金屬腐蝕熱力學(xué)

3.1.1自然環(huán)境中金屬的不穩(wěn)定性

3.1.2腐蝕過(guò)程的自發(fā)性判據(jù)

3.1.3電化學(xué)電位和電動(dòng)序

3.1.4界面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

3.1.5腐蝕電池

3.1.6腐蝕形態(tài)與分類

3.1.7電位pH圖原理

3.1.8電位－pH圖在腐蝕研究中的應(yīng)用與其局限性

3.2金屬腐蝕動(dòng)力學(xué)

3.2.1電化學(xué)腐蝕速度和腐蝕速度

3.2.2極化與混合電位理論

3.2.3腐蝕極化圖及其應(yīng)用

3.2.4極化控制下的腐蝕動(dòng)力學(xué)方程

3.2.5腐蝕過(guò)程中的陰極反應(yīng)

3.2.6腐蝕過(guò)程中的陽(yáng)極溶解反應(yīng)

3.2.7均勻腐蝕動(dòng)力學(xué)

3.2.8局部腐蝕及其動(dòng)力學(xué)

3.3金屬的鈍化

3.3.1鈍化現(xiàn)象

3.3.2鈍化膜

3.3.3金屬的自鈍化

3.3.4鈍化理論

思考題

4局部腐蝕

4.1點(diǎn)腐蝕

4.1.1點(diǎn)腐蝕的形貌與特征

4.1.2點(diǎn)腐蝕機(jī)理

4.1.3影響點(diǎn)蝕的因素

4.1.4防止點(diǎn)蝕的措施

4.2縫隙腐蝕

4.2.1縫隙腐蝕的特征

4.2.2縫隙腐蝕機(jī)理

4.2.3影響縫隙腐蝕的因素

4.2.4防止縫隙腐蝕的措施

4.2.5絲狀腐蝕――縫隙腐蝕的一種特殊形式

4.3電偶腐蝕

4.3.1電動(dòng)序和電偶序

4.3.2電偶電流及電偶腐蝕效應(yīng)

4.3.3影響電偶腐蝕的因素

4.3.4防止電偶腐蝕的措施

4.4晶間腐蝕

4.4.1晶間腐蝕的機(jī)理

4.4.2影響晶間腐蝕的因素

4.4.3防止晶間腐蝕的措施

4.4.4不銹鋼焊縫的晶間腐蝕

4.5選擇性腐蝕

4.5.1黃銅脫鋅

4.5.2石墨化腐蝕

4.5.3其它合金系的選擇性腐蝕

思考題

5應(yīng)力作用下的腐蝕

5.1應(yīng)力腐蝕斷裂

5.1.1應(yīng)力腐蝕斷裂的特征

5.1.2應(yīng)力腐蝕斷裂的影響因素

5.1.3應(yīng)力腐蝕機(jī)理

5.1.4奧氏體不銹鋼的氯化物應(yīng)力腐蝕斷裂

5.1.5碳鋼、低合金鋼的應(yīng)力腐蝕斷裂

5.1.6鋁合金的應(yīng)力腐蝕斷裂

5.1.7銅合金的應(yīng)力腐蝕斷裂

5.1.8防止應(yīng)力腐蝕斷裂的措施

5.2氫致開(kāi)裂

5.2.1氫在金屬中的行為

5.2.2不可逆氫脆

5.2.3可逆氫脆

5.2.4減少氫脆敏感性的途徑

5.3腐蝕疲勞

5.3.1疲勞的概念

5.3.2腐蝕疲勞的特點(diǎn)

5.3.3影響腐蝕疲勞的因素

5.3.4腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律

5.3.5腐蝕疲勞的機(jī)理

5.3.6防止腐蝕疲勞的措施

5.4與磨損有關(guān)的腐蝕

5.4.1沖刷腐蝕

5.4.2腐蝕磨損

思考題

6自然環(huán)境中的腐蝕

6.1大氣腐蝕

6.1.1大氣腐蝕的特征

6.1.2大氣腐蝕的影響因素

6.1.3金屬在大氣中的耐蝕性

6.1.4防止大氣腐蝕的措施

6.2土壤腐蝕

6.2.1土壤腐蝕的特征

6.2.2土壤腐蝕的影響因素

6.2.3金屬在土壤中的耐蝕性

6.2.4防止土壤腐蝕的措施

6.3淡水和海水腐蝕

6.3.1淡水腐蝕

6.3.2海水腐蝕

6.3.3金屬在海水中的耐蝕性

6.3.4防止海水腐蝕的措施

6.4微生物腐蝕

6.4.1微生物腐蝕的特征

6.4.2與腐蝕有關(guān)的主要微生物

6.4.3防止微生物腐蝕的措施

思考題

7工業(yè)介質(zhì)中的腐蝕與防護(hù)

