第第2章章 表面工程技术的表面工程技术的物理、化学基础物理、化学基础1 12.1 2.1 固体的表面与界面固体的表面与界面2.2 2.2 材料磨损原理及耐磨性材料磨损原理及耐磨性第第2章章 表面工程技术的物理、化学表面工程技术的物理、化学基础基础2.3 2.3 金属腐蚀原理与防护技术金属腐蚀原理与防护技术2 22.1 固体的表面与界面固体的表面与界面固固固固体体体体表表表表面面面面固固固固气气气气界界界界面面面面或或或或固固固固液液液液界界界界面面面面。表表表表面面面面实实实实际际际际上上上上由由由由凝凝凝凝聚聚聚聚态态态态物物物物质质质质靠靠靠靠近近近近气气气气体体体体或或或或真真真真空空空空的的的的一一一一个个个个或或或或几几几几个个个个原原原原子子子子层层层层( ( ( (0.50.510nm10nm) ) ) )组成，是凝聚态对气体或真空的一种过渡。组成，是凝聚态对气体或真空的一种过渡。组成，是凝聚态对气体或真空的一种过渡。组成，是凝聚态对气体或真空的一种过渡。固体材料的界面有三种：固体材料的界面有三种： 表面表面表面表面固相与气相的分界面。固相与气相的分界面。固相与气相的分界面。固相与气相的分界面。 相界相界相界相界不同凝聚相之间的分界面，即固体材料中成分不同凝聚相之间的分界面，即固体材料中成分不同凝聚相之间的分界面，即固体材料中成分不同凝聚相之间的分界面，即固体材料中成分、 结构不同的两相之间的界面。结构不同的两相之间的界面。结构不同的两相之间的界面。结构不同的两相之间的界面。 晶界晶界晶界晶界( ( ( (亚晶界亚晶界亚晶界亚晶界) ) ) )同一相中晶粒之间的分界面，即成分、同一相中晶粒之间的分界面，即成分、同一相中晶粒之间的分界面，即成分、同一相中晶粒之间的分界面，即成分、 结构相同而取向不同的晶粒结构相同而取向不同的晶粒结构相同而取向不同的晶粒结构相同而取向不同的晶粒( ( ( (或亚晶或亚晶或亚晶或亚晶) ) ) )之间的界面。之间的界面。之间的界面。之间的界面。 上一页上一页下一页下一页3 3上一页上一页下一页下一页4 4 晶晶晶晶体体体体表表表表面面面面是是是是原原原原子子子子排排排排列列列列面面面面，有有有有一一一一侧侧侧侧无无无无固固固固体体体体原原原原子子子子的的的的键键键键合合合合，形形形形成成成成了了了了附附附附加加加加的的的的表表表表面面面面能能能能。从从从从热热热热力力力力学学学学来来来来看看看看，表表表表面面面面附附附附近近近近的的的的原原原原子子子子排排排排列列列列总总总总是是是是趋趋趋趋于于于于能能能能量量量量最最最最低低低低的的的的稳稳稳稳定定定定态态态态。达到这个稳定态的方式有两种：达到这个稳定态的方式有两种：达到这个稳定态的方式有两种：达到这个稳定态的方式有两种：一一一一是是是是自自自自行行行行调调调调整整整整，使使使使表表表表面面面面原原原原子子子子排排排排列列列列情情情情况况况况与与与与材材材材料料料料内内内内部部部部明显不同；明显不同；明显不同；明显不同；二二二二是是是是依依依依靠靠靠靠表表表表面面面面的的的的成成成成分分分分偏偏偏偏析析析析、表表表表面面面面对对对对外外外外来来来来原原原原子子子子（或或或或分分分分子子子子）的的的的吸吸吸吸附附附附以以以以及及及及这这这这两两两两者者者者的的的的相相相相互互互互作作作作用用用用而而而而趋趋趋趋于于于于稳稳稳稳定定定定态，因而使表面组分与材料内部不同。态，因而使表面组分与材料内部不同。态，因而使表面组分与材料内部不同。态，因而使表面组分与材料内部不同。2.1.1 典型固体表面典型固体表面上一页上一页下一页下一页5 5 （1 1）理想表面）理想表面 指指指指晶晶晶晶体体体体的的的的三三三三维维维维周周周周期期期期结结结结构构构构和和和和真真真真空空空空之之之之间间间间的的的的过过过过渡渡渡渡区区区区域域域域。