金属腐蚀与防护课后习题答案

1、1化学腐蚀的概念、及特点答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反响而引起的变质或损坏现象称为 金属的化学腐蚀。是一种纯氧化-复原反响过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属外表上的 原子相互作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之 间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反响速度受多项化学反响动力学控制。 归纳化学腐蚀的特点在不电离、不导电的介质环境下反响中没有电流产生，直接完成氧化复原反响腐蚀速度与程度与外界电位变化无关2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？答案：氧化膜保护作用条件： 氧化膜致密完整程度；氧化膜本身化学与物理稳定性

2、质；氧化膜与基体 结合能力；氧化膜有足够的强度氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的 体积，是形成致密氧化膜的前提。PB原理的数学表示：反响的金属体积：Vm = m/ : m-摩尔质量氧化物的体积：V MO= m'/:'用：=VmO V M = m' : / m :'当？ > 1金属氧化膜具备完整性条件局部金属的：值氧化物9氧化物9氧化物?Mo(33.4WO33.4V2O53.2Nb2C52.7Sb2O52.4Bi2O52.3Cr2O32.0TiO21.9MnO1.8FeO1.8Cu2。1.7ZnO1.6AqO1.6NiO1

3、.5PbO21.4SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2MgO 1.0 CaO 0.7MoO WO 3 V 2O5这三种氧化物在高温下易挥发， 在常温下由于。值太大会使 体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥 离、脱落。C2Ob TiO 2 MnO FeO Cu 2。ZnO Ag 2。 NiO PbO 2 SnO 2 Al 2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，：值适中。这些金属的氧化膜致密、 稳定，有较好的保护作用。MgO CaO:值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别答案：电化学腐蚀：金属与介质发生电化学

4、反响而引起的变质与损坏。与化学腐蚀比较： 是“湿腐蚀 氧化复原发生在不同部位 有电流产生 与环境电位密切相关 有次生产物4、解释现象：试验1:铜块与锌块相互接触，放入稀盐酸介质中，在铜块一侧有氢气产生，而锌块逐渐溶解。试验2：将铜块与锌块不相互接触，而在体系外用导线连接，假设在导线间连接电流表。铜块一侧有氢气产生，而锌块逐渐溶解，电流表针发生转动。试验3:将锌块置于稀盐酸介质中，可见锌块不断溶解，氢气不断产生。答案：在电动序上，锌比铜易失去电子，电子通过导线或与铜接触面进入铜块， 在铜外表将电子传递给氢离子而形成氢气。同时锌离子进入溶液。Zn t Zn 2+ 2e阳极2H+ 2e(Cu) tH

5、2 t 阴极锌块自身在盐酸介质之中的溶解问题的解释：微观动态腐蚀电池。结论：将两种不同电极电位的金属相互接触(或用导线连接)放入同一种 电解质溶液中。现象：电位较正的一端产生气泡，较负的一端会逐渐溶解。5、解释现象：试验：3%NaCI水溶液1滴至光亮的铁片上，加少量铁氰化钾 (K3Fe(CN)6)和酚酞试剂，然后把铁片置于磁场中。现象：在液滴上逐渐产生蓝红相间的斑点，接着液滴中心变蓝，边缘便成粉红，液滴缓慢旋转。答案：解释现象：在液滴上，初期溶解氧一旦被复原，大气中的氧优先溶于液滴边缘，使液滴中心相对贫氧，使整个液滴产生氧浓差。结果：液滴中心较负成为阳极，发生：Fe-2e = Fe 2+反响。

6、Fe2+与作用，形成蓝色。 液滴边缘 部位较正，成为阴极，发生：O2+ F2O+ 4e -4OFT反响。OHT与酚酞作用，形成粉红色。又由于液滴中心的 Fe2+向边缘扩散，OH向中心扩散，使在铁片内部的电子流向液滴边缘而形成磁场，在外磁场的相互作用下，使液滴发生旋转。6、举例说明氧浓差腐蚀答案：例：金属在土壤中与土接触点为贫氧，为负极，金属腐蚀；与空气接 触点为富氧，为正极，金属不腐蚀。 船的吃水线附近水下为贫氧区，为负极，金属腐蚀；水上为富氧区，金 属不腐蚀。搅拌杆与液面接触处同上 。7、 解释现象：试验：一根铜丝一端置于0.1mol/LCuSO 4 溶液中，另一端置于 1mol/LCuSO

