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發布時間:2020-10-21 14:18:18
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1. HastelloyC-276 交貨狀態:鍛造、鑄態、退火態、固溶態、時效態等等;
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耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng) 哈氏C-276合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)于鎳-鉬-鉻(ge)-鐵(tie)-鎢系(xi)鎳基合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)。它是(shi)(shi)(shi)現代金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料中(zhong)(zhong)最(zui)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)。主(zhu)要(yao)(yao)耐(nai)(nai)濕氯、各(ge)種(zhong)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)氯化(hua)(hua)物、氯化(hua)(hua)鹽(yan)溶(rong)液(ye)、硫(liu)(liu)酸(suan)與氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)鹽(yan),在(zai)低(di)溫與中(zhong)(zhong)溫1中(zhong)(zhong)均有(you)很(hen)(hen)好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。因此,近三十年以來、在(zai)苛(ke)刻的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)環(huan)境(jing)(jing)(jing)中(zhong)(zhong),如化(hua)(hua)工(gong)、石油化(hua)(hua)工(gong)、煙氣脫(tuo)硫(liu)(liu)、紙漿和(he)造(zao)紙、環(huan)保(bao)等工(gong)業(ye)領域有(you)著相當廣泛的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)。 哈氏C-276合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)數(shu)據是(shi)(shi)(shi)有(you)其(qi)典型性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de),但(dan)是(shi)(shi)(shi)不能(neng)(neng)用(yong)(yong)作規范,尤(you)(you)其(qi)是(shi)(shi)(shi)在(zai)不明環(huan)境(jing)(jing)(jing)中(zhong)(zhong),必須要(yao)(yao)經過試驗才可以選材(cai)。哈氏C-276合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)沒有(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)Cr來耐(nai)(nai)強氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)環(huan)境(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),如熱的(de)(de)(de)(de)1。這(zhe)種(zhong)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)產生主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)(shi)(shi)針(zhen)對化(hua)(hua)工(gong)過程(cheng)環(huan)境(jing)(jing)(jing),尤(you)(you)其(qi)是(shi)(shi)(shi)存在(zai)混(hun)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)情況下(xia),如煙氣脫(tuo)硫(liu)(liu)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)出料管等。下(xia)表是(shi)(shi)(shi)四種(zhong)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)不同環(huan)境(jing)(jing)(jing)下(xia)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)對比試驗情況。(所有(you)焊接試樣采用(yong)(yong)自熔鎢極氬(ya)弧焊)具有(you)優(you)異的(de)(de)(de)(de)抗應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開(kai)裂能(neng)(neng)力(li)(li)和(he)好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)局部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)(li),在(zai)很(hen)(hen)多(duo)化(hua)(hua)工(gong)工(gong)藝介質(zhi)中(zhong)(zhong)有(you)滿意的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)特性(xing)(xing),包括浸蝕(shi)(shi)(shi)很(hen)(hen)強的(de)(de)(de)(de)無機(ji)酸(suan)溶(rong)液(ye)、氯氣和(he)含(han)氯化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)介質(zhi)、干燥氯氣、甲酸(suan)和(he)醋酸(suan)、海水(shui)和(he)鹽(yan)水(shui)等腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)(shi)材(cai)料在(zai)環(huan)境(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)下(xia)引起的(de)(de)(de)(de)破壞或(huo)變質(zhi)。金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)和(he)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)(shi)(shi)由于化(hua)(hua)學(xue)(xue)或(huo)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)作用(yong)(yong)引起的(de)(de)(de)(de)破壞,有(you)時(shi)還同時(shi)伴有(you)機(ji)械、物理(li)或(huo)生物作用(yong)(yong)。例如應力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破裂就是(shi)(shi)(shi)應力(li)(li)和(he)化(hua)(hua)學(xue)(xue)物質(zhi)共同作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)結果。單純物理(li)作用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)破壞,如合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)在(zai)液(ye)態金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)物理(li)溶(rong)解(jie),也屬(shu)于腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)范疇(chou),但(dan)這(zhe)類(lei)破壞實(shi)例不多(duo)。單純的(de)(de)(de)(de)機(ji)械破壞,如金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)被切(qie)削、研磨,不屬(shu)于腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)范疇(chou)非金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)破壞一(yi)般是(shi)(shi)(shi)由于化(hua)(hua)學(xue)(xue)或(huo)物理(li)作用(yong)(yong)引起,如氧(yang)化(hua)(hua)、溶(rong)解(jie)、溶(rong)脹等。
