金属材料腐蚀与防护---教学大纲

1、金属材料腐蚀与防护课程教学大纲课程代码：050242003课程英文名称：Material Corrosion and Protection课程总学时：24 讲课： 24 实验： 0 上机： 0适用专业：金属材料工程大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标1 . 课程地位：金属材料腐蚀与防护是专业课、选修课。 该课程介绍了金属材料与腐蚀环境介质作用的规律、作用的机理、影响因素以及腐蚀破坏的危害性。论述了腐蚀分析与研究的方法，讲述控制、预防和预测金属材料及其结构腐蚀发生或发展的技术与方法。2 .教学目标：本课程是金属材料工程专业一门应用性较强的专业课程。使学生

2、了解金属材料发生各种腐蚀的基本规律及作用机理，掌握材料腐蚀的评价方法、控制原理及防腐技术，并能够结合材料的成分与结构特征，分析耐腐蚀材料的设计及其热处理原理，目标是培养学生的创新创业能力，激发学生对科学研究或创造发明的浓厚兴趣，全面提升学生的工程素质和实践能力，为学习其它有关专业课程和将来从事生产技术工作奠定必要的理论基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求1 . 知识方面的基本要求：了解腐蚀的基本概念、研究材料腐蚀的意义、腐蚀科学发展概况、腐蚀的分类；掌握材料腐蚀速度的表征方法。掌握金属电极电势、标准电极电势和金属电动序掌握腐蚀电池的构成及其类型、电化学腐蚀动力学。掌握腐蚀电池的电极过程；

3、掌握腐蚀速度与极化作用。掌握腐蚀极化图及混合电势理论的应用；掌握活化极化腐蚀动力学方程，浓差极化腐蚀动力学方程。掌握析氢腐蚀与吸氧腐蚀阴极去极化的电化学特征；掌握影响析氢腐蚀与吸氧腐蚀的因素及其控制过程；掌握钝化现象、钝化金属的自钝化及钝化理论。掌握局部腐蚀与全面腐蚀的比较；掌握电偶腐蚀，点蚀， 缝隙腐蚀，丝状腐蚀，晶间腐蚀，选择性腐蚀的电化学特征及其控制方法。掌握应力腐蚀与断裂，腐蚀疲劳机理及其控制。掌握大气腐蚀、海水腐蚀机理及其影响因素；掌握土壤腐蚀机理及其影响因素。掌握金属高温氧化的热力学和影响金属氧化速度的因素；掌握金属氧化膜的特性，金属氧化动力学。掌握耐腐蚀合金化原理；掌握钢铁、铝钛

4、及合金的耐蚀性。掌握材料选择与结构设计，掌握电化学保护、表面保护覆盖层。2 .能力方面的基本要求通过学习，使学生能够掌握各种腐蚀的机理，能够根据腐蚀机理合理制定金属材料腐蚀的防护方法。（三）实施说明本教学大纲依据专业指导性教学计划制定，指导教学环节。教学以课堂讲授为主，辅之作业、讨论、答疑来达到教学大纲要求。处理好重点与难点，将各种生产中的实际应用纳入教学过程，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。在教学方法上，要注意现代教学手段与理念的应用，教与学的互动，做到讲授、讨论有机结合，充分调动学生学习的主观能动性。（四）对先修课的要求在学习本课程前应先学完材料科学基础、金属材料学、材料性能学

5、、热处理原理与工艺等课程，可为后续的专项实践教学及毕业设计和毕业后从事相关工作提供理论基础。（五）对习题课、实践环节的要求习题要求：适量、适当的习题可以检验学生对所学内容的掌握程度，使授课教师及时了解 教学效果，对教师组织下一步的教学工作，改进教学方法具有直接帮助作用。同时，还可督促 学生熟悉掌握所学内容。（六）课程考核方式1 .考核方式：考试2 .考核目标：在考核学生对金属材料腐蚀与防护基本知识、基本原理和方法掌握的基础上，重点考核学生的分析能力和解决问题的能力。3 .成绩构成：本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占20%,期末考试成绩占 80%。（七）参考书

6、目材料的腐蚀与防护刘道新编，西北工业大学出版社，出版日期：2016.9金属腐蚀与控制孙跃编，哈尔滨工业大学出版社，出版日期： 2015.6二、中文摘要本课程是金属材料工程专业一门应用性较强的专业课程。介绍了金属材料与腐蚀环境介质 作用的规律、作用的机理、影响因素以及腐蚀破坏的危害性。论述了腐蚀分析与研究的方法， 讲述控制、预防和预测金属材料及其结构腐蚀发生或发展的技术与方法。使学生能够结合材料 的成分与结构特征，分析耐腐蚀材料的设计及其热处理原理并制定相应的防护措施。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1绪论221.1材料腐蚀的基本概念11.2腐蚀的危害与腐蚀控制的重要性1.3材料腐