7、4溶液中。发现，铜丝置于0.1mol/LCuSO4溶液中的一端发生腐蚀不 断溶解。答案：解释：由于两种浓度的盐通过铜丝组成了同一体系：高浓度一端铜离子 有沉积的趋势，低浓度的一端铜有溶解的趋势，那么，低浓度一端溶解给出的电 子沿铜片流向另一端高浓度一端 ，以满足沉积铜所需要的电子。只所以发生 电子流动，是因为在两端盐浓差使铜丝两端产生电位差。8、解释现象：试验：一根铁丝一端置于高温溶液中，另一端置于低温溶液中。发现，铁丝置于高温溶液中的一端发生腐蚀不断溶解 。答案：解释：高温部位金属活性强，易脱离金属外表而氧化，低温区或性弱。 这样形成高温区的金属氧化，产生的电子由铁丝流向低温一端，是低温一端

8、的 金属离子沉积。各种热交换器、燃烧器等已发生温差腐蚀9、绘出Fe HO的E- pH图，指出保护区、腐蚀区、钝化区和过钝化区。并举 例说明该图的应用。答案：金属的E pH图的应用预计一定条件下的金属腐蚀行为 反响金属自发腐蚀热力学倾向 指明金属实施保护的可能性与方向总结E pH图的规律：上腐蚀、下稳定、两边左右腐蚀、中间钝化。 常见金属在中性介质中都比较稳定。应用举例：如图 1，当环境条件在红点处时，通过调整酸度可使其进入钝化区； 实行阴极保护可使其进入保护区。10、理论电位 pH 图的局限性？答案：一些局限性：1 由于金属的理论电位 pH 图是一种以热力学为根底的电化学平衡图， 因 此它只能

9、预示金属腐蚀倾向的大小，而不能预测腐蚀速度的大小。2 图中的各条平衡线，是以金属与其离子之间或溶液中的离子与含有该离 子的腐蚀产物之间建立的平衡为条件的，但在实际腐蚀情况下，可能偏离这个 平衡条件。3 .电位一pH图只考虑了 OH这种阴离子对平衡的影响。但在实际腐蚀环境 中，往往存在 Cl-、SO2-、P032-等阴离子，它们可能因发生一些附加反响而使问 题复杂化。4 .理论电位一pH图中的钝化区并不能反映出各种金属氧化物、氢氧化物等究竟具有多大的保护性能5 .绘制理论电位一pH图时，往往把金属外表附近液层的成分和 PH大小等 同于整体的数值。实际腐蚀体系中，金属外表附近和局部区域内的pH值与

10、整体溶液的pH值其数值往往并不相同。因此，应用电位 pH 图时，必须针对具体情况，进行具体分析，过分夸大 或贬低电位一pH图的作用都是不对的。11、 举例说明有哪些可能的阴极去极化剂 ?当有几种阴极去极化剂同时存在时， 如何判断哪一种发生复原的可能性最大 ?自然界中最常见的阴极去极化反响是 什么?答案：1氢离子复原反响或析氢反响电极反响式 ；2溶液中溶解氧的复原反响；3溶液中高价离子的复原反响；4溶液中贵金属离子的复原反响。判断：/G T, P= nF/E/G T, P= nF EC - EA 其中：EC为氧化剂电位；EA为复原剂电位。因 此，/ E越负，反响可能性越最大；有些情况下可利用氧化

11、剂的平衡电极电位EC来粗略判断阴极去极化反响的可能性大小。最常见的阴极去极化反响：析氢反响和吸氧反响12、何谓腐蚀极化图 ?说明其应用。答案：一腐蚀电池，幵路时，测得阴、阳极的电位分别为E0,C和EO,A。然后用 可变电阻把二电极连接起来，依次使电阻 R值由大变小，电流那么由零逐渐变大,相应地测出各电流强度下的电极电位，绘出阴、阳极电位与电流强度的关系图，就是腐蚀极化图。因此，腐蚀极化图是一种电位一电流图，它是把表征腐蚀电 池特征的阴、阳极极化曲线画在同一张图上构成的。腐蚀极化图的应用(1) 极化图用于分析腐蚀速度的影响因素(a) 腐蚀速度与腐蚀电池初始电位差的关系：腐蚀电池的初始电位差(EO

