第三章 影响金属腐蚀的因素

1、1 1 材料因素（内因）材料因素（内因）2 2 环境因素（外因）环境因素（外因）3 3 设备结构因素设备结构因素材料是通过环境的作用而发生腐蚀的。材料是通过环境的作用而发生腐蚀的。1 1 、 金属种类金属种类腐蚀的阴极、阳极反应随着金属种类的腐蚀的阴极、阳极反应随着金属种类的不同会有变化。不同会有变化。金属的平衡电位越正，其热力学稳定性金属的平衡电位越正，其热力学稳定性越高，腐蚀倾向越小。越高，腐蚀倾向越小。第一节第一节 材料因素材料因素2 2 、合金元素与杂质、合金元素与杂质把某种性能有改善作用的元素称为合金把某种性能有改善作用的元素称为合金元素，其余一些元素称为杂质。元素，其余一些元素称为

2、杂质。塔曼定律：合金元素加入量存在一个临塔曼定律：合金元素加入量存在一个临界值，达到该值，合金的耐腐蚀性能才界值，达到该值，合金的耐腐蚀性能才急剧变化。急剧变化。“不锈钢不锈钢”“锈锈”（盐酸、海水）有（盐酸、海水）有些合金元素或杂质，随着条件的不同，些合金元素或杂质，随着条件的不同，或加速腐蚀，或抑制腐蚀。或加速腐蚀，或抑制腐蚀。3 3 、 表面状态表面状态金属表面的粗糙度影响水分及尘粒的吸附，金属表面的粗糙度影响水分及尘粒的吸附，水与尘粒的吸附，促进金属的腐蚀。水与尘粒的吸附，促进金属的腐蚀。金属表面越是均匀、光滑，耐腐蚀性越好。金属表面越是均匀、光滑，耐腐蚀性越好。4 4 、内应力、内应

3、力冷加工、焊接及配装均会使金属产生内冷加工、焊接及配装均会使金属产生内部应力，这些应力通常是拉（张）应力，部应力，这些应力通常是拉（张）应力，可以增加局部腐蚀（如应力腐蚀）的敏可以增加局部腐蚀（如应力腐蚀）的敏感性。感性。5 5 、热处理、热处理以以消除内应力、使成分均匀化为目的的消除内应力、使成分均匀化为目的的热处理，能够提高耐腐蚀性，尤其是对热处理，能够提高耐腐蚀性，尤其是对抑制局部腐蚀的发生更为有效。抑制局部腐蚀的发生更为有效。不不适当的热处理或焊接工艺，可使奥氏适当的热处理或焊接工艺，可使奥氏体不锈钢在敏化温度区间停留或反复通体不锈钢在敏化温度区间停留或反复通过敏化区，怎加对晶间腐蚀的

4、敏感性。过敏化区，怎加对晶间腐蚀的敏感性。6 6 、电偶效应、电偶效应不同的金属和合金常常和腐蚀介质相互不同的金属和合金常常和腐蚀介质相互接触，电偶效应总是使处于电偶电池为接触，电偶效应总是使处于电偶电池为阳极的金属材料的腐蚀速率增加。阳极的金属材料的腐蚀速率增加。特别要注意面积效应对阳极腐蚀率的影特别要注意面积效应对阳极腐蚀率的影响。响。1 1 、去极剂种类与浓度、去极剂种类与浓度去极去极剂的存在，对腐蚀是否有影响，跟剂的存在，对腐蚀是否有影响，跟去极剂的平衡电极电位与金属平衡电极去极剂的平衡电极电位与金属平衡电极电位的大小以及腐蚀体系有关。电位的大小以及腐蚀体系有关。去极剂去极剂就是就是去

5、极化去极化剂。剂。电化学反应电化学反应中，中，电极的电极的极化极化是不利于反应的。是不利于反应的。第二节第二节 环境因素环境因素 在电解过程中，由于在电解过程中，由于金属离子金属离子的浓的浓度愈来愈小，因此度愈来愈小，因此阴极阴极愈来愈负，同样，愈来愈负，同样，阳极阳极电位愈来愈正。这个叫做电位愈来愈正。这个叫做极化作用极化作用。为了保持为了保持阴极阴极电位不致负到有干扰性的电位不致负到有干扰性的还原反应还原反应产生或产生或阳极阳极电位不致正到有干电位不致正到有干扰性的扰性的氧化反应氧化反应产生所加的试剂，称为产生所加的试剂，称为去极化去极化剂。它在剂。它在阴极阴极上优先被还原，或上优先被还原

6、，或者在者在阳极阳极上优先被氧化，以稳定上优先被氧化，以稳定电极电电极电位位。 由于计划作用在阴极和阳极都会发生，由于计划作用在阴极和阳极都会发生，因此因此去极化去极化剂也是有两种。阴极去剂也是有两种。阴极去极化极化剂和阳极去剂和阳极去极化极化剂。剂。 工业上常用的去极化剂一般是固体。工业上常用的去极化剂一般是固体。而在电池中，电池反应的阳极是负极，而在电池中，电池反应的阳极是负极，阴极是正极，去极化剂用的是阴极是正极，去极化剂用的是二氧化锰二氧化锰，粉末状态和粉末状态和石墨粉石墨粉混合后置于电池中。混合后置于电池中。 去极剂对腐蚀的影响规律如下表：去极剂对腐蚀的影响规律如下表：Ee,D/D.

