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金屬材料常見的腐蝕有哪些? 全面腐蝕和局部腐蝕的區別有哪些?

常見的腐蝕有全面腐蝕和局部腐蝕,而局部腐蝕又分為應力腐蝕、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕。


晶間腐蝕:

晶間腐蝕是局部腐蝕的一種。沿著金屬晶粒間的分界面向內部擴展的腐蝕。主要由于晶粒表面和內部間化學成分的差異以及晶界雜質或內應力的存在。晶間腐蝕破壞晶粒間的結合,大大降低金屬的機械強度。


而且腐蝕發生后金屬和合金的表面仍保持一定的金屬光澤,看不出被破壞的跡象,但晶粒間結合力顯著減弱,力學性能惡化, 不能經受敲擊,所以是一種很危險的腐蝕。通常出現于黃銅、硬鋁合金和一些不銹鋼、鎳基合金中。不銹鋼焊縫的晶間腐蝕是化學工業的一個重大問題。

點腐蝕:

點腐蝕簡稱點蝕(pitting corrosion)是指金厲表面在腐蝕介質中形成小孔的一種極為局部的腐蝕形態,亦稱孔蝕。腐蝕小孔孤立地存在,有些則緊湊地在一起。孔蝕使金屬失重很少,但能使設備穿孔破壞。孔蝕是電化學反應中陽極反應的獨特形態。


如若該金屬在此介質中雖呈鈍態,但介質中含的活性陰離子(如氯離子)仍可優先地有選擇地吸咐在鈍化膜上,在特定點(如缺陷處、含雜質處)上與鈍化膜中的陽離子結合成可溶性的化合物,該處便發生腐蝕小點,成為點蝕核(約20~30pm)。再繼續發展可成為蝕孔。


腐蝕疲勞:

腐蝕疲勞在交變載荷和腐蝕性介質交互作用下形成裂紋及擴展的現象。由于腐蝕介質的作用而引起抗疲勞性能的降低。在交變載荷下首先在表面發生疲勞損傷,在連續的腐蝕環作用下最終發生斷裂或泄漏。對應力腐蝕敏感或不敏感的材料都可能發生腐蝕疲勞,因此沒有一種金屬或合金能抗腐蝕疲勞。


腐蝕疲勞裂紋通常為穿晶型的。與應力腐蝕有一個不同點是,裂紋的應力強度因子。即使小于單純應力腐蝕的臨界應力強度因子值(KISCC)時裂紋也會隨著時間而擴展。腐蝕疲勞的最后斷裂階段是純機械性的,與介質無關。

縫隙腐蝕:

縫隙腐蝕,許多金屬構件是由螺釘、鉚、焊等方式連接的,在這些連接件或焊接接頭缺陷處可能出現狹窄的縫隙,其縫寬(一般在0.025~0.1mm)足以使電解質溶液進入,使縫內金屬與縫外金屬構成短路原電池,并且在縫內發生強烈的腐蝕的局部腐蝕。

應力腐蝕:

應力腐蝕是指在拉應力作用下,金屬在腐蝕介質中引起的破壞。這種腐蝕一般均穿過晶粒,即所謂穿晶腐蝕。應力腐蝕由殘余或外加應力導致的應變和腐蝕聯合作用產生的材料破壞過程。應力腐蝕導致材料的斷裂稱為應力腐蝕斷裂。

應力腐蝕一般認為有陽極溶解和氫致開裂兩種。常見應力腐蝕的機理是:零件或構件在應力和腐蝕介質作用下,表面的氧化膜被腐蝕而受到破壞,破壞的表面和未破壞的表面分別形成陽極和陰極,陽極處的金屬成為離子而被溶解,產生電流流向陰極。由于陽極面積比陰極的小得多,陽極的電流密度很大,進一步腐蝕已破壞的表面。加上拉應力的作用,破壞處逐漸形成裂紋,裂紋隨時間逐漸擴展直到斷裂。這種裂紋不僅可以沿著金屬晶粒邊界發展,而且還能穿過晶粒發展。


應力腐蝕開裂的特征:

(1)工作狀態下構件所承受的外加載荷形成的抗應力;

(2)加工、制造、熱處理引起的內應力;

(3)裝配、安裝形成的內應力;

(4)溫差引起的熱應力;

(5)裂紋內因腐蝕產物的體積效應造成的楔入作用也能產生裂紋擴展所需要的應力。

產生應力腐蝕破裂的材料——介質組合。如下表所示。

全面腐蝕:

全面腐蝕是最常見的腐蝕形態,其特征是腐蝕分布于金屬的整個表面,使金屬整體減薄。發生全面腐蝕的條件是:腐蝕介質能夠均勻地抵達金屬表面的各部位,而且金屬的成分和組織比較均勻。例如碳鋼或鋅板在稀硫酸中的溶解,以及某些材料在大氣中的腐蝕都是典型的全面腐蝕。

來源:世界之大觀海聽濤

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