第一講 金屬(shu)腐(fu)蝕(shi)概述
第一節 金屬(shu)腐蝕的(de)分類(lei)
根(gen)(gen)據(ju)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)形(xing)態,可分為(wei)(wei)均勻(全(quan)面(mian)(mian))腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)兩類,局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)還(huan)可分為(wei)(wei)若干小類。根(gen)(gen)據(ju)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用原理(li)(li),可分為(wei)(wei)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。兩者的(de)(de)(de)(de)區(qu)(qu)別是當電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)發生(sheng)(sheng)時,金(jin)屬(shu)表面(mian)(mian)存在(zai)(zai)隔(ge)離(li)的(de)(de)(de)(de)陰極與陽極,有微(wei)(wei)小的(de)(de)(de)(de)電(dian)流(liu)存在(zai)(zai)于(yu)(yu)兩極之間,單純的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)則不形(xing)成微(wei)(wei)電(dian)池(chi)。過去認(ren)為(wei)(wei),高(gao)(gao)(gao)溫氣體腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(如高(gao)(gao)(gao)溫氧化(hua)(hua))屬(shu)于(yu)(yu)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),但(dan)近(jin)代概念指(zhi)出在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)中(zhong)也存在(zai)(zai)隔(ge)離(li)的(de)(de)(de)(de)陽極和(he)陰極區(qu)(qu),也有電(dian)子和(he)離(li)子的(de)(de)(de)(de)流(liu)動。據(ju)此,出現了另一(yi)種(zhong)分類:干腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)濕腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。濕腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是指(zhi)金(jin)屬(shu)在(zai)(zai)水溶液中(zhong)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),是典型(xing)的(de)(de)(de)(de)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),干腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)則是指(zhi)在(zai)(zai)干氣體(通常是在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫)或非水溶液中(zhong)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。單純的(de)(de)(de)(de)物理(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),對于(yu)(yu)金(jin)屬(shu)很少見,對于(yu)(yu)非金(jin)屬(shu),則多半(ban)產生(sheng)(sheng)單純的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)或物理(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),有時兩種(zhong)作(zuo)用同(tong)時發生(sheng)(sheng)。
第二節 金屬(shu)腐蝕的形態
金屬腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)形態(tai)可分為全面(均(jun)(jun)勻(yun))腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)兩大類。前(qian)者較均(jun)(jun)勻(yun)地發生在(zai)(zai)全部(bu)(bu)表面,后者只發生在(zai)(zai)局(ju)部(bu)(bu)。例如孔蝕(shi)(shi)(shi),縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞,氫腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂,選擇(ze)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),磨損(sun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),脫層腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)等。常(chang)見金屬材料基礎知識( 簡要讀本(ben)― ― 僅供內部(bu)(bu)使(shi)用)( 2004 VER.)一般局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)比全面腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)危害嚴重得(de)多,有(you)一些局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)往往是突發性和(he)災(zai)難性的(de)。如設備和(he)管道穿(chuan)孔破(po)裂造成可燃可爆或有(you)毒流體(ti)泄漏,而引起火災(zai)、爆炸、污染環境等事故。根(gen)據一些統計資(zi)料,化工設備的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)約占70%。均(jun)(jun)勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)雖然危險性小,但大量金屬都(dou)暴露在(zai)(zai)產生均(jun)(jun)勻(yun)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)氣(qi)體(ti)和(he)水中,所(suo)以(yi)經濟損(sun)失(shi)也非常(chang)驚人。
1.全面(均勻)腐蝕
金屬(shu)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)全部或(huo)(huo)大(da)部都發(fa)生腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)程(cheng)度大(da)致(zhi)是(shi)均(jun)(jun)允(yun)的(de)(de)(de)。一(yi)般表(biao)面(mian)(mian)覆蓋一(yi)層腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)產物膜,能(neng)使(shi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)減緩,高溫氧(yang)化(hua)就是(shi)一(yi)例。又如(ru)易鈍化(hua)的(de)(de)(de)金屬(shu)如(ru)不(bu)(bu)銹鋼、鈦(tai)、鋁等在(zai)氧(yang)化(hua)環(huan)境中(zhong)(zhong)(zhong)產生極薄的(de)(de)(de)鈍化(hua)膜,具有(you)優(you)良的(de)(de)(de)保護性,使(shi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)實(shi)質上(shang)停止。鐵(tie)在(zai)大(da)氣和(he)水中(zhong)(zhong)(zhong)產生的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)膜(銹)保護性很(hen)低(di)。