電化學腐蝕

                                    電化學腐蝕

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什么是電化學腐蝕？ 
之前介紹SAF2507雙相不銹鋼高壓自力式調(diào)節(jié)閥，現(xiàn)在介紹金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，通過電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。電化學腐蝕反應(yīng)是一種氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中，金屬失去電子而被氧化，其反應(yīng)過程稱為陽極反應(yīng)過程，反應(yīng)產(chǎn)物是進入介質(zhì)中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物（或金屬難溶鹽）；介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬表面獲得電子而被還原，其反應(yīng)過程稱為陰極反應(yīng)過程。在陰極反應(yīng)過程中，獲得電子而被還原的物質(zhì)習慣上稱為去極化劑。在均勻腐蝕時，金屬表面上各處進行陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的概率沒有顯著差別，進行兩種反應(yīng)的表面位置不斷地隨機變動。如果金屬表面有某些區(qū)域主要進行陽極反應(yīng)，其余表面區(qū)域主要進行陰極反應(yīng)，則稱前者為陽極區(qū)，后者為陰極區(qū)，陽極區(qū)和陰極區(qū)組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應(yīng)，故常采用外接電源或用導線將被保護金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接，以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。
 
吸氧腐蝕 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而發(fā)生的電化腐蝕，叫吸氧腐蝕． 例如鋼鐵在接近中性的潮濕的空氣中腐蝕屬于吸氧腐蝕，其電極反應(yīng)如下： 
負極（Fe）：Fe - 2e = Fe2+ 
正極（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- 
鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕． 
 
在酸性較強的溶液中發(fā)生電化腐蝕時放出氫氣，這種腐蝕叫做析氫腐蝕。在鋼鐵制品中一般都含有碳。在潮濕空氣中，鋼鐵表面會吸附水汽而形成一層薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就變成一種電解質(zhì)溶液，使水里的H+增多。是就構(gòu)成無數(shù)個以鐵為負極、碳為正極、酸性水膜為電解質(zhì)溶液的微小原電池。這些原電池里發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是 
負極（鐵）：鐵被氧化Fe-2e=Fe2+；正極（碳）：溶液中的H+被還原2H++2e=H2↑ 
這樣就形成無數(shù)的微小原電池。后氫氣在碳的表面放出，鐵被腐蝕，所以叫析氫腐蝕。
    陰極保護是一種用于防止金屬在電介質(zhì)（海水、淡水及土壤等介質(zhì)）中腐蝕的電化學保護技術(shù)，該技術(shù)的基本原理是使金屬構(gòu)件作為陰極，對其施加一定的直流電流，使其產(chǎn)生陰極極化，當金屬的電位負于某一電位值時，該金屬表面的電化學不均勻性得到消除，腐蝕的陰極溶解過程得到有效抑制，達到保護的目的。下面用極化曲線來說明陰極保護原理。為了說明問題，把陰極，陽極極化曲線簡化成直線，如下圖（1）所示。 
    在金屬表面上的陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)都有自己的平衡點，為了達到*的陰極保護，必須使整個金屬的電位降低到活潑點的平衡電位。設(shè)金屬表面陽極電位和陰極電位分別為Ea和Ec，金屬腐蝕過程由于極化作用，陽極和陰極的電位都接近于交點S所對應(yīng)的電位Ecorr（自然腐蝕電位），這時的腐蝕電流為Icorr。 
如果進行陰極極化，電位將從向更負的方向移動，陽極反應(yīng)曲線EcS從S向C 點方向延長，當電位極化到E1時，所需的極化電流為I1，相當于AC線段，其中BC線段這部分是外加的，AB線段這部分電流是陽極反應(yīng)所提供的電流，此時金屬尚未腐蝕。如果使金屬陰極極化到更負的電位，例如達到Ea，這時由于金屬表面各個區(qū)域的電位都等于Ea，腐蝕電流為零，金屬達到了*保護，此時外加電流Iapp1即為*保護所需電流。 
    根據(jù)提供陰極極化電流的方式不同，陰極保護又分為犧牲陽極陰極保護法和外加電流陰極保護法兩種。
    在眾多的工業(yè)用途中，不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據(jù)使用的經(jīng)驗來看，除機械失效外，不銹鋼的腐蝕主要表現(xiàn)在：不銹鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕（亦即應(yīng)力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕）。這些局部腐蝕所導致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上，很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。 
    應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）：是指承受應(yīng)力的合金在腐蝕性環(huán)境中由于烈紋的擴展而互生失效的一種通用術(shù)語。應(yīng)力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌，但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應(yīng)力（不論是殘余應(yīng)力還是外加應(yīng)力，或者兩者兼而有之）和特定的腐蝕介質(zhì)存在。型紋的形成和擴展大致與拉應(yīng)力方向垂直。這個導致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力值，要比沒有腐蝕介質(zhì)存在時材料斷裂所需要的應(yīng)力值小得多。在微觀上，穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋，而沿晶界擴圖的裂紋稱為沿晶裂紋，當應(yīng)力腐蝕開裂擴展至其一深度時（此處，承受載荷的材料斷面上的應(yīng)力達到它在空氣中的斷裂應(yīng)力），則材料就按正常的裂紋（在韌性材料中，通常是通過顯微缺陷的聚合）而斷開。因此，由于應(yīng)力腐蝕開裂而失效的零件的斷面，將包含有應(yīng)力腐蝕開裂的特征區(qū)域以及與已微缺陷的聚合相的“韌窩”區(qū)域。 