12、,C- EO,A )，是腐蚀的原动力；(例氧化性酸对铁的腐蚀；不同金属平衡电 位对腐蚀电流的影响)(b) 极化性能对腐蚀速度的影响：假设腐蚀电池的欧姆电阻很小，那么极化性能对腐蚀电流有很大的影响；(例钢在非氧化酸中的腐蚀极化图)(c) 溶液中含氧且及络合剂对腐蚀速度的影响；(例铜在含氧酸及氰化物中腐蚀极化图)(d) 其他影响腐蚀速度的因素，如阴、阳极面积比和溶液电阻等。(2) 腐蚀速度控制因素：阳极控制、阴极控制、混合控制和欧姆控制。13、试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。 答案：X 100%X 100%十 714、混合电位理论的根本假说是什么 ？答案：混合电位

13、理论包含两项根本假说:1任何电化学反响都能分成两个或两个以上的氧化分反响和复原分反应。2电化学反响过程中不可能有净电荷积累。根据混合电位理论，腐蚀电位是由同时发生的两个电极过程，即金属的氧 化和腐蚀剂的复原过程共同决定的，是腐蚀体系的混合电位。因此，根据腐蚀 极化图很容易确定腐蚀电位并解释各种因素对腐蚀电位的影响。而根据腐蚀电 位的变化却不能准确判断腐蚀速度的大小或变化。必须测定相应的极化曲线， 根据腐蚀极化图或动力学方程式才能确定腐蚀速度，研究腐蚀动力学过程和机 理。15、何谓差异效应 ?产生负差异效应的原因是什么？1 答案： 差异效应现象和定义图中开关又断开的情况下，锌试样处于自腐蚀状态，

14、锌上的析氢速度为 V。然后接 通开关，使锌试样与同溶液中的电位正的金属铂连通，锌上的析氢速度为V，那么2差异效应的腐蚀极化图解释3负差异效应，及其形成原因16、为什么说防腐就是防水？可从极化与去极化角度解释 答案：在一般情况下，具备腐蚀电池条件后，腐蚀初始速度较大，但很快变慢， 直至很小。此现象称为极化现象。但当环境有水存在时，会发生： 氢去极化腐蚀：氢离子复原为氢气。酸性介质中： 2H + 2e T H 2反响步骤如下：H+F2 O t H + H2 OH+ M eT MHMHMH T H 2 2M或 MH + H+ + M( e)fH 2 + 2M碱性介质中：H2O+ M( OHOH -

15、+ M(H?O )M(H2O ) fM( H)+ OHHM( H) + M ( H) fH2 + 2M氢离子小，得电子后变相，使反响不断进行，去极化能力强。氧去极化腐蚀氧分子在阴极上的复原反响 ( 生成 H2O、 OH-) 的电化学腐蚀称为氧去极化腐 蚀。由于氧分子的非离子化，氧分子在溶液中的溶解度较小(常压下最高浓度 约为10 -4 mol/L ), 所以，氧向金属外表的输送过程如下： 通过空气 -溶液界面融入溶液， 以对流或扩散方式通过溶液的主要厚度层， 以扩散方式通过金属外表的溶液静止层而到达金属外表。般认为步骤是传质最慢步骤在酸性介质中氧电极过程为：O2 ef O 2O2-H+ f H

16、O2HO2ef HO2-HO2- H+ f H2O22O22H+ 2e f 2H2O形成半价氧离子 形成二氧化一氢 形成二氧化一氢离子 形成过氧化氢 形成水H或 H 2O2 f 1/2 O 2 H2O总反响O 2 4H+ 4e f 2H2O般认为，第一步骤为控制步骤氢离子小，来源广泛，复原产物离幵溶液。总的表现出氢去极化能力很强 氧在水中溶解有限，扩散速度较慢，但过电位较小。总的表现出氧去极化能力 相对较小。结论：屮出0和C2是防腐的主要敌人，防腐应该说就是防水、防酸和防氧 显然，去湿，调整pH值，除氧是防腐的首要问题。17、金属钝化的概念及钝化图和应用答案：金属在腐蚀过程中，由于极化，尤其是

17、阳极极化，使腐蚀速度急剧下降, 这在金属防腐中有重要意义。要利用这一现象，即必须研究金属极化的规律。由于阳极极化使金属的腐 蚀减缓，因此，把阳极极化称为金属的钝化。钝化过程可划为四个阶段E活化溶解区：随电位升高值 E1,电流密度由I 1逐渐增加至12,电位到达Eg 就不再增加。称E1为初始电位，称I 1为初始电流密度，E2为致钝电位，I 2 为致钝电流密度。 人们称E1 E2区为活化溶解区。活化一钝化过渡区：电位到达 E2之后阻隔阳极过程的氧化膜不但生成和溶 解，随着电位的升高，氧化膜越来越完整。这段电流测得的是上下抖动的虚线。但电位到达E3时，电流密度稳定一较小值13。人们称E3对应的电流密