一(yi)般均(jun)(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)很(hen)嚴重(zhong)(zhong)。也有(you)些均(jun)(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)產生表(biao)面(mian)(mian)膜,如(ru)鐵(tie)在(zai)稀硫酸或(huo)(huo)鹽(yan)酸中(zhong)(zhong)(zhong)全面(mian)(mian)迅速溶化(hua)。無膜全面(mian)(mian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)很(hen)危險(xian),但在(zai)現實(shi)生活中(zhong)(zhong)(zhong)很(hen)少發(fa)生,除(chu)非選材嚴重(zhong)(zhong)錯誤,例如(ru)選用(yong)鐵(tie)或(huo)(huo)鋁設(she)備貯運(yun)鹽(yan)酸等。均(jun)(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)程(cheng)度可(ke)以(yi)(yi)用(yong)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)率來表(biao)示(shi)。常用(yong)兩種(zhong)單(dan)(dan)位,一(yi)是(shi)單(dan)(dan)位時間內(nei),單(dan)(dan)位表(biao)面(mian)(mian)積上(shang)損(sun)失(shi)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)量,以(yi)(yi)g/(m2·h)計(ji);另(ling)一(yi)是(shi)單(dan)(dan)位時間內(nei)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)平均(jun)(jun)厚(hou)度,以(yi)(yi)mm/年計(ji)。二者(zhe)換算(suan)關系如(ru)下:1mm/年=8.76g/(m2·h)x1/d式中(zhong)(zhong)(zhong):d-材料的(de)(de)(de)密度。由厚(hou)度腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)率可(ke)以(yi)(yi)估(gu)算(suan)設(she)備的(de)(de)(de)預期壽命,一(yi)般應用(yong)得更廣泛。
2.孔蝕
孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)一(yi)種高(gao)度局部的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)形(xing)(xing)態。孔(kong)有大(da)有小,多(duo)數情況下比較(jiao)小,一(yi)般孔(kong)表面(mian)(mian)直徑(jing)等(deng)于(yu)(yu)(yu)或小于(yu)(yu)(yu)它的(de)深度,也有些情況為(wei)(wei)(wei)碟形(xing)(xing)淺(qian)孔(kong)。小而深的(de)孔(kong)可(ke)(ke)能使(shi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)板穿(chuan)透,引(yin)起(qi)物料流(liu)失、火災、爆炸等(deng)事故。它是(shi)破壞(huai)(huai)性(xing)(xing)和隱患最大(da)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)形(xing)(xing)態之一(yi)。孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)通常發生(sheng)(sheng)(sheng)在(zai)表面(mian)(mian)有鈍(dun)化(hua)膜(mo)或有保護膜(mo)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu),如不(bu)銹(xiu)鋼、鈦、鋁合金(jin)(jin)(jin)(jin)等(deng)。由(you)于(yu)(yu)(yu)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)表面(mian)(mian)存在(zai)缺陷(露頭的(de)螺位(wei)錯,非(fei)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)夾雜(za)物等(deng))和液(ye)體內(nei)(nei)存在(zai)能破壞(huai)(huai)鈍(dun)化(hua)膜(mo)的(de)活性(xing)(xing)離(li)子(zi)(如CI-、Br-),鈍(dun)化(hua)膜(mo)在(zai)局部被破壞(huai)(huai),微小的(de)膜(mo)破口處的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)(wei)陽極,其電流(liu)高(gao)度集(ji)中,破口周(zhou)圍廣大(da)面(mian)(mian)積的(de)膜(mo)成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)(wei)陰(yin)極,因(yin)此腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)迅速向(xiang)內(nei)(nei)發展(zhan),形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)。當孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)不(bu)久,孔(kong)內(nei)(nei)的(de)氧(yang)很快(kuai)耗盡,因(yin)此只有陽極反(fan)應在(zai)孔(kong)內(nei)(nei)進行,很快(kuai)就(jiu)(jiu)積累了(le)(le)帶(dai)正電的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)離(li)子(zi)。為(wei)(wei)(wei)了(le)(le)保持電中性(xing)(xing),帶(dai)負電的(de)CI-從外部溶液(ye)擴散到孔(kong)內(nei)(nei),由(you)于(yu)(yu)(yu)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(Fe、Cr)氯化(hua)物的(de)水(shui)解產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)了(le)(le)鹽(yan)酸:M+CI-+H2O=MOH↓+H+CI-孔(kong)內(nei)(nei) pH 下降,變為(wei)(wei)(wei)酸性(xing)(xing),鹽(yan)酸使(shi)更(geng)多(duo)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)溶解,又有更(geng)多(duo)的(de)CI-遷入孔(kong)內(nei)(nei),形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)自催(cui)化(hua)加(jia)(jia)速的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。鄰接蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)的(de)表面(mian)(mian)由(you)于(yu)(yu)(yu)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)陰(yin)極氧(yang)還原反(fan)應而不(bu)受腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),亦(yi)即獲得了(le)(le)陰(yin)極保護。蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)孔(kong)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)以后,是(shi)否繼續深入發展(zhan)直至穿(chuan)孔(kong),由(you)于(yu)(yu)(yu)影響因(yin)素(su)復雜(za),現在(zai)還不(bu)能精確預測(ce),一(yi)般地說,如孔(kong)少,腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)電流(liu)集(ji)中,深入發展(zhan)的(de)可(ke)(ke)能性(xing)(xing)大(da);如孔(kong)多(duo),就(jiu)(jiu)較(jiao)淺(qian),危險性(xing)(xing)也較(jiao)小。a-鈍(dun)化(hua)膜(mo)局部破裂(lie)(lie)b-膜(mo)破口腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)閉(bi)塞區內(nei)(nei)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)離(li)子(zi)增濃c-陰(yin)離(li)子(zi)進入閉(bi)塞區,金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)離(li)子(zi)水(shui)解,pH 下降d-裂(lie)(lie)縫(feng)內(nei)(nei)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)自催(cui)化(hua)加(jia)(jia)速腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)過程(cheng),H在(zai)尖端(duan)析出,滲(shen)入裂(lie)(lie)縫(feng)前緣,使(shi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)脆化(hua)孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和應力發展(zhan)階段示意(yi)圖
