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金属材料常见的腐蚀有哪些? 全面腐蚀和局部腐蚀的区别有哪些?

常见的腐蚀有全面腐蚀和局部腐蚀,而局部腐蚀又分为应力腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀。


晶间腐蚀:

晶间腐蚀是局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合,大大降低金属的机械强度。


而且腐蚀发生后金属和合金的表面仍保持一定的金属光泽,看不出被破坏的迹象,但晶粒间结合力显著减弱,力学性能恶化, 不能经受敲击,所以是一种很危险的腐蚀。通常出现于黄铜、硬铝合金和一些不锈钢、镍基合金中。不锈钢焊缝的晶间腐蚀是化学工业的一个重大问题。

点腐蚀:

点腐蚀简称点蚀(pitting corrosion)是指金厉表面在腐蚀介质中形成小孔的一种极为局部的腐蚀形态,亦称孔蚀。腐蚀小孔孤立地存在,有些则紧凑地在一起。孔蚀使金属失重很少,但能使设备穿孔破坏。孔蚀是电化学反应中阳极反应的独特形态。


如若该金属在此介质中虽呈钝态,但介质中含的活性阴离子(如氯离子)仍可优先地有选择地吸咐在钝化膜上,在特定点(如缺陷处、含杂质处)上与钝化膜中的阳离子结合成可溶性的化合物,该处便发生腐蚀小点,成为点蚀核(约20~30pm)。再继续发展可成为蚀孔。


腐蚀疲劳:

腐蚀疲劳在交变载荷和腐蚀性介质交互作用下形成裂纹及扩展的现象。由于腐蚀介质的作用而引起抗疲劳性能的降低。在交变载荷下首先在表面发生疲劳损伤,在连续的腐蚀环作用下最终发生断裂或泄漏。对应力腐蚀敏感或不敏感的材料都可能发生腐蚀疲劳,因此没有一种金属或合金能抗腐蚀疲劳。


腐蚀疲劳裂纹通常为穿晶型的。与应力腐蚀有一个不同点是,裂纹的应力强度因子。即使小于单纯应力腐蚀的临界应力强度因子值(KISCC)时裂纹也会随着时间而扩展。腐蚀疲劳的最后断裂阶段是纯机械性的,与介质无关。

缝隙腐蚀:

缝隙腐蚀,许多金属构件是由螺钉、铆、焊等方式连接的,在这些连接件或焊接接头缺陷处可能出现狭窄的缝隙,其缝宽(一般在0.025~0.1mm)足以使电解质溶液进入,使缝内金属与缝外金属构成短路原电池,并且在缝内发生强烈的腐蚀的局部腐蚀。

应力腐蚀:

应力腐蚀是指在拉应力作用下,金属在腐蚀介质中引起的破坏。这种腐蚀一般均穿过晶粒,即所谓穿晶腐蚀。应力腐蚀由残余或外加应力导致的应变和腐蚀联合作用产生的材料破坏过程。应力腐蚀导致材料的断裂称为应力腐蚀断裂。

应力腐蚀一般认为有阳极溶解和氢致开裂两种。常见应力腐蚀的机理是:零件或构件在应力和腐蚀介质作用下,表面的氧化膜被腐蚀而受到破坏,破坏的表面和未破坏的表面分别形成阳极和阴极,阳极处的金属成为离子而被溶解,产生电流流向阴极。由于阳极面积比阴极的小得多,阳极的电流密度很大,进一步腐蚀已破坏的表面。加上拉应力的作用,破坏处逐渐形成裂纹,裂纹随时间逐渐扩展直到断裂。这种裂纹不仅可以沿着金属晶粒边界发展,而且还能穿过晶粒发展。


应力腐蚀开裂的特征:

(1)工作状态下构件所承受的外加载荷形成的抗应力;

(2)加工、制造、热处理引起的内应力;

(3)装配、安装形成的内应力;

(4)温差引起的热应力;

(5)裂纹内因腐蚀产物的体积效应造成的楔入作用也能产生裂纹扩展所需要的应力。

产生应力腐蚀破裂的材料——介质组合。如下表所示。

全面腐蚀:

全面腐蚀是最常见的腐蚀形态,其特征是腐蚀分布于金属的整个表面,使金属整体减薄。发生全面腐蚀的条件是:腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位,而且金属的成分和组织比较均匀。例如碳钢或锌板在稀硫酸中的溶解,以及某些材料在大气中的腐蚀都是典型的全面腐蚀。

来源:世界之大观海听涛

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