18、度13 为维钝电流密度，称 巨一e3区为活化一钝化过渡区。钝化区：电位到达E3后，随电位升至E4时，电流密度始终维持在丨3。在 E3 E4电位区间内，当电流密度小于 I3时，金属就会再度腐蚀。这对阳极实施 电化学保护有重要意义。人们称E3 E4电位区间为钝化区。过钝化区：当电位到达 E4后继续升高，形成的氧化膜物质可能被氧化成更 高价阳离子或变成可溶性阴离子或升华，或再更高的为电场作用下，氧化膜的 半导体性质已不能够保护金属的进一步氧化。从而使腐蚀再度幵始并加剧。人 们称大于E4电位为过钝化区。结论：由金属钝化过程log I E曲线可知，具有意义的是钝化区。这一区域 可使金属处于保护。要到达这

19、一区域，金属充当阳极时的外电位与电流密度必 须控制到这一区域。假设不是外加电压和电流，金属与钝化剂及环境要有较好的 对应和选择。显然，钝化区的 E3 越低， E4 越高，其钝化能力越强。越易实现阳极保护。18、关于金属钝化的解释有几种理论？简述各理论并比较？1成相膜理论这种理论认为，当金属阳极溶解时，可以在金属外表生成一层致密的、覆 盖得很好的固体产物薄膜。这层产物膜构成独立的固相膜层，把金属外表与介 质隔离开来，阻碍阳极过程的进行，导致金属溶解速度大大降低，使金属转入 钝态。2吸附理论 吸附理论认为，金属钝化是由于外表生成氧或合氧粒子的吸附层，改变了金属/ 溶液界面的结构，并使阳极反响的活化

20、能显着提高的缘故。即由于这些粒 子的吸附，使金属外表的反响能力降低了，因而发生了钝化。3两种理论的比较共同点；差异点19、什么叫局部腐蚀？为什么说局部腐蚀比全面腐蚀更有害？ 答案：全面腐蚀：腐蚀在整个金属外表上进行。局部腐蚀：腐蚀集中在金属外表局部，大局部几乎不发生腐蚀。全面腐蚀的阴阳极尺寸微小且紧密靠拢、动态变化不定，在微观上难以分 辨，在宏观上更不能区别。局部腐蚀的阴阳极区独立存在，至少在微观上可以分开。阳极区面积小， 阴极区面积大。有人把全面腐蚀归为化学腐蚀，把局部腐蚀归为化学腐蚀。很明显，全面 腐蚀可以预测，易于观察变化，容易预防和发现，危害较小；对于局部腐蚀， 由于发生在局部，甚至发

21、生在金属的内部，极具隐蔽性，不易观察和发现，往 往预测不到而毫无预兆突然发生，危害性较大。目前，由于局部腐蚀的预测和 防止还存在困难，故局部腐蚀引发的突然灾难事故，远远大于全面腐蚀带来的 事故。20、电偶腐蚀的概念、因素、控制答案：电偶腐蚀的概念 异金属在同一介质中接触，由于腐蚀电位不相等有电偶电流通过，是电位较低的金属加速溶解，造成接触处的局部腐蚀；而电位较高的金属，溶解速度 反而减少。上述的本质是两种不同的金属电极构成宏观原电池腐蚀，称为电偶腐蚀， 亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。例一：沿海一硫酸厂， SO2 冷凝器采用内管石墨走 SO2 ，外管为碳钢走冷 凝海水。石墨与碳钢在套接上有局部连接。

22、使用半年后，局部腐蚀穿孔。 例二：各种金属管道中的连接处、转弯处沉积的异金属离子，都会构成电偶腐 蚀。例三：金属连接的螺丝、铆钉、焊接材料等等 影响电偶腐蚀的因素两种金属的电偶序位置两种金属的面积比：阳极的腐蚀速度：与阴极的面积大小有关阴极的面积 越大，腐蚀速度越快。阴极面积 Sk，阳极面积Sa,二者之比为：Sk/ Sa。阳 极的腐蚀速度有：=k S k / S a在氢去极化腐蚀时，阴极面积相对较大时，阴极电密度相对较小，使阴极上的氢过电位变小，氢去极化的能力就越大，使阳极的腐蚀速度增加。在氧去极化腐蚀时，阴极面积相对较大时，对阳极腐蚀速度影响相对于氢去极化腐蚀较小，但还是会加剧阳极腐蚀。介质