3.縫隙腐蝕
是(shi)(shi)孔(kong)蝕(shi)的(de)一種特殊形態,發生在(zai)縫(feng)隙(xi)內(如焊(han)、鉚縫(feng)、墊片或沉積物下(xia)面的(de)縫(feng)隙(xi)),破(po)壞形態為(wei)溝縫(feng)狀(zhuang)(zhuang),嚴重的(de)可(ke)穿透。縫(feng)隙(xi)內是(shi)(shi)缺氧(yang)區,也處(chu)于閉塞狀(zhuang)(zhuang)態,縫(feng)內pH 值下(xia)降,濃度增大。常有(you)一段(duan)較長的(de)孕育期(qi),當縫(feng)內pH 值下(xia)降到臨界值后,與孔(kong)相(xiang)似,也產生加(jia)速腐蝕(shi)。一般在(zai)含Cl-溶液中最易發生。有(you)效的(de)防止方(fang)法是(shi)(shi)消除縫(feng)隙(xi)。
4.脫層腐蝕
在金屬層(ceng)(ceng)狀(zhuang)結構層(ceng)(ceng)與層(ceng)(ceng)之(zhi)間產生腐蝕,先垂直向內(nei)發展,然(ran)后改變方向,有選擇地(di)腐蝕與表(biao)面(mian)平行(xing)的物質(zhi)。腐蝕產物的膨(peng)脹力(li)使未腐蝕的表(biao)層(ceng)(ceng)成層(ceng)(ceng)狀(zhuang)脫離(li)。
5.晶間腐蝕
腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)從表(biao)面沿晶(jing)(jing)粒邊(bian)界(jie)(jie)(jie)向(xiang)內發(fa)展(zhan),外表(biao)沒有(you)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)跡象,但(dan)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)沉(chen)積疏松的腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物。由金相顯微鏡可看到晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)呈(cheng)現(xian)網狀(zhuang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(下(xia)圖)。嚴(yan)重的晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)可使(shi)金屬失去強(qiang)度(du)(du)和(he)延展(zhan)性,在(zai)(zai)(zai)正常載荷下(xia)碎裂。(Cr18Ni8Ti 不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)HCl-空氣(qi)-H2O-丁烷混(hun)合(he)氣(qi)中,700℃)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)在(zai)(zai)(zai)一定條件(jian)下(xia)產生了化(hua)學和(he)組成(cheng)(cheng)上的變化(hua),耐蝕(shi)(shi)(shi)性降(jiang)低所致(zhi),這種(zhong)變化(hua)通常是由于熱處理或冷(leng)加(jia)工引起的。以奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)為例,含鉻量須大于11%才有(you)良好耐蝕(shi)(shi)(shi)性。當焊(han)接時,焊(han)縫兩(liang)側2~3mm 處可被加(jia)熱到400~910℃,在(zai)(zai)(zai)這個溫(wen)(wen)度(du)(du)(敏(min)化(hua)溫(wen)(wen)度(du)(du))下(xia)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)的鉻和(he)碳易化(hua)合(he)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)Cr3C6,Cr 從固溶體中沉(chen)淀出來,晶(jing)(jing)粒內部的Cr 擴散到晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)很(hen)慢(man),晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)就成(cheng)(cheng)了貧(pin)鉻區(qu),鉻量可降(jiang)到遠(yuan)低于11%的下(xia)限,在(zai)(zai)(zai)適合(he)的腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)溶液中就形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)“碳化(hua)鉻晶(jing)(jing)粒(陰極(ji))-噴鉻區(qu)(陽極(ji))”電池,使(shi)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)(jie)貧(pin)鉻區(qu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)工業中較常見,危害(hai)也最大。防止方法有(you):
①“固溶淬(cui)火”處理:將已(yi)產生貧鉻區的(de)鋼加熱到1100℃左右(you),使(shi)碳化鉻溶解,水(shui)淬(cui),迅速通過敏化溫度(du)區,使(shi)合金保持含Cr 的(de)均一態。
②鋼中加(jia)入少(shao)量(liang)更易生(sheng)成碳化物的(de)元(yuan)素(su)鈦或鈮。
③碳含(han)量降(jiang)低到0.03%以下,從晶界沉淀的鉻量就很少。
6.選擇性腐蝕
工業合(he)金(jin)含(han)有(you)(you)不同成(cheng)分和(he)雜質,具有(you)(you)不同的結(jie)構(gou),耐蝕(shi)性(xing)也(ye)有(you)(you)差別。在一(yi)定溶(rong)(rong)液中(zhong),有(you)(you)些(xie)活(huo)性(xing)組(zu)分溶(rong)(rong)出,剩下疏松(song)的不活(huo)潑組(zu)分,強度(du)和(he)延(yan)性(xing)完(wan)全喪(sang)失。這(zhe)類選擇性(xing)腐蝕(shi)的常見例子是黃(huang)銅脫鋅(xin)。鋅(xin)溶(rong)(rong)人溶(rong)(rong)液,黃(huang)銅表面覆蓋一(yi)層疏松(song)的紅色薄膜。實際上銅也(ye)溶(rong)(rong)解,但其后(hou)又沉積在合(he)金(jin)表面上。除均勻的層狀脫鋅(xin)外,還有(you)(you)局部的塞(sai)狀脫鋅(xin)。提(ti)高銅含(han)量(紅黃(huang)銅:Cu85%)可防(fang)止脫鋅(xin),加入1%錫,或少(shao)量砷、銻、磷(lin)也(ye)能改善對(dui)脫鋅(xin)的抗力。灰鑄鐵(tie)的石墨化也(ye)是選擇性(xing)腐蝕(shi),鐵(tie)腐蝕(shi)浸出,剩下石墨網狀體,嚴重(zhong)失去強度(du)。球墨或延(yan)展性(xing)鑄鐵(tie)因為不存在殘余物聯(lian)系在一(yi)起的網狀結(jie)構(gou),所以不產主石墨化。
7.磨損腐蝕
1)沖擊腐蝕
