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腐蚀失效的分类及破坏形式分析

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:金属构件的腐蚀失效有多种形式,有多种分类方法。7)应力腐蚀和腐蚀疲劳。腐蚀破坏的各种形式如图5-47所示。这种腐蚀发生在金属晶体的边缘上。

腐蚀失效的分类及破坏形式分析

金属构件的腐蚀失效有多种形式,有多种分类方法。

1.按照腐蚀的机理分类

可将金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。

(1)化学腐蚀 化学腐蚀是因金属表面与介质发生化学作用而引起的,它的特点是在腐蚀进行过程中没有电流产生。化学腐蚀可分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀两类。

气体腐蚀是指金属在干燥气体(表面没有湿气冷凝)中发生的腐蚀。一般指在高温时金属的氧化或腐蚀,如枪、炮管内的热腐蚀、电触点表面上的电腐蚀等。

在非电解质溶液中的腐蚀是指金属在不导电的液体中发生的腐蚀,如金属在有机液体(如酒精、石油等)中的腐蚀。

(2)电化学腐蚀 电化学腐蚀与化学腐蚀不同之处在于前者在进行过程中有电流产生。按照所接触的环境不同,可以把电化学腐蚀分为大气腐蚀、土壤腐蚀、在电解质溶液中的腐蚀、在熔融盐中的腐蚀、接触腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳和其他条件下的腐蚀等类。

1)大气腐蚀。腐蚀在潮湿的气体(如空气)中进行。

2)土壤腐蚀。埋设在地下的金属结构件(如管道、电缆等)的腐蚀。

3)在电解质溶液中的腐蚀。这是极其广泛的一类腐蚀,天然水及大部分水溶液对金属结构的腐蚀(如在海水和酸、碱、盐的水溶液中所发生的腐蚀)都属于这一类。

4)在熔融盐中的腐蚀。例如,在热处理车间,熔盐加热炉中的盐炉电极和所处理的金属发生的腐蚀。

5)接触腐蚀。两种电极电位不同的金属互相接触时发生的腐蚀。

6)缝隙腐蚀。在两个零件或构件的连接缝隙内产生的腐蚀。

7)应力腐蚀和腐蚀疲劳。在应力(外加应力或内应力)和腐蚀介质共同作用下的腐蚀,应力腐蚀可以是沿晶的,也可以是穿晶的,当应力是交变时,可能发生腐蚀疲劳。

8)其他条件下的腐蚀。如生物腐蚀、杂散电流的腐蚀、摩擦腐蚀、液态金属中的腐蚀等。

2.按照腐蚀的破坏特征分类

可将金属的腐蚀分为三大类:均匀腐蚀(又称为全面腐蚀)、局部腐蚀和腐蚀断裂。腐蚀破坏的各种形式如图5-47所示。(www.xing528.com)

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图5-47 腐蚀破坏的各种形式

a)均匀腐蚀 b)斑点腐蚀 c)脓疮腐蚀 d)点腐蚀 e)晶间腐蚀 f)穿晶腐蚀

(1)均匀腐蚀 腐蚀均匀地发生在整个金属表面上(图5-47a)。

(2)局部腐蚀 其腐蚀作用仅局限在一定的区域内。与金属的均匀腐蚀比较,金属的局部腐蚀危害性较大。金属的局部腐蚀的类型很多,主要有斑点腐蚀、脓疮腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、穿晶腐蚀、选择性腐蚀和剥蚀等。

1)斑点腐蚀。腐蚀像斑点一样分布在金属的表面上,所占的面积较大,但不是很深(图5-47b),如轻微气蚀。

2)脓疮腐蚀。金属腐蚀破坏的情况,好像人身上长的脓疮,被损坏的地方较深、较大(图5-47c)。

3)点腐蚀(又称为小孔腐蚀)。在金属某些部分被腐蚀成为一些小而深的圆孔,有时甚至发生穿孔(图5-47d)。

4)晶间腐蚀。这种腐蚀发生在金属晶体的边缘上。金属遭到晶间腐蚀后,其晶粒间的结合力显著减小,从而使其力学性能大大降低(图5-47e)。

5)穿晶腐蚀。这是一种沿最大张应力线发生的局部腐蚀,其特征是腐蚀是穿晶的,如金属的腐蚀疲劳及在一定静张应力下的腐蚀(图5-47f)。

6)选择性腐蚀。在多元合金中,某一组分溶解到腐蚀介质中去,从而造成另一组分富集在合金的表面上。如黄铜脱锌,此时黄铜的组分之一的锌被溶解到介质中去,金属表面上富集着铜而呈红色。

7)剥蚀(又称表面下腐蚀)。腐蚀从表面开始,但是向表面下横向发展,因而引起金属鼓泡或层状剥离。如由2A02铝合金制成的压气机叶片容易产生这种腐蚀,有人又称它为千层饼腐蚀。

(3)腐蚀断裂 金属材料在受到腐蚀物质作用的同时又受到应力的作用,最后导致零件或构件的断裂。如应力腐蚀断裂、腐蚀疲劳断裂、微振疲劳断裂等。

3.按照腐蚀破坏的位置分类

可将腐蚀分为表面腐蚀、次表面腐蚀、沿晶腐蚀、穿晶腐蚀和接触表面腐蚀(又称为缝隙腐蚀)等。

对于金属材料来讲,上述腐蚀类型中,局部腐蚀和腐蚀断裂较常见。

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