23、的电导率：介质是电化学腐蚀的离子导体，异金属共处于同一介质中 接触处为电子导体。当电子导体电阻很小时，离子导体的导电能力决定腐蚀速度。当介质有较强的导电能力时强电解质溶液阳极的外表四面八方都可 发生腐蚀偶电流可分散到远离接触点的阳极外表上去，阳极所受腐蚀较为均 匀，容易观察到外表的腐蚀痕迹。容易预防。当介质有较弱的导电能力时弱电解质溶液阳极的大局部外表四面八方 不发生腐蚀偶电流不能分散到远离接触点的阳极外表上去，容易在接触点附近发生腐蚀，结果相当于缩小了阳极面积，加大了接触点的腐蚀速度，且腐蚀 点隐藏在不易观察的接触面上，不以预防，危害较大。电偶腐蚀的控制在设计设备与部件时，防止异金属腐蚀必需

24、异金属接触时，选用电偶序相近的异金属 必需异金属接触时，采用大阳极小阴极的结构 必需异金属接触时，采用非金属绝缘 必需异金属接触时，要进行较好的外表处理21、小孔腐蚀的概念、特征、因素与控制答案：小孔腐蚀的概念：在金属的局部地区，出现向深部开展的腐蚀小孔，其余地 区不腐蚀或腐蚀轻微，这种腐蚀形态称为小孔腐蚀，简称孔蚀或称点蚀。具有自钝化的金属含合金，如不锈钢、铝、铝合金，钛或钛合金等，碳钢在 氧化皮或绣层有孔隙的情况下，在含有氯离子的介质中，经常发生小孔腐蚀。金属小孔腐蚀的特征蚀孔小，直径约为数10微米；蚀孔深：深度一般大于孔径；疏密不等，多少不 一。空口多数有腐蚀产物覆盖。腐蚀幵始到暴露肉眼

25、可见一般要经历200天以上。诱导期较长孔蚀沿重力方向开展，一旦形成蚀孔，具有“向下深挖的动力。一些蚀孔在外界影响下，可能停止开展，留下一些蚀坑；少数蚀孔继续开展，甚至穿透金属。影响小孔腐蚀的因素金属性质的因素：自钝化金属敏感介质中离子的影响：尤利格等人确定氯离子浓度与电位的关系:18-8 不锈钢 E b= - 0.088 log :ci + 0.108铝 E b= - 0.124 log :ci - 0.0504人们称Cl是小孔腐蚀的“激发剂。但介质中有FeCl3、CuCl2、HgCl2时，不仅具备了氯离子条件，还具备了 氧化剂条件，即使在缺氧条件下也会发生小孔腐蚀。为什么？ 温度和酸度：影响

26、不明显。 条件环境是使金属钝化，非钝化环境条件不是这里 讨论的问题介质流速影响 介质的流速对对小孔腐蚀有双重作用：流速增加，加大溶解氧向金属外表传 送，使钝化膜易形成；流动的介质带走了金属外表的沉积物，除去了小孔腐蚀 的封闭环境，减少了小孔腐蚀的时机。实验：将1Cr13不锈钢片置于50C、流速0.13m/s的海水中，1个月后发生小孔腐蚀并穿孔；当海水流速增加到 2.5m/s 时， 13 个月后无小孔腐蚀；当流速 到形成湍流，钝化膜经不起冲刷而破坏，产生另一类腐蚀磨损腐蚀。经验使我们会看到：不锈钢设备经常运转，小孔腐蚀较轻，长期不使用易发 生小孔腐蚀。金属的外表状态：平整程度、清洁程度、焊渣、伤

27、痕等小孔腐蚀的控制选用耐小孔腐蚀的材料：降低介质中氯离子浓度参加缓蚀剂预钝化外加阴极电流保护22、缝隙腐蚀的概念、特点与控制。缝隙腐蚀与小孔腐蚀的区别？答案：缝隙腐蚀的概念：金属在腐蚀介质中，由于金属与金属或金属与非金属之间 形成特别小的缝隙，使缝隙内介质处于滞留状态，引起缝隙内金属加剧腐蚀。 典型例子：法兰连接面，螺母压紧面，焊缝气孔或虚焊面，锈层，长期密不透 风的覆盖物下面等。缝隙腐蚀的特点：缝隙大小约在 0.0250.1mm之间肉眼不易分辨。当缝 隙宽度大于0.1mm后，缝隙内的介质不易滞留，不易发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀的金属比小孔腐蚀更为普遍，除易钝化金属易发生外，其他金属 也发生缝隙腐