金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面(mian)(mian)受高(gao)流(liu)速(su)和(he)(he)湍(tuan)流(liu)狀的(de)(de)(de)(de)流(liu)體沖(chong)擊(ji)(ji),同時遭到磨(mo)損和(he)(he)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)破(po)壞(huai),稱為(wei)(wei)磨(mo)損腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。沖(chong)擊(ji)(ji)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)是磨(mo)損腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)主要形態。金(jin)屬(shu)(shu)在高(gao)速(su)流(liu)體沖(chong)擊(ji)(ji)下,保(bao)護(hu)膜破(po)壞(huai),破(po)口處(chu)裸金(jin)屬(shu)(shu)加(jia)速(su)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。如(ru)果流(liu)體中含有固體顆(ke)粒,磨(mo)損腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)就更(geng)(geng)嚴(yan)重(zhong)。它的(de)(de)(de)(de)外表(biao)特征是:局部性溝槽(cao)、波紋(wen)、圓孔和(he)(he)山谷形,通(tong)常顯示方(fang)向性。暴露在運動流(liu)體中的(de)(de)(de)(de)設備如(ru):管(guan)、三通(tong)、閥、鼓風機(ji)、離(li)心機(ji)、葉(xie)輪(lun)、換熱器、排風筒等都能(neng)產(chan)生沖(chong)擊(ji)(ji)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。軟金(jin)屬(shu)(shu)如(ru)銅和(he)(he)鉛更(geng)(geng)為(wei)(wei)嚴(yan)重(zhong)。沖(chong)擊(ji)(ji)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)多發生在流(liu)體改變方(fang)向的(de)(de)(de)(de)部位(wei)(wei)。如(ru)彎頭、三通(tong)、旋風分離(li)器,容(rong)器內和(he)(he)入口管(guan)相對的(de)(de)(de)(de)部位(wei)(wei)。冷(leng)凝(ning)器和(he)(he)換熱器管(guan)束(shu)入口處(chu),流(liu)體由大(da)截(jie)面(mian)(mian)進入小(xiao)口,產(chan)生湍(tuan)流(liu),在管(guan)入口十毫米處(chu)常發生嚴(yan)重(zhong)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。防(fang)止(zhi)沖(chong)擊(ji)(ji)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)可(ke)以選用(yong)耐磨(mo)損較好的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao),如(ru)20 號合金(jin)優(you)于18/8 不(bu)銹鋼,90Cu/10Ni 優(you)于70Cu/30Ni(海水中),也可(ke)改進設計、改變環境(jing)、或用(yong)涂層和(he)(he)陰極(ji)保(bao)護(hu)等。
2)空泡腐蝕
空泡(pao)(pao)腐(fu)蝕(shi)簡稱空蝕(shi)或(huo)氣(qi)蝕(shi),是磨(mo)損腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)特(te)殊形(xing)(xing)態(tai)。在(zai)高(gao)速液體中含(han)有空泡(pao)(pao),使(shi)磨(mo)損腐(fu)蝕(shi)十分嚴重。空泡(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)是由(you)于液體的(de)(de)(de)(de)湍流或(huo)溫度變化引起局部壓力下降,空泡(pao)(pao)內只含(han)少量水汽,存在(zai)時間(jian)非常(chang)短暫,氣(qi)泡(pao)(pao)破(po)(po)裂(lie)時產生(sheng)(sheng)沖擊波壓力可高(gao)達(da)4000atm,使(shi)金屬(shu)保(bao)(bao)護膜破(po)(po)壞,并可引起塑性(xing)形(xing)(xing)變,甚至撕(si)裂(lie)金屬(shu)粒子。膜破(po)(po)口處裸金屬(shu)受腐(fu)蝕(shi),隨即(ji)重新生(sheng)(sheng)膜。在(zai)同一(yi)(yi)點上又形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)新空泡(pao)(pao),又迅即(ji)破(po)(po)裂(lie),這個(ge)過程(cheng)反復進行,結果金屬(shu)表(biao)面生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)致(zhi)密而(er)深(shen)的(de)(de)(de)(de)孔,外表(biao)很粗糙。泵葉輪和水力透平機等常(chang)產生(sheng)(sheng)空蝕(shi)。空泡(pao)(pao)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)發生(sheng)(sheng)過程(cheng)示意圖防止空蝕(shi)可改進設計,以減小流程(cheng)中流體動壓差,也可選(xuan)用較耐(nai)空蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)材料或(huo)精磨(mo)表(biao)面,因為光潔表(biao)面不提供(gong)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)空泡(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)核(he)點。用彈性(xing)保(bao)(bao)護層(塑料或(huo)橡膠)或(huo)陰極保(bao)(bao)護也有效。
3)摩振腐蝕
它也(ye)是(shi)磨損腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)一種特殊(shu)形態,是(shi)指承(cheng)受載荷(he)、互(hu)相(xiang)接觸(chu)的(de)(de)(de)(de)兩表(biao)面(mian)(mian)由于振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong)和滑動(dong)(dong)(反(fan)復的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)運(yun)動(dong)(dong))引起的(de)(de)(de)(de)破(po)(po)(po)壞(huai),也(ye)稱微振(zhen)(zhen)(zhen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。摩(mo)振(zhen)(zhen)(zhen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)危(wei)害非(fei)常(chang)(chang)大,既破(po)(po)(po)壞(huai)了精密的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)部件,產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)銹泥常(chang)(chang)將(jiang)部件銹死(si),還(huan)會(hui)使(shi)接觸(chu)面(mian)(mian)超過容許(xu)公差,產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)蝕(shi)(shi)孔還(huan)會(hui)引起疲(pi)勞(lao)破(po)(po)(po)裂。摩(mo)振(zhen)(zhen)(zhen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)最(zui)常(chang)(chang)見的(de)(de)(de)(de)例子是(shi)滾珠軸承(cheng)套與軸之間(jian)(jian),也(ye)發生(sheng)在(zai)(zai)引擎、機車部件、螺栓連接的(de)(de)(de)(de)部件等處(chu)。它的(de)(de)(de)(de)必要條(tiao)件是(shi)反(fan)復的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)運(yun)動(dong)(dong),位移小(xiao)至10-8cm 即可引起破(po)(po)(po)壞(huai)。