No.6模塊三 任務三 局部腐蝕(縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕破裂)

教學任務任務三局部腐蝕（二）

一、縫隙腐蝕二、晶間腐蝕三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞應力腐蝕破裂腐蝕疲勞空泡腐蝕31一、縫隙腐蝕1、概念金屬部件在介質(zhì)中，由于金屬與金屬或金屬與非金屬之間形成特別小的縫隙，使縫隙內(nèi)介質(zhì)處于滯留狀態(tài)，引起縫內(nèi)金屬加速腐蝕，這種局部腐蝕稱為縫隙腐蝕。任務三局部腐蝕（二）2、特征①縫隙必須很?。ㄒ话?.025~0.1mm）。

②幾乎所有的介質(zhì)，包括中性、接近中性及酸性介質(zhì)都能發(fā)生縫隙腐蝕。③具有自鈍化特性的金屬或合金敏感性較高。52任務三局部腐蝕（二）一、縫隙腐蝕3、機理閉塞電池模型教材P49:圖3-5碳鋼在中性海水中縫隙腐蝕示意氧濃差電池→閉塞電池的形成→酸化自催化作用→腐蝕加速縫隙腐蝕示意4、防止消除縫隙——最好方法選用不吸濕墊片去除固體顆粒電化學保護通常采用陽極保護。教材P130【思考】為什么一般不提倡用改變材料的方法來防止縫隙腐蝕？63二、晶間腐蝕1、概念指金屬材料在適宜的腐蝕性介質(zhì)中沿晶界發(fā)生和發(fā)展的局部腐蝕形態(tài)。任務三局部腐蝕（二）2、特征①金屬損失量很小。②不銹鋼、鎳基合金、鋁合金、鎂合金等都是晶間腐蝕敏感性高的材料。晶間腐蝕示意74任務三局部腐蝕（二）晶間腐蝕示意形成碳化物Cr23C6而析出。由于鉻的擴散速度較慢且得不到及時補充，因此晶界周圍嚴重地貧鉻。而貧鉻區(qū)的小陽極（晶界）和未影響區(qū)域的大陰極（晶粒）構成了局部腐蝕電池，因而使貧鉻區(qū)受到期了晶間腐蝕。二、晶間腐蝕3、機理理奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕機—貧鉻理論當奧氏體不銹鋼經(jīng)高溫固溶處理后，其中的碳處于過飽和狀態(tài)，當在敏化溫度（500℃～800℃）范圍內(nèi)受熱時，奧氏體中過飽和的碳就會迅速向晶界擴散，與鉻85任務三局部腐蝕（二）二、晶間腐蝕4、防止降低鋼中含碳量因為碳與鉻形成Cr23C6碳化物導致晶間腐蝕的發(fā)生，當含碳量降到0.02%（超低碳）以下時，不易產(chǎn)生晶間腐蝕。加入穩(wěn)定化元素在不銹鋼中加入穩(wěn)定化元素鈦（Ti）或鈮（Nb），可優(yōu)先與碳形成穩(wěn)定型碳化物，不至于形成Cr23C6，有利于防止貧鉻現(xiàn)象。采用固溶處理

使Cr23C6向TiC或NbC轉(zhuǎn)變，不再析出碳化鉻。96任務三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（一）拉應力與環(huán)境聯(lián)合作用—應力腐蝕破裂1、概念拉應力與腐蝕環(huán)境的聯(lián)合作用所引起金屬的腐蝕破裂，稱為應力腐蝕破裂（一般簡稱SCC）。

2、應力腐蝕破裂的條件和破裂形式條件：拉應力與特定介質(zhì)破裂形式：穿晶型、晶界型和混合型。

教材P51：表3-3

常用金屬易于產(chǎn)生應力腐蝕破裂的腐蝕介質(zhì)StressCorrosionCraking107任務三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（一）拉應力與環(huán)境聯(lián)合作用—應力腐蝕破裂3、應力腐蝕破裂的力學過程和特性力學過程拉應力—主要因素之一裂紋的存在—重要因素之一特性①應力必須是拉應力。②合金對SCC的敏感性比純金屬高。③對某一種合金僅有幾種化學介質(zhì)能引起它的應力腐蝕破裂。④應力腐蝕裂紋的走向在宏觀上與主拉應力的方向垂直，且斷口總是宏觀脆性的，即使韌性很好的合金也是如此。⑤對某種金屬材料，在特定的腐蝕環(huán)境中，只有足夠大的拉應力才會發(fā)生SCC，否則應力腐蝕破裂就不會發(fā)生。118任務三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（一）拉應力與環(huán)境聯(lián)合作用—應力腐蝕破裂4、應力腐蝕破裂的防止①選擇適當?shù)牟牧?。②熱處理消除殘余應力。③改變金屬表面應力的方向。④合理設計設備結構和控制制造工藝。⑤嚴格控制腐蝕環(huán)境。⑥添加緩蝕劑。⑦采用保護性覆蓋層。⑧采用陰極保護。129任務三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（二）交變應力與環(huán)境聯(lián)合作用—腐蝕疲勞1、概念材料或結構在交變載荷和腐蝕介質(zhì)共同作用下而引起的材料疲勞強度或疲勞壽命降低的現(xiàn)象稱為腐蝕疲勞。如：化工行業(yè)的泵軸及汽車彈簧經(jīng)常受拉壓交變應力；間隙性輸送熱流體的管道、傳熱設備、反應釜等也有可能由于溫度周期性變化而產(chǎn)生腐蝕疲勞。1310任務三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（二）交變應力與環(huán)境聯(lián)合作用—腐蝕疲勞2、防止a.降低應力如：通過設計合理的結構，采用合理的加工、裝配方法以及消除應力處理等措施，減小構件的應力。b.陰極保護如：低碳鋼在3%氯化鈉溶液中，外加電流可實現(xiàn)陰極保護。c.陽極保護如：不銹鋼可采用陽極保護。1411任務三局部腐蝕（二）三、力與環(huán)境聯(lián)合作用產(chǎn)生的腐蝕破壞（三）沖擊應力與環(huán)境聯(lián)合作用—空泡腐蝕1、概念空泡腐蝕是金屬與液體介質(zhì)之間作調(diào)整相對運動時液體介質(zhì)對金屬進行的沖擊加腐蝕的一種腐蝕形式，空泡腐蝕的結果使金屬表面呈蜂窩狀腐蝕坑。2、防止設計結構合理的流道合理選材如：選用硬度大并有足夠的延展性、組織均勻、表面光滑、耐蝕能力強的材料。使材料表面有吸收沖擊力的功能如：用彈