28、蚀。缝隙腐蚀的介质比小孔腐蚀更为普遍， 几乎所有的介质环境下都可发生缝隙 腐蚀，而在活泼性阴离子的中性介质中最易发生。缝隙腐蚀的控制选材上采用耐蚀合金： 结构设计上防止形成缝隙：腐蚀程度金属之间镙杆栓连接 叠加焊接 对齐焊接。对缝隙用固体填实。采用电化学保护金属外表的状态：光洁度、整洁度缝隙腐蚀与小孔腐蚀的异同点 起源不同：小孔腐蚀起源于金属外表的孔蚀核，缝隙腐蚀起源于金属外表的 特小缝隙；材料、介质条件不同： 小孔腐蚀， 易钝化金属， 只在含有 Cl 离子的介质中发生， 缝隙腐蚀可在任何金属、介质中发生； 腐蚀过程不同：小孔腐蚀是慢慢形成闭塞电池，缝隙腐蚀由于先有缝隙的存 在而是闭塞电池形成

29、较快；小孔腐蚀往往沿重力方向开展，孔直径小而形成全封闭的闭塞电池，而缝隙腐蚀各种方向都有开展，缝隙相对于小孔较宽，形成 的闭塞电池的程度较小孔要小半闭塞滇池 。 腐蚀的形态不同：小孔腐蚀的孔窄而深，缝隙腐蚀的蚀坑是广而浅；小孔腐 蚀一旦形成，新的时孔不再发生，缝隙腐蚀将不断发生新的腐蚀点。23、晶间腐蚀的概念、特点、因素与控制。举一个晶间腐蚀的例子。答案：晶间腐蚀的概念：腐蚀沿着金属或合金的晶粒体边界或它的邻近区域发 展，晶粒本身腐蚀很轻微。晶间腐蚀的特点与危害：腐蚀使晶粒间的结合力大大削弱，直至使金属的机 械强度完全尚失。遭受腐蚀的不锈钢，外表看来还很光亮，但轻轻敲打，就会 碎成细粒，并可见

30、细粒外表发生颜色改变锈迹斑斑 。此种腐蚀隐蔽性很强， 易造成设备的突然破坏，危害性极大。晶间腐蚀敏感性高的材料：不锈钢 镍基合金 铝合金 镁合金等。晶间腐蚀的控制重新固溶处理钝化处理稳定化处理采用低碳钢、双相钢电焊。当电焊后没有及时淬火或稳定化处理可能引起晶间腐蚀。24、应力腐蚀的概念、特征与控制答案： 应力腐蚀的概念：是指金属材料在固定应拉力和特定介质的共同作用下引起的破裂。SCC。特征：工程上常用的材料，如不锈钢、铜合金、碳钢、高强度钢等，在特定介质 中都可能产生应力腐蚀破裂。在腐蚀的过程中材料先出现微观腐蚀裂纹，然后 再扩展为宏观裂纹；微观裂纹一旦生成，其开展速度比其他类型局部腐蚀快得

31、多。例，碳钢在海水中的应力腐蚀速度是小孔腐蚀的106，而且材料在破裂前没有明显的预兆。显然，应力腐蚀破裂是局部腐蚀最具危险的腐蚀。应力腐蚀的控制选用耐蚀的材料：海水中、盐水中碳钢好双相钢港应力腐蚀能力强：例 1Cr10Ni10 双相钢 42%MgC2l 沸腾介质中， 2000小时无应力腐蚀破裂；而奥氏体不锈钢 1 小时内材料破裂。控制应力：在制备和装配构件时，应使构件具有最小的剩余应力。正确进行 热处理，消除构件的内应力。控制介质：采用电化学保护25、疲劳腐蚀的概念、机理和控制。概念：金属材料在循环应力或脉动应力和介质的联合作用下，引起的断裂腐蚀形态。疲劳腐蚀机理：交变应力、脉动应力使金属外表