例如在(zai)(zai)遠(yuan)距離鐵路和輪船運(yun)輸中的(de)(de)(de)(de)汽車軸,表(biao)面(mian)(mian)承(cheng)受載荷(he),又發生(sheng)連續(xu)輕微振(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)(dong),將(jiang)產生(sheng)摩(mo)振(zhen)(zhen)(zhen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。它不(bu)發生(sheng)在(zai)(zai)連續(xu)運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)上。正常(chang)(chang)行(xing)駛的(de)(de)(de)(de)汽車因(yin)為軸承(cheng)表(biao)面(mian)(mian)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)對(dui)運(yun)動(dong)(dong)非(fei)常(chang)(chang)大(旋轉),就不(bu)發生(sheng)這種腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。摩(mo)振(zhen)(zhen)(zhen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)原因(yin)是(shi)摩(mo)振(zhen)(zhen)(zhen)作(zuo)用(yong)破(po)(po)(po)壞(huai)了金(jin)屬(shu)(shu)保護膜,裸(luo)金(jin)屬(shu)(shu)迅速氧(yang)(yang)(yang)化(hua),磨損和氧(yang)(yang)(yang)化(hua)反(fan)復進行(xing),使(shi)破(po)(po)(po)壞(huai)加劇。另外,金(jin)屬(shu)(shu)表(biao)面(mian)(mian)因(yin)受壓產生(sheng)冷(leng)(leng)焊或熔化(hua),其(qi)后由于相(xiang)對(dui)運(yun)動(dong)(dong)使(shi)金(jin)屬(shu)(shu)碎(sui)粒脫落,并(bing)迅速氧(yang)(yang)(yang)化(hua)。二(er)者(zhe)都產生(sheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)銹粒,破(po)(po)(po)壞(huai)金(jin)屬(shu)(shu)界面(mian)(mian)。氧(yang)(yang)(yang)在(zai)(zai)摩(mo)振(zhen)(zhen)(zhen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)中很重(zhong)要,但也(ye)有(you)些摩(mo)振(zhen)(zhen)(zhen)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)不(bu)需要氧(yang)(yang)(yang)。防護方法(fa)可在(zai)(zai)接觸(chu)表(biao)面(mian)(mian)涂潤滑油脂(zhi),可減小(xiao)摩(mo)擦,并(bing)排除氧(yang)(yang)(yang),如果表(biao)面(mian)(mian)同時(shi)磷化(hua)更有(you)效。還(huan)可選用(yong)硬(ying)質合金(jin),噴丸處(chu)理或冷(leng)(leng)加工以提高(gao)表(biao)面(mian)(mian)硬(ying)度等。
8.應力腐蝕破裂
合(he)金在(zai)(zai)(zai)腐(fu)蝕(shi)和一定方(fang)向的(de)(de)拉應(ying)力同(tong)時作用下產生(sheng)破(po)裂(lie)(lie)(lie),稱(cheng)(cheng)為(wei)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)(lie)(lie)。裂(lie)(lie)(lie)縫(feng)形態(tai)有(you)兩種(zhong):沿晶(jing)(jing)界發(fa)(fa)展(zhan),稱(cheng)(cheng)晶(jing)(jing)間破(po)裂(lie)(lie)(lie);縫(feng)穿過晶(jing)(jing)粒(li),稱(cheng)(cheng)穿晶(jing)(jing)破(po)裂(lie)(lie)(lie),也有(you)混(hun)合(he)型(xing),如主縫(feng)為(wei)晶(jing)(jing)間型(xing),支縫(feng)或尖端為(wei)穿晶(jing)(jing)型(xing),它是最危險(xian)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)形態(tai)之一,可引起(qi)突發(fa)(fa)性事故。應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)(lie)(lie)有(you)一些特征(zheng):①必須存在(zai)(zai)(zai)拉應(ying)力(如焊接、冷加工產生(sheng)的(de)(de)殘余應(ying)力),如果存在(zai)(zai)(zai)壓(ya)應(ying)力則可抑(yi)制(zhi)這種(zhong)腐(fu)蝕(shi),(Cr18Ni9 敏(min)化(hua)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)3%NaCl 溶液中, 90℃ ) (Cr18Ni9Ti 不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)C1- 溶液中) (Cr18Ni9 不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang))a.晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕(shi) b.穿晶(jing)(jing)腐(fu)蝕(shi) c.混(hun)合(he)型(xing)破(po)裂(lie)(lie)(lie)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)破(po)裂(lie)(lie)(lie)②只發(fa)(fa)生(sheng)在(zai)(zai)(zai)一定的(de)(de)體(ti)系(xi),如奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)/C1-體(ti)系(xi),碳(tan)鋼(gang)(gang)/NO-3 體(ti)系(xi),銅合(he)金/NH+4 體(ti)系(xi)等。應(ying)力腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)機理很復(fu)雜,按照左景伊提出的(de)(de)理論,破(po)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)和發(fa)(fa)展(zhan)可區分(fen)為(wei)三個(ge)階段:
①金(jin)屬表(biao)面生成鈍(dun)化(hua)膜或(huo)保(bao)護膜;
②膜局部破裂,產生蝕孔或裂縫源;
③裂縫(feng)內發生加速腐蝕,在拉應力(li)作用下,以垂直方向(xiang)深入金屬內部。
產(chan)生應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)必須滿足(zu)上述三個階段的生成環(huan)境。以奧氏體不(bu)銹鋼/C1-體系為(wei)例,環(huan)境中必須含有(you)C1-和氧(yang),因為(wei)奧氏體不(bu)銹鋼在含氧(yang)環(huan)境內很容易(yi)鈍化,滿足(zu)了(le)(le)條(tiao)件(jian)1;C1-是破(po)鈍劑(ji)(ji),在應(ying)力(li)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)下,膜的局(ju)部(bu)缺陷(xian)處很容易(yi)破(po)裂(lie),滿足(zu)了(le)(le)條(tiao)件(jian)2;裂(lie)縫內形成閉塞(sai)區,pH 值下降(jiang),Cl-從外(wai)部(bu)遷入增濃(nong)、pH 值下降(jiang)到1.3 以下,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)加速,這和孔蝕(shi)(shi)相同。裂(lie)縫尖端(duan)產(chan)生了(le)(le)氫,引起局(ju)部(bu)脆化,在拉應(ying)力(li)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)下發生脆性(xing)破(po)裂(lie),然(ran)后裂(lie)尖又進(jin)入酸性(xing)溶液;裂(lie)縫在腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和脆裂(lie)的反復作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)下迅速發展。防止(zhi)應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的方法(fa)有(you)以下一(yi)些:進(jin)行熱處理以消除(chu)部(bu)件(jian)的應(ying)力(li);改(gai)進(jin)設計結構,避免應(ying)力(li)集(ji)中于局(ju)部(bu),設計中選用(yong)(yong)的載(zai)荷應(ying)低于產(chan)生應(ying)力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的臨界值;表(biao)面用(yong)(yong)噴丸處理產(chan)生壓應(ying)力(li),采用(yong)(yong)電化學保(bao)護(hu)、涂料(liao)、或緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)等。