7.1酸、堿、鹽介質(zhì)中的腐蝕

7.1.1酸溶液中的腐蝕

7.1.2堿溶液中的腐蝕

7.1.3金屬在鹽類水溶液中的腐蝕

7.2工業(yè)水腐蝕

7.2.1冷卻水腐蝕

7.2.2高溫高壓水腐蝕

7.3熔鹽腐蝕

7.3.1熔鹽腐蝕的特征

7.3.2金屬在熔鹽中的耐蝕性

7.4液態(tài)金屬腐蝕

7.4.1液態(tài)金屬腐蝕的特征

7.4.2金屬材料在液態(tài)金屬中的耐蝕性

思考題

8金屬材料的耐蝕性能

8.1純金屬的耐蝕性

8.1.1純金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性

8.1.2金屬的耐蝕性與元素周期表

8.2提高金屬材料耐蝕性的合金化途徑

8.2.1金屬耐蝕合金化的電化學(xué)原理

8.2.2增加金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性

8.2.3阻滯陰極過(guò)程

8.2.4阻滯陽(yáng)極過(guò)程

8.2.5增大腐蝕體系電阻

8.3鐵的耐蝕性

8.3.1鐵的電化學(xué)性質(zhì)

8.3.2鐵的耐蝕性

8.3.3鐵在各種電解質(zhì)中的腐蝕

8.4鑄鐵的耐蝕性及其應(yīng)用

8.4.1高合金鑄鐵的耐蝕性

8.4.2低合金鑄鐵的耐蝕性

8.5碳鋼和低合金鋼的耐蝕性

8.5.1碳鋼的耐蝕性

8.5.2低合金鋼的耐蝕性

8.6不銹鋼

8.6.1不銹鋼的成分與組織結(jié)構(gòu)

8.6.2不銹鋼的耐蝕性

8.6.3鉻不銹鋼

8.6.4高純高鉻鐵素體不銹鋼

8.6.5奧氏體不銹鋼

8.6.6奧氏體－鐵素體雙相不銹鋼

8.6.7沉淀硬化不銹鋼

8.7耐熱鋼及耐熱合金

8.7.1耐熱鑄鐵

8.7.2耐熱鋼

8.7.3高溫合金

8.7.4鉆基高溫合金

8.7.5新型高溫材料

8.8鎳、鉆、鉻及其合金

8.8.1鎳及其合金

8.8.2鈷及其合金

8.8.3鉻及其合金

8.9銅及其合金

8.9.1純銅

8.9.2青銅

8.9.3黃銅

8.10輕金屬及其合金

8.10.1鋁及其合金

8.10.2鎂及其合金

8.10.3鈹及其合金

8.11鈦、鋯、鉿及其合金

8.11.1鈦及其合金

8.11.2鋯

8.11.3鉿

8.12鉛、錫、鋅、鎘的耐蝕性及其應(yīng)用

8.12.1鉛

8.12.2錫

8.12.3鋅

8.12.4鎘

8.13貴金屬

8.13.1銀

8.13.2金

8.13.3鉑

8.13.4鈀

思考題

主要參考文獻(xiàn)

1989年在張文奇和朱日彰教授的關(guān)懷和親自主持下，《金屬腐蝕學(xué)》（第1版）編寫(xiě)完成。出版后受到各方面的歡迎，并榮獲1992年國(guó)家教委全國(guó)優(yōu)秀教材獎(jiǎng)。我們對(duì)這兩位教授深表懷念與感謝。

經(jīng)過(guò)10年的教學(xué)實(shí)踐，我們認(rèn)為有必要對(duì)該書(shū)進(jìn)行修訂，補(bǔ)充近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在這一領(lǐng)域中的新進(jìn)展，尤其是要充分反映我國(guó)在腐蝕學(xué)科領(lǐng)域的科研成果，使本書(shū)更具有先進(jìn)性、科學(xué)性和實(shí)用性。

本書(shū)強(qiáng)調(diào)基本理論，同時(shí)注意到這些基本理論的實(shí)際應(yīng)用，也注意到教學(xué)的適用性，為此我們?cè)诟髡潞竺嫜a(bǔ)充了思考題，這不僅便于學(xué)生學(xué)習(xí)，也有助于加深理解。

金屬腐蝕金屬腐蝕的本質(zhì)

金屬原子失去電子變?yōu)殡x子，金屬發(fā)生氧化反應(yīng)

金屬在腐蝕過(guò)程中所發(fā)生的化學(xué)變化，從根本上來(lái)說(shuō)就是金屬單質(zhì)被氧化形成化合物。

金屬腐蝕金屬腐蝕的途徑

這種腐蝕過(guò)程一般通過(guò)兩種途徑進(jìn)行：化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕：金屬表面與周?chē)橘|(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。

電化學(xué)腐蝕：金屬材料（合金或不純的金屬）與電解質(zhì)溶液接觸 , 通過(guò)電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。

生物腐蝕也是金屬腐蝕的一種途徑

異金屬腐蝕又稱接觸腐蝕或電偶腐蝕，由于腐蝕電池的作用而產(chǎn)生的腐蝕。當(dāng)兩種不同的金屬或合金在介質(zhì)中相偶接，電位較負(fù)的金屬腐蝕速度加大，而電位較正的金屬受到了保護(hù)，即異金屬腐蝕 。