32、形成滑移，由于挤压效应，使局部产生高温、裂缝而形成裂纹源，最后开展成为宏观腐蚀疲劳纹。直至断裂。腐蚀疲劳的控制：选材、外表处理、阳极保护等等。26、磨损腐蚀水轮机叶片、船螺旋桨的反面迎流体面的反面，常出现孔蚀坑。请正确解释产生这种腐蚀的原因。答案：由于水轮机叶片、船螺旋桨的反面与介质水的相对运动使其外表遭受介质水的磨损腐蚀。机理是：金属构件与介质做高速相对运动，使金属反面迎流体面的反面产生负压，局部外表产生涡流和气泡，气泡在不断生 成与破灭，破灭的气泡产生的压力不断拍打着金属的外表而使金属外表产生腐 蚀，产生类似湍流腐蚀的孔蚀坑。这种腐蚀称为空泡腐蚀，有称空穴腐蚀或汽 蚀。27、金属腐蚀防护的

33、方法答案： 研究腐蚀机理，探讨腐蚀规律，了解发生腐蚀的原因及影响腐蚀的相关 因素，主要目的就是指出高效简便、切实可行的防止金属材料或设备腐蚀的得 力措施，到达防蚀，减蚀、缓蚀、免蚀的目的，以控制腐蚀造成的破坏，延长 材料或设备使用寿命。由于腐蚀本身的复杂性，腐蚀防护技术涉及范围很广， 内容十分丰富。实践中应用最广的腐蚀防护措施有，(1) 正确选材和合理设计。(2) 改善腐蚀环境。调整酸度、湿度、添加缓蚀剂等(3 ) 电化学保护。 阳极保护、阴极保护、联合保护(4) 外表保护。 钝化、电镀、涂层28、防腐结构设计答案：合理的结构设计对于腐蚀控制十分重要，因为即使选用了性能良好的耐 蚀材料，也会由

34、于结构设计不合理而造成水分和其它腐蚀介质的积存、局部过 热、应力集中、流体涡流等，从而引发多种形态的局部腐蚀，加速构件的腐蚀 破坏，造成严重的腐蚀后果。可以这样讲：合理选材主要侧重于控制材料的全 面腐蚀，而合理的结构设计主要是为控制材料的局部腐蚀。防腐结构设计主要从下述方面考虑：尽量防止水分及尘粒的积存，水溶性介质及尘粒的积存会引起并加速有关部位的局部腐蚀，因此应尽量防止可能使水分及尘粒积存的结构。正确选择连接方式结构设计中，同种材料或异种材料的连接是不可防止的，各种连接方式都 可能引发缝隙腐蚀或电偶腐蚀，因此必须重视正确选择连接方式。常用的连接方式有配合尺寸连接、螺纹连接，铆接，焊接，粘结和

35、法兰盘连接等，各种连接方式都有各自的特点。从防腐角度看，粘结不仅无缝隙，而且粘接剂多为绝缘体，粘结剂形成膜可隔绝被连接件的直接接触，有利于防止电偶腐蚀，所以是最正确的连接方式。当然对于别的连接方式，只要采取可靠的对应措施，也可以防止或减轻发生局部腐蚀的趋势，故针对具体情况，合理选择连接方式并辅 之以相应的防腐措施是防腐结构设计中的重要内容。防止环境差异引起的腐蚀由于环境差异会形成多种宏观腐蚀电池，导致阳极区的局部金属发生严重 腐蚀。比方由于温度差形成温差电池，由于通气差异形成氧浓差电池；由于浓 度差形成盐浓差电池等，它们都属于环境差异电池，基于这类因素造成的腐蚀， 都属于环境差异腐蚀。在结构设

36、计中，应当注意防止局部金属之间的环境差异， 比方将加热器安置于溶液的中间，防止形成环境差异电池，减轻或消除由于环 境差异造成的腐蚀。防止各种局部腐蚀结构设计合理与否，与发生多种形式的局部腐蚀有密切的关系，诸如电偶 腐蚀、缝隙腐蚀，应力腐蚀、湍流腐蚀等都可能由于不合理的结构设计而引发。29、防腐工艺设计无数事实说明，金属材料的加工制造和装配与腐蚀事故的发生关系密切， 许多腐蚀问题是由于不合理的工艺过程留下的严重隐患造成的，因此必须高度 重视防腐工艺设计面就加工环节中应考虑到的防腐措施作一扼要介绍(一) 机械加工(1) 金属材料进行机械加工成型工艺时应保证较小的剩余应力。(2) 金属材料经过机械成