9.氫腐蝕
1)氫(qing)(qing)(qing)鼓泡對(dui)低強度(du)鋼(gang)(gang),特別是含大量(liang)非(fei)金屬夾雜(za)時(shi),溶液(ye)中產生的氫(qing)(qing)(qing)原子(zi)(zi)很(hen)容易擴散(san)到金屬內(nei)部,大部分H 通過(guo)器(qi)壁在(zai)另一側結(jie)合為H2 逸(yi)出,但有(you)少(shao)量(liang)H積滯在(zai)鋼(gang)(gang)內(nei)空穴(xue),結(jie)合為H2,因氫(qing)(qing)(qing)分子(zi)(zi)不(bu)(bu)能(neng)擴散(san),將積累形成巨大內(nei)壓(ya),使鋼(gang)(gang)表面鼓泡,甚至(zhi)破裂。當環境中含有(you)硫化(hua)(hua)物、氰化(hua)(hua)物、含磷離子(zi)(zi)等阻止(zhi)(zhi)放氫(qing)(qing)(qing)反應(ying)的毒(du)素(su),氫(qing)(qing)(qing)原子(zi)(zi)就會進入(ru)鋼(gang)(gang)內(nei)產生鼓泡。石油工(gong)業物料常含有(you)上述毒(du)素(su),氫(qing)(qing)(qing)鼓泡是常見(jian)的危害。防止(zhi)(zhi)方法:除去這(zhe)類毒(du)素(su)最為有(you)效(xiao);也可選用(yong)無空穴(xue)的鎮(zhen)靜鋼(gang)(gang)以(yi)代替有(you)眾多空穴(xue)的沸騰鋼(gang)(gang)。此(ci)外,可采(cai)用(yong)氫(qing)(qing)(qing)不(bu)(bu)易滲(shen)透的奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)或(huo)鎳的襯里(li),或(huo)橡膠,塑料、瓷磚村里(li)、加(jia)入(ru)緩蝕(shi)劑等。
2)氫脆
在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)強鋼中晶(jing)格(ge)高(gao)(gao)(gao)度變形,當H進(jin)入(ru)后,晶(jing)格(ge)應變更大(da)(da),使韌性(xing)(xing)(xing)(xing)及延展(zhan)性(xing)(xing)(xing)(xing)降(jiang)(jiang)低(di),導致(zhi)脆(cui)(cui)化,在(zai)(zai)(zai)外(wai)力下(xia)可引起破(po)裂(lie)(lie)(lie)。不過在(zai)(zai)(zai)未破(po)裂(lie)(lie)(lie)前氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)是(shi)可逆(ni)的(de)(de),如進(jin)行(xing)適當的(de)(de)熱處理,使氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)逸出(chu),金屬可恢復原(yuan)(yuan)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。一般鋼強度越高(gao)(gao)(gao),氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)破(po)裂(lie)(lie)(lie)的(de)(de)敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)越大(da)(da)。它的(de)(de)機理還不十分(fen)清楚,有(you)各種理論,如:氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)分(fen)子聚積造成(cheng)巨(ju)大(da)(da)內(nei)壓;吸(xi)附氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)后使表(biao)面能(neng)降(jiang)(jiang)低(di),或影響(xiang)了原(yuan)(yuan)子鍵(jian)結合(he)力,促(cu)進(jin)了位(wei)錯運動等(deng)。一些跡象表(biao)明,鐵(tie)素(su)體和(he)馬氏體鐵(tie)合(he)金在(zai)(zai)(zai)裂(lie)(lie)(lie)縫尖(jian)處與氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)產生(sheng)(sheng)了反(fan)應,鈦、鉭等(deng)易(yi)生(sheng)(sheng)成(cheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化物的(de)(de)金屬,在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)下(xia)容(rong)易(yi)與溶解的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)反(fan)應,生(sheng)(sheng)成(cheng)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)(xing)(xing)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)化物。高(gao)(gao)(gao)溫(wen)下(xia)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)還能(neng)造成(cheng)脫(tuo)(tuo)碳。進(jin)入(ru)金屬的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)常產生(sheng)(sheng)于(yu)電鍍、焊(han)(han)接(jie)(jie)、酸洗、陰極保護等(deng)操(cao)作中。應力腐蝕(shi)的(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)尖(jian)酸化后,也將產生(sheng)(sheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui),但陽極腐蝕(shi),已造成(cheng)永久性(xing)(xing)(xing)(xing)損害,與單純氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)有(you)別(bie)。氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)與鋼內(nei)空(kong)穴無關,所以防(fang)止方法與防(fang)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)鼓泡稍有(you)不同:在(zai)(zai)(zai)容(rong)易(yi)發生(sheng)(sheng)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)脆(cui)(cui)的(de)(de)環境(jing)中,避免使用高(gao)(gao)(gao)強鋼,可用Ni、Cr 合(he)金鋼;焊(han)(han)接(jie)(jie)時采用低(di)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)焊(han)(han)條,保持(chi)環境(jing)干燥(水(shui)是(shi)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)的(de)(de)主要來源(yuan));電鍍液(ye)(ye)要選擇,控制(zhi)電流;酸洗液(ye)(ye)中加入(ru)緩蝕(shi)劑。氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)已進(jin)入(ru)金屬后,可進(jin)行(xing)低(di)溫(wen)烘烤驅氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing),如鋼一般在(zai)(zai)(zai)90~150℃脫(tuo)(tuo)氫(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)(qing)。