   點腐蝕：是一種導致腐蝕的局部腐蝕形式。 
   晶間腐蝕：晶粒間界是結(jié)晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的界城，因而，它們是鋼中各種溶質(zhì)元素偏析或金屬化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利區(qū)城。因此，在某些腐蝕介質(zhì)中，晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕，大多數(shù)的金屬和合金在特定的腐蝕介質(zhì)中都可能呈現(xiàn)晶間腐蝕。 
   上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥縫隙腐蝕：是局部腐蝕的一種形式，它可能發(fā)全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內(nèi)。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成，例如，在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成。 
v全面腐蝕：是用來描述在整個合金表面上以比較均勺的方式所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象的術(shù)語。當發(fā)生全面腐蝕時，村料由于腐蝕而逐漸變薄，甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強酸和強堿中可能呈現(xiàn)全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題并不怎么令人擔心，因為，這種腐蝕通?？梢酝ㄟ^簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它。
2.各種不銹鋼的耐腐蝕性能 
304 是一種通用性的不銹鋼，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設(shè)備和機件。 
301 不銹鋼在形變時呈現(xiàn)出明顯的加工硬化現(xiàn)象，被用于要求較高強度的各種場合。 
302 不銹鋼實質(zhì)上就是含碳量更高的304不銹鋼的變種，通過冷軋可使其獲得較高的強度。 
302B 是一種含硅量較高的不銹鋼，它具有較高的抗高溫氧化性能。 
303和303Se 是分別含有硫和硒的易切削不銹鋼，用于主要要求易切削和表而光浩度高的場合。303Se不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機件，因為在這類條件下，這種不銹鋼具有良好的可熱加工性。 
304L 是碳含量較低的304不銹鋼的變種，用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至少，而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。 
304N 是一種含氮的不銹鋼，加氮是為了提高鋼的強度。 
305和384 不銹鋼含有較高的鎳，其加工硬化率低，適用于對冷成型性要求高的各種場合。 
308 不銹鋼用于制作焊條。 
309、310、314及330 不銹鋼的鎳、鉻含量都比較高，為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強度。而30S5和310S乃是309和310不銹鋼的變種，所不同者只是碳含量較低，為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至少。330不銹鋼有著特別高的抗?jié)B碳能力和抗熱震性． 
316和317 型不銹鋼含有鋁，因而在海洋和化學工業(yè)環(huán)境中的抗點腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼。其中，316型不銹鋼由變種包括低碳不銹鋼316L、含氮的高強度不銹鋼316N以及合硫量較高的易切削不銹鋼316F。 
321、347及348 是分別以鈦，鈮加鉭、鈮穩(wěn)定化的不銹鋼，適宜作高溫下使用的焊接構(gòu)件。348是一種適用于核動力工業(yè)的不銹鋼，對鉭和鉆的合量有著一定的限制。
 

1.不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做。鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕是突出的例子。
我們知道，鋼鐵在干燥的空氣里長時間不易腐蝕，但潮濕的空氣中卻很快就會腐蝕。原來，在潮濕的空氣里，鋼鐵的表面吸附了一層薄薄的水膜，這層水膜里含有少量的氫離子與氫氧根離子，還溶解了氧氣等氣體，結(jié)果在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無數(shù)微小的原電池。在這些原電池里，鐵是負極，碳是正極。鐵失去電子而被氧化.是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。
金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸，通過電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。反應(yīng)是一種氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中，金屬失去電子而被氧化，其反應(yīng)過程稱為陽極反應(yīng)過程，反應(yīng)產(chǎn)物是進入介質(zhì)中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物（或金屬難溶鹽）；介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬表面獲得電子而被還原，其反應(yīng)過程稱為陰極反應(yīng)過程。在陰極反應(yīng)過程中，獲得電子而被還原的物質(zhì)習慣上稱為去極化劑。
在均勻腐蝕時，金屬表面上各處進行陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的概率沒有顯著差別，進行兩種反應(yīng)的表面位置不斷地隨機變動。如果金屬表面有某些區(qū)域主要進行陽極反應(yīng)，其余表面區(qū)域主要進行陰極反應(yīng)，則稱前者為陽極區(qū)，后者為陰極區(qū)，陽極區(qū)和陰極區(qū)組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應(yīng)，故常采用外接電源或用導線將被保護金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接，以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。 
2.金屬的腐蝕原理有多種，其中是的一種。當金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣中，金屬表面會形成一種微電池，也稱腐蝕電池(其電極習慣上稱陰、陽極，不叫正、負極)。陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，使陽極發(fā)生溶解，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，一般只起傳遞電子的作用。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分，形成一層水膜，因而使空氣中CO2，SO2，NO2等溶解在這層水膜中，形成電解質(zhì)溶液，而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的，如工業(yè)用的鋼鐵，實際上是合金，即除鐵之外，還含有石墨、滲碳體(Fe3C)以及其它金屬和雜質(zhì)，它們大多數(shù)沒有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵，而陰極為雜質(zhì)，又由于鐵與雜質(zhì)緊密接觸，使得腐蝕不斷進行。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：電動通風蝶閥在煤礦粉層應(yīng)用