37、型加工后应及时进行消除应力热处理。(3) 磨光、抛光及喷丸处理有助于提高材料耐蚀性。(4) 保证机械加工外表光洁度，特别是在应力集中处。(5) 机械加工中使用的切削冷却液，应对加工材料无腐蚀性。(6) 对某些零件应采取必要的工序间防锈措施。(二) 热处理(1) 应防止金属高温氧化和脱碳，最好采用真空热处理、可控气氛热处理、感应 加热处理或使用热处理保护涂料。(2) 对有氢脆敏感性的材料如高强钢、超高强钢及钛合金，不能在含氢气氛中加 热。(3) 对易产生沿晶腐蚀和应力腐蚀的材料，应避开敏感的热处理温度，并严格遵 守工艺规程。(4) 对于在腐蚀性介质中处理的工件，应及时去除腐蚀性残留物。(S)对于

38、可产生较大剩余拉应力的热处理，在最终热处理后，须采取消除应力措 施。(6) 外表淬火、化学热处理等有助于提高材料耐蚀性，假设有条件或可能时，应尽 量采用。(三) 锻造和挤压(1) 应控制锻件流线末端的外露。(2) 对有较大剩余应力的锻件应采取消除应力措施。(3) 某些锻造工艺对提高耐蚀性有利，如对高强度铝合金来说， 自由锻比模锻 更有利于提高锻件的抗应力腐蚀能力。(四) 铸造(1) 尽量采用精密铸造工艺，减少铸件的孔洞、砂眼。(2) 假设有可能应尽量除去铸件外表的多孔层或进行封孔处理。(3) 防止铸件上镶嵌件与铸件之间较大的电位差，减轻电偶腐蚀的危害。(五) 焊接(1) 从防腐角度看，对接焊比

39、搭接焊好，连续焊比断续焊和点焊好，假设有可能， 最好以粘接代替焊接。(2) 焊材成分应与基体成分相近，或焊条材料电位比基体更正一些，防止大阴极 (基体)，小阳极 (焊缝)的不良腐蚀组合。(3) 焊缝处的热影响区容易发生局部腐蚀，应采取必要的保护措施。(4) 焊接后，焊缝处的残渣应及时清理干净，以免残渣引起局部腐蚀。(5) 点焊件、断续焊件及单面搭接焊件，宜采用涂漆或喷涂金属等方法。(6) 焊接和外表处理二者在工序上应有合理全排。(六) 外表处理 许多零件或构件都要经过电镀、氧化、涂漆等各种外表处理，这些工序虽 然属防腐措施，但假设处理不当也会腐蚀工件或留下腐蚀隐患。(1) 脱脂、酸洗等外表处理

40、工序可能产生过腐蚀或渗氢，应慎重处理。(2) 电镀，氧化处理后要及时清理残留的各种腐蚀性介质。(3) 酸洗、电镀后要考虑除氢处理(4) 联结件或组合件一般先进行外表处理，然后联结或组合。(5) 对于破损的外表处理层应及时返工或修补。(6) 对高强、超高强度钢、铝、镁、钛合金等，应严格遵守相应的要求和规定。(七) ，装配 (1) 装配前应检查和核实零件的镀层是否正确，保护层是否有损伤，零件是否已 发生腐蚀等。(2) 易于发生腐蚀的零件，不允许赤手装配，防止手汗对零件的腐蚀。(3) 装配时注意不要造成过大的装配应力。(4) 对不宜接触的材料不能装配在一起。(5) 对有密封要求的部位，在装配中要保证

41、密封质量。(6) 装配中及装配结束后应及时进行清理检查，除去灰尘，金属屑等残留物，并 检查通风孔、排水孔等孔口，使之不被堵塞，以便腐蚀性介质及时排除。30、何为缓蚀剂？缓蚀剂的分类？简要介绍不同缓蚀剂的作用机理。答案： 缓蚀剂是一种当它以适当的浓度或形式存在于介质中时，可以防止和减 缓腐蚀的化学物质或复合物质。缓蚀剂的分类：(1) 按化学结构分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。 按使用介质的pH值分为酸性介质(pH < 14)缓蚀剂、中性介质(pH= 59)缓蚀剂和碱性介质(pH > 1012)缓蚀剂。(3) 按介质性质分为油溶性缓蚀剂、水溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂。作用机理：(一) 缓蚀剂的吸附理论吸附理论认为，许多有机缓蚀剂属于外