10.腐蝕疲勞
腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)(he)交變(bian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)方向(xiang)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)性(xing)變(bian)化,亦稱周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li))共同作用(yong)引起的(de)(de)(de)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie),稱為(wei)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)。在(zai)無腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)時(shi),金(jin)(jin)屬(shu)受交變(bian)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)作用(yong)將產(chan)生(sheng)(sheng)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)。對于鐵(tie)合金(jin)(jin),承受的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)有(you)一臨界值(zhi),如低于此(ci)值(zhi),即使經無限(xian)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)也(ye)(ye)不(bu)(bu)會疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)。此(ci)值(zhi)稱為(wei)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)極限(xian)。非鐵(tie)金(jin)(jin)屬(shu)如鋁(lv)、鎂,沒有(you)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)極限(xian),但抗疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)性(xing)能也(ye)(ye)隨應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)減(jian)小而增大(da)。通常規定在(zai)106 周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)不(bu)(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)臨界應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)值(zhi)為(wei)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)極限(xian)。在(zai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)環(huan)境中疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)極限(xian)大(da)大(da)下(xia)降,因而在(zai)較(jiao)低的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)和(he)(he)較(jiao)短的(de)(de)(de)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)內就發生(sheng)(sheng)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie)。鋼(gang)在(zai)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)下(xia)的(de)(de)(de) S-N 曲線腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)的(de)(de)(de)外形(xing)(xing)特征是(shi)(shi):產(chan)生(sheng)(sheng)眾多深孔(kong),裂(lie)(lie)縫(feng)可(ke)(ke)以(yi)(yi)有(you)多條,由蝕(shi)(shi)(shi)孔(kong)起源以(yi)(yi)和(he)(he)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)垂直的(de)(de)(de)方向(xiang)縱深發展,是(shi)(shi)典型(xing)的(de)(de)(de)穿(chuan)晶型(xing),設(she)(she)有(you)支縫(feng),縫(feng)邊呈(cheng)現鋸齒形(xing)(xing)。振動部件(jian)如泵軸和(he)(he)桿、螺旋槳(jiang)軸、油氣井管(guan)、吊(diao)素以(yi)(yi)及由溫(wen)度變(bian)化產(chan)生(sheng)(sheng)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)熱應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)換熱管(guan)和(he)(he)鍋爐管(guan)等,都(dou)容易發生(sheng)(sheng)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)。腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)最(zui)易發生(sheng)(sheng)在(zai)能產(chan)生(sheng)(sheng)孔(kong)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)環(huan)境中,無疑(yi),蝕(shi)(shi)(shi)孔(kong)起了提高應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)作用(yong)。周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)使保(bao)護(hu)膜(mo)反復局部破(po)(po)(po)(po)裂(lie)(lie),裂(lie)(lie)口處裸金(jin)(jin)屬(shu)遭受不(bu)(bu)斷(duan)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。與應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)同,腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)對環(huan)境沒有(you)選擇性(xing)。氧含量、溫(wen)度、pH 值(zhi)和(he)(he)溶液成(cheng)分都(dou)影(ying)響腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)。陽極極化將促(cu)進腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)(pi)(pi)(pi)勞(lao)(lao)(lao)(lao)(lao)。防止(zhi)方法:改(gai)進設(she)(she)計或進行熱處理以(yi)(yi)消(xiao)除和(he)(he)減(jian)小拉應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li),表面噴丸處理產(chan)生(sheng)(sheng)壓應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li),電(dian)鍍鋅、鉻、鎳等,但電(dian)鍍時(shi)注意鍍層中不(bu)(bu)可(ke)(ke)產(chan)生(sheng)(sheng)拉應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li),也(ye)(ye)不(bu)(bu)可(ke)(ke)有(you)氫滲入(ru)。也(ye)(ye)可(ke)(ke)用(yong)緩(huan)蝕(shi)(shi)(shi)劑和(he)(he)陰(yin)極保(bao)護(hu)。
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