電化學腐蝕與化學腐蝕的區別(二)
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生的腐蝕現象的術語。當發生全面腐蝕時,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,這種腐蝕通常可以通過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)的設備和機件。?
301?不銹鋼在形變時呈現出明顯的加工硬化現象,被用于要求較高強度的各種場合。?
302?不銹鋼實質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中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕(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最少。330不銹鋼有著特別高的抗滲碳能力和抗熱震性.?
316和317?型不銹鋼含有鋁,因而在海洋和化學工業環境中的抗點腐蝕能力大大地優于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、鈮穩定化的不銹鋼,適宜作高溫下使用的焊接構件。348是一種適用于核動力工業的不銹鋼,對鉭和鉆的合量有著一定的限制。
電化學腐蝕
1.不純的金屬跟電解質溶液接觸時,會發生原電池反應,比較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中所發生的腐蝕是電化學腐蝕最突出的例子。
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,結果在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無數微小的原電池。在這些原電池里,鐵是負極,碳是正極。鐵失去電子而被氧化.電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。
金屬材料與電解質溶液接觸,通過電極反應產生的腐蝕。電化學腐蝕反應是一種氧化還原反應。在反應中,金屬失去電子而被氧化,其反應過程稱為陽極反應過程,反應產物是進入介質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);介質中的物質從金屬表面獲得電子而被還原,其反應過程稱為陰極反應過程。在陰極反應過程中,獲得電子而被還原的物質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和陰極反應的概率沒有顯著差別,進行兩種反應的表面位置不斷地隨機變動。如果金屬表面有某些區域主要進行陽極反應,其余表面區域主要進行陰極反應,則稱前者為陽極區,后者為陰極區,陽極區和陰極區組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽極反應,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接,以使腐蝕發生在電位較低的金屬上。?
2.金屬的腐蝕原理有多種,其中電化學腐蝕是最為廣泛的一種。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)。陽極上發生氧化反應,使陽極發生溶解,陰極上發生還原反應,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,形成電解質溶液,而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的,如工業用的鋼鐵,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,它們大多數沒有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵,而陰極為雜質,又由于鐵與雜質緊密接觸,使得腐蝕不斷進行。
(1)析氫腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較強時)
陽極(Fe):Fe=Fe2++2e-
Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+
陰極(雜質):2H++2e-=H2?
電池反應:Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑
由于有氫氣放出,所以稱之為析氫腐蝕。
(2)吸氧腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時)
陽極(Fe):Fe=Fe2++2e-
陰極:O2+2H2O+4e-=4OH-
總反應:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
由于吸收氧氣,所以也叫吸氧腐蝕。
析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2被氧所氧化,生成Fe(OH)3脫水生成Fe2O3?鐵銹。鋼鐵制品在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。
Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑?O2+2H2O+4e-→4OH-?
2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2?2H++2e-→H2