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合理选择和使用材料的建议

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:合金耐蚀性与化学成分及组织结构有关,也与介质种类及条件等因素有关系。从上式可以看出,材料的耐蚀性可采用以下控制措施。合金中第二相或夹杂物大多数是阴极相,通过提高材料纯净度,进行固溶处理等可以提高材料的耐蚀性。例如Mg中加入质量分数为0.5%~1.0%的Mn时,使Mg-Mn合金在含有氧化物的水溶液中的腐蚀速度大大降低。采用降低材料阳极活性,阻碍阳极过程,提高耐蚀性。基体中加入易钝化元素,促使合金钝化,可提高材料的耐蚀性。

合理选择和使用材料的建议

纯金属的耐蚀性决定于电极电位,电极电位越高(越正),耐蚀性越好,因此有贵金属与贱金属之分。合金耐蚀性与化学成分及组织结构有关,也与介质种类及条件等因素有关系。提高金属材料耐腐蚀程度,应从热力学动力学考虑,腐蚀的控制因素可用腐蚀电流(I)大小予以判断。

式中 E0c——腐蚀体系阴极电位;

E0a——阳极电位;

Pc——阴极极化率;

Pa——阳极极化率;

R——腐蚀体系电阻

K——系数。

从上式可以看出,材料的耐蚀性可采用以下控制措施。

(1)在其他条件一定时,E0c-E0a值越小,I也越小,材料耐蚀性越好。因此可用合金化方法提高材料的E0a,降低E0c-E0a值。例如Cu中加入Au、Ei中加入Cu可使合金耐蚀性显著提高。但这种方法消耗贵金属,一般情况下不易采用。

(2)增大Pc值减少腐蚀电流。控制阴极过程可用减小阴极面积及提高阴极析氢电位等方法。合金中第二相或夹杂物大多数是阴极相,通过提高材料纯净度,进行固溶处理等可以提高材料的耐蚀性。例如单相硬铝合金比退火态耐蚀性要高。但是体系中阳极相可钝化时,减少阴极面积反而不利于提高材料耐蚀性。

在非氧化性或氧化性不强的酸中,析氢电位可控制材料的腐蚀,析氢电位越低(越负),腐蚀速度越大。合金中加入析氢电位高的元素可以降低腐蚀程度。例如Mg中加入质量分数为0.5%~1.0%的Mn时,使Mg-Mn合金在含有氧化物的水溶液中的腐蚀速度大大降低。

(3)增大Pa值减少腐蚀电流。采用降低材料阳极活性,阻碍阳极过程,提高耐蚀性。如果合金中的第二相是阳极相,基体是阴极相,采用提高材料纯净度或固溶处理,减少阳极面积,可提高材料耐蚀性。如果合金中阳极第二相数量多时,在腐蚀过程中将逐渐降低腐蚀速度。例如Al-Mg系合金中强化相(Al2Mg3)是阳极性,在腐蚀过程中将逐渐被腐蚀掉,合金表面微阳极相总面积逐渐减小,材料腐蚀速度降低,所以Al-Mg合金耐蚀性比Al-Cu合金好。

基体中加入易钝化元素,促使合金钝化,可提高材料的耐蚀性。例如钢中加入质量分数为12%~13%的Cr、Ni或Ti中加入Mo可大大提高材料耐蚀性。

(4)增大R值减少腐蚀电流。加入某些元素使合金表面产生保护膜,增大R值,可提高材料耐蚀性。例如钢中加入Cu、P时能促使表面形成FeOx(OH)3-2x保护膜,可提高材料耐大气腐蚀能力。(www.xing528.com)

式中 E0c——腐蚀体系阴极电位;

E0a——阳极电位;

Pc——阴极极化率;

Pa——阳极极化率;

R——腐蚀体系电阻;

K——系数。

从上式可以看出,材料的耐蚀性可采用以下控制措施。

(1)在其他条件一定时,E0c-E0a值越小,I也越小,材料耐蚀性越好。因此可用合金化方法提高材料的E0a,降低E0c-E0a值。例如Cu中加入Au、Ei中加入Cu可使合金耐蚀性显著提高。但这种方法消耗贵金属,一般情况下不易采用。

(2)增大Pc值减少腐蚀电流。控制阴极过程可用减小阴极面积及提高阴极析氢电位等方法。合金中第二相或夹杂物大多数是阴极相,通过提高材料纯净度,进行固溶处理等可以提高材料的耐蚀性。例如单相硬铝合金比退火态耐蚀性要高。但是体系中阳极相可钝化时,减少阴极面积反而不利于提高材料耐蚀性。

在非氧化性或氧化性不强的酸中,析氢电位可控制材料的腐蚀,析氢电位越低(越负),腐蚀速度越大。合金中加入析氢电位高的元素可以降低腐蚀程度。例如Mg中加入质量分数为0.5%~1.0%的Mn时,使Mg-Mn合金在含有氧化物的水溶液中的腐蚀速度大大降低。

(3)增大Pa值减少腐蚀电流。采用降低材料阳极活性,阻碍阳极过程,提高耐蚀性。如果合金中的第二相是阳极相,基体是阴极相,采用提高材料纯净度或固溶处理,减少阳极面积,可提高材料耐蚀性。如果合金中阳极第二相数量多时,在腐蚀过程中将逐渐降低腐蚀速度。例如Al-Mg系合金中强化相(Al2Mg3)是阳极性,在腐蚀过程中将逐渐被腐蚀掉,合金表面微阳极相总面积逐渐减小,材料腐蚀速度降低,所以Al-Mg合金耐蚀性比Al-Cu合金好。

基体中加入易钝化元素,促使合金钝化,可提高材料的耐蚀性。例如钢中加入质量分数为12%~13%的Cr、Ni或Ti中加入Mo可大大提高材料耐蚀性。

(4)增大R值减少腐蚀电流。加入某些元素使合金表面产生保护膜,增大R值,可提高材料耐蚀性。例如钢中加入Cu、P时能促使表面形成FeOx(OH)3-2x保护膜,可提高材料耐大气腐蚀能力。

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