7、蚀的分类12电化学腐蚀热力学222.1腐蚀电池极其工作历程12.2电极电位与电化学腐蚀倾向的判断13电化学腐蚀动力学223.1腐蚀电池的电极过程13.2腐蚀速率与极化作用14析氢腐蚀与耗氧腐蚀224.1析氢腐蚀14.2吸氧腐蚀15金属的钝化225.1钝化现象15.2有钝化特性金属的极化曲线5.3钝化理论16局部腐蚀336.1局部腐蚀与全向腐蚀的比较16.2电偶腐蚀6.3点腐蚀16.4晶间腐蚀17应力作用卜的腐蚀227.1应力作用卜.腐蚀破坏的范畴17.2应力腐蚀开裂7.3腐蚀疲劳18金属在自然环境中的腐蚀338.1大气腐蚀18.2海水腐蚀18.3土壤腐蚀19高温腐蚀229.1高温腐蚀的类型和研

8、究高温腐蚀的重要性19.2金属氧化膜的结构和性质9.3金属高温氧化的动力学和机理19.4影响金属氧化行为的因素10金属材料的耐蚀性2210.1金属耐蚀性合金化原理110.2铁和铁基合金的耐蚀性10.3铝和铝合金的耐蚀性110.4钛和钛合金的耐蚀性11腐蚀控制方法及其选择2211.1正确选用材料及合理设计结构和加工工艺111.2表向涂镀层与改性技木111.3腐蚀控制方法的选择原则合计2424四、教学内容及基本要求第1部分绪论总学时（单位：学时）:2 讲课:2实验：0上机:0第1部分绪论（讲课2学时）具体内容：1） 了解材料腐蚀的基本概念2） 了解腐蚀的危害与腐蚀控制的重要性3）掌握材料腐蚀的分类

9、重 点：化学腐蚀与电化学腐蚀的联系和区别；全面腐蚀和局部腐蚀的联系和区别习题：研究金属腐蚀的重要意义；腐蚀的分类；腐蚀的速率第2部分电化学腐蚀热力学总学时（单位：学时）:2 讲课:2实验:0上机:0第2.1部分 腐蚀电池及其工作历程（讲课 1学时）具体内容：1）掌握自发过程平衡状态2）掌握非自发过程第 2.2部分 电极电位与电化学腐蚀倾向的判断（讲课1 学时）具体内容：1 ）掌握化学腐蚀2）掌握电化学腐蚀3）掌握标准电极电势和金属电动序重 点:自发过程平衡状态；化学腐蚀；电化学腐蚀难点:电化学腐蚀习题:自发过程平衡状态与非自发过程；化学腐蚀与电化学腐蚀的比较第 3 部分 电化学腐蚀动力学总学时

10、（单位：学时）:2 讲课 :2 实验 :0 上机 :0第 3.1 部分 腐蚀电池的电极过程（讲课1 学时）具体内容:1 ）掌握阳极过程2）掌握阴极过程第 3.2部分 腐蚀速率与极化作用（讲课1 学时）具体内容：1 ）掌握腐蚀电池的极化现象2）掌握阳极极化3）掌握阴极极化重 点:腐蚀速率与极化作用难点：阳极过程与阴极过程习题:影响阴极极化的因素腐蚀电池的电极过程；腐蚀电池的极化现象；影响阳极极化的因素；第 4 部分 析氢腐蚀与吸氧腐蚀总学时（单位：学时）:2 讲课 :2 实验 :0 上机 :0第 4.1 部分 析氢腐蚀（讲课1 学时）具体内容:1 ）掌握析氢腐蚀的必要条件2）掌握析氢过电势3）掌

11、握析氢腐蚀的控制过程4）掌握减少析氢腐蚀的途径第 4.2部分 吸氧腐蚀（讲课1 学时）具体内容:1 ）掌握吸氧腐蚀的必要条件2）掌握吸氧过程及过电势3）掌握吸氧腐蚀的控制过程及特点4）掌握影响吸氧腐蚀的因素重点:析氢反应及析氢腐蚀的特征；吸氧腐蚀的影响因素难点:析氢反应及析氢腐蚀的特征；吸氧腐蚀的影响因素习 题:析氢反应及析氢腐蚀的特征；吸氧腐蚀的影响因素第 5 部分 金属的钝化总学时（单位：学时）:2 讲课 :2 实验 :0 上机 :0第 5.1 部分 1 钝化现象和极化曲线（讲课1 学时）具体内容:1 ）掌握钝化现象2）掌握阳极钝化曲线3）掌握金属的自钝化第 5.2部分 钝化理论（讲课1

12、学时）具体内容：1 ）掌握成相膜理论2）掌握吸附膜理论3）掌握两种理论的比较重 点:电化学钝化；钝化理论难点:电化学钝化；钝化理论习题:阳极钝化曲线；成相膜理论；吸附膜理论第 6 部分 局部腐蚀总学时（单位：学时）:3 讲课 :3 实验 :0 上机 :0第 6.1 部分 局部腐蚀与全面腐蚀的比较和电偶腐蚀（讲课1 学时）具体内容:1 ）掌握局部腐蚀与全面腐蚀的比较2）掌握局部腐蚀的特征3）掌握电偶腐蚀的机理4）掌握影响电偶的因素5）掌握控制电偶腐蚀的方法第 6.2部分 点腐蚀（讲课1 学时）具体内容：1 ）掌握点蚀的机理2）掌握影响点蚀的因素3）掌握点蚀的控制方法第 6.3部分 晶间腐蚀（讲课