7、neEe,M/M去极剂不会腐蚀金属去极剂不会腐蚀金属Ee,D/D.neEe,M/M非钝化体系非钝化体系活态腐蚀，腐蚀速度随去极剂浓度增大而增活态腐蚀，腐蚀速度随去极剂浓度增大而增加加钝化体系钝化体系EcorrE临临活态腐蚀，腐蚀速度随去极剂浓度增大而增活态腐蚀，腐蚀速度随去极剂浓度增大而增加加EcorrE临临ic ic(E(E临临)i)i临临 活态腐蚀，腐蚀速度随去极剂浓度增大而增活态腐蚀，腐蚀速度随去极剂浓度增大而增加加EcorrEEcorrE临临 处于钝态，去极剂浓度高于临界值，金属进处于钝态，去极剂浓度高于临界值，金属进入钝态，腐蚀速度大幅度减小入钝态，腐蚀速度大幅度减小2 2、溶液、溶

8、液pHpH值值对钝化金属来说，一般有随对钝化金属来说，一般有随pHpH值的增值的增加更容易钝化的趋势。加更容易钝化的趋势。一般一般在酸性溶液的腐蚀速度随在酸性溶液的腐蚀速度随PHPH值的值的增加而减小；中性溶液中，以氧去极化增加而减小；中性溶液中，以氧去极化反应为主，腐蚀速度不受反应为主，腐蚀速度不受pHpH值的影响；值的影响；在碱性溶液中，金属常有钝化的情况发在碱性溶液中，金属常有钝化的情况发生，腐蚀速度下降；对于两性金属，在生，腐蚀速度下降；对于两性金属，在强碱性溶液中，腐蚀速度再次增加。强碱性溶液中，腐蚀速度再次增加。3 3、温度、温度腐蚀过程中的阳极与阴极反应的速度均腐蚀过程中的阳极与

9、阴极反应的速度均随温度的上升而增加。随温度的上升而增加。温度的升高还使得金属的钝性发生改变，温度的升高还使得金属的钝性发生改变，使钝化变得困难甚至不能钝化。使钝化变得困难甚至不能钝化。温度分布的不均匀，常对腐蚀反应有极温度分布的不均匀，常对腐蚀反应有极大影响。大影响。4 4、流速、流速对于电化学腐蚀的阴极过程处于氧浓度对于电化学腐蚀的阴极过程处于氧浓度极化控制时，溶液流速的影响是重要的。极化控制时，溶液流速的影响是重要的。对于非钝化体系，流速增加，极限扩散对于非钝化体系，流速增加，极限扩散电流密度增加，腐蚀速度增加。电流密度增加，腐蚀速度增加。对于钝化体系，当对于钝化体系，当uuuu临时，其影

10、响同临时，其影响同非钝化体系；当非钝化体系；当uuuu临时，进入钝化区，临时，进入钝化区，腐蚀速度大大下降，且不随流速的变化腐蚀速度大大下降，且不随流速的变化而变化，但当流速太大时，又会产生新而变化，但当流速太大时，又会产生新的腐蚀的腐蚀“磨蚀磨蚀”，使腐蚀速度再次增，使腐蚀速度再次增大。大。5 5 、融解盐与阴、阳离子、融解盐与阴、阳离子、某些盐类水解后，使溶液的、某些盐类水解后，使溶液的pHpH值发值发生变化，进而对腐蚀过程产生影响。生变化，进而对腐蚀过程产生影响。、某些盐类的阴、阳离子对腐蚀过程、某些盐类的阴、阳离子对腐蚀过程有特殊作用，如卤素离子。有特殊作用，如卤素离子。、亚硝酸钠、重

11、铬酸钾、铬酸钾等氧、亚硝酸钠、重铬酸钾、铬酸钾等氧化性盐类，开始时，随着这些盐浓度的化性盐类，开始时，随着这些盐浓度的增加会促进腐蚀；但当超过某个临界浓增加会促进腐蚀；但当超过某个临界浓度时，则能使某些金属钝化，从而抑制度时，则能使某些金属钝化，从而抑制腐蚀。腐蚀。微生物腐蚀微生物腐蚀铁细菌、硫氧化菌，硫酸盐还原菌，硝铁细菌、硫氧化菌，硫酸盐还原菌，硝化细菌和反硝化细菌等。化细菌和反硝化细菌等。第三节第三节 设备结构因素设备结构因素“腐蚀是从绘图板开始的腐蚀是从绘图板开始的”1 1、应力、应力2 2、表面状态与几何形状、表面状态与几何形状3 3、异种合金组合、异种合金组合4 4、结构设计不合理、结构设计不合理设备结构设计