13、1 学时）具体内容：1 ）晶间腐蚀的机理2）影响晶间腐蚀的因素3）晶间腐蚀的控制方法重 点：局部腐蚀与全面腐蚀的比较；电偶腐蚀；点蚀；晶间腐蚀难点:电偶腐蚀；晶间腐蚀习题:局部腐蚀与全面腐蚀的比较；电偶腐蚀的机理；影响点蚀的因素；影响晶间腐蚀的因素第 7 部分 应力作用下的腐蚀总学时（单位：学时）:2 讲课 :2 实验 :0 上机 :0第 7.1 部分 应力作用下腐蚀破坏的范畴和应力腐蚀开裂（讲课1 学时）具体内容:1 ）掌握应力腐蚀条件和特征2）掌握应力腐蚀机理3）掌握应力腐蚀控制方法4）掌握应力腐蚀断裂条件和特征5）掌握应力腐蚀断裂机理6）掌握应力腐蚀断裂控制方法第 7.2部分 腐蚀疲劳（

14、讲课1 学时）具体内容：1 ）掌握腐蚀疲劳的条件和特征2）掌握腐蚀疲劳的机理3）掌握腐蚀疲劳控制方法重 点:应力腐蚀机理；腐蚀疲劳的条件和特征难点:应力腐蚀机理；腐蚀疲劳的条件和特征习题：应力腐蚀条件和特征；应力腐蚀断裂控制方法；腐蚀疲劳控制方法第 8 部分 金属在自然环境中的腐蚀总学时（单位：学时）:3 讲课 :3 实验 :0 上机 :0第 8.1 部分 大气腐蚀（讲课1 学时）具体内容:1 ）掌握大气腐蚀的分类2）掌握大气腐蚀的机理3）掌握影响大气腐蚀的因素4）掌握防止大气腐蚀的方法第 8.2部分 海水腐蚀（讲课1 学时）具体内容：1 ）掌握海水腐蚀的特点2）掌握海水腐蚀影响因素3）掌握防

15、止海水腐蚀的措施第 8.3部分 土壤腐蚀（讲课1 学时）具体内容：1 ）掌握土壤腐蚀的特点2）掌握影响土壤腐蚀的因素3）掌握防止土壤腐蚀的措施重 点：大气腐蚀的机理；海水腐蚀影响因素；防止土壤腐蚀的措施难点:大气腐蚀的机理；海水腐蚀影响因素；防止土壤腐蚀的措施习题:大气腐蚀的机理；防止大气腐蚀的方法；海水腐蚀的特点；海水腐蚀影响因素；防止土壤腐蚀的措施第 9 部分 高温腐蚀总学时（单位：学时）:2 讲课 :2 实验 :0 上机 :0第 9.1 部分 高温腐蚀的类型和金属氧化膜的结构及性质（讲课1 学时）具体内容:1 ）掌握高温腐蚀的可能性和方向性2）掌握金属氧化物的高温稳定性3）掌握金属氧化膜

16、的类型4）掌握金属氧化膜的晶体结构5）掌握金属氧化膜的完整性和保护性第 9.2部分 金属高温氧化的动力学和机理及影响金属氧化行为的因素（讲课1 学时）具体内容：1 ）掌握金属高温氧化的过程2）掌握金属氧化的动力学规律3）掌握金属氧化的机理4）掌握影响金属氧化行为的因素4）掌握温度的影响5）掌握氧压的影响6）掌握气体介质的影响重 点：金属氧化膜的结构和性质；金属高温氧化的动力学影响；金属氧化行为的因素难点:金属氧化膜的结构和性质；金属高温氧化的动力学影响；金属氧化行为的因素习题:金属氧化膜的完整性和保护性；金属高温氧化的过程；影响金属氧化行为的因素第 10部分 金属材料的耐蚀性总学时（单位：学时

17、）:2 讲课 :2 实验 :0 上机 :0第 10.1 部分 金属耐蚀性合金化原理（讲课1 学时）具体内容:1 ）掌握利用合金化提高金属腐蚀的途径2）掌握金属耐蚀合金化的机理3）掌握铁的耐蚀性特点4）掌握碳钢耐蚀性特点5）掌握低碳钢耐蚀性特点第 10.2部分 铁和铁基合金的耐蚀性与钛和钛合金的耐蚀性（讲课1 学时）具体内容：1 ）掌握纯铝的耐蚀性2）掌握铝合金的耐蚀性3）掌握钛的耐蚀性4）掌握钛合金的耐蚀性重 点:金属耐蚀性合金化原理；铁和铁基合金的耐蚀性难点:金属耐蚀性合金化原理；铁和铁基合金的耐蚀性习题:金属耐蚀性合金化原理；低碳钢耐蚀性特点；铝合金的耐蚀性；钛合金的耐蚀性第 11 部分 腐蚀控制方法及其选择总学时（单位：学时）:2 讲课 :