尽尽尽尽管管管管它它它它所所所所包包包包括括括括的的的的所所所所有有有有原原原原子子子子层层层层不不不不具具具具备备备备体体体体相相相相的的的的三三三三维维维维周周周周期期期期性性性性，但但但但理理理理论论论论上上上上可可可可以以以以认认认认为为为为它它它它是是是是结结结结构构构构完完完完整整整整的的的的二二二二维维维维点点点点阵阵阵阵平平平平面面面面，其其其其表表表表面面面面的的的的原原原原子子子子分分分分布布布布位位位位置置置置和和和和电电电电子子子子密密密密度度度度与与与与体体体体内内内内一一一一样样样样的的的的表表表表面面面面叫叫叫叫做做做做理理理理想想想想表面表面表面表面。 洁洁洁洁净净净净表表表表面面面面是是是是指指指指化化化化学学学学成成成成分分分分与与与与体体体体内内内内相相相相同同同同的的的的表表表表面面面面。这这这这种种种种表表表表面面面面没没没没有有有有催催催催化化化化反反反反应应应应或或或或杂杂杂杂质质质质扩扩扩扩散散散散、不不不不存存存存在在在在吸吸吸吸附附附附( ( ( (或或或或吸吸吸吸附附附附率率率率极极极极低低低低) ) ) )等等等等物物物物理理理理和和和和化化化化学学学学效效效效应应应应，只只只只有有有有在在在在特特特特殊殊殊殊环环环环境境境境中中中中经经经经特特特特殊殊殊殊处处处处理理理理后后后后才才才才能获得。能获得。能获得。能获得。 上一页上一页下一页下一页（2 2）洁净表面与清洁表面）洁净表面与清洁表面 6 6弛弛弛弛豫豫豫豫表表表表面面面面最最最最外外外外层层层层原原原原子子子子与与与与第第第第二二二二层层层层原原原原子子子子之之之之间间间间的的的的距距距距离离离离不同于体内间距不同于体内间距不同于体内间距不同于体内间距( ( ( (缩小或增大缩小或增大缩小或增大缩小或增大) ) ) )的现象。的现象。的现象。的现象。 洁净表面存在：洁净表面存在：上一页上一页跳跳 转转原因：原因：晶体的三维周期性在晶体的三维周期性在表面处突然中断，表面处突然中断，引起表面引起表面原子的配位情况、附近的电原子的配位情况、附近的电荷分布、所处的力场等均与荷分布、所处的力场等均与体内原子有所不同体内原子有所不同，因此使，因此使表面上的原子会发生相对于表面上的原子会发生相对于正常位置的上、下位移，以正常位置的上、下位移，以降低表面能量。降低表面能量。图图图图2.1 2.1 2.1 2.1 固体表面结构弛豫固体表面结构弛豫固体表面结构弛豫固体表面结构弛豫示意图（示意图（示意图（示意图（a a a a）7 7重重重重构构构构表表表表面面面面原原原原子子子子在在在在水水水水平平平平方方方方向向向向的的的的周周周周期期期期性性性性不不不不同同同同于于于于体体体体内内内内的的的的晶晶晶晶面面面面，表表表表面面面面重重重重构构构构能能能能使使使使表表表表面面面面结结结结构构构构发发发发生质的变化生质的变化生质的变化生质的变化。台台台台阶阶阶阶化化化化指指指指实实实实际际际际晶晶晶晶体体体体的的的的外外外外表表表表面面面面由由由由许许许许多多多多密密密密排排排排面的台阶构成。面的台阶构成。面的台阶构成。面的台阶构成。偏偏偏偏析析析析指指指指化化化化学学学学组组组组分分分分在在在在表面区的变化。表面区的变化。表面区的变化。表面区的变化。 跳跳 转转下一页下一页2.1 2.1 2.1 2.1 固体表面外层四个原子层固体表面外层四个原子层固体表面外层四个原子层固体表面外层四个原子层的重构示意图（的重构示意图（的重构示意图（的重构示意图（b b b b）2.1 2.1 2.1 2.1 固体表面台阶示意图固体表面台阶示意图固体表面台阶示意图固体表面台阶示意图（c c c c）8 8 清清洁洁表表面面零零件件经经过过清清洗洗( (脱脱脂脂、浸浸蚀蚀等等) )以后的表面。以后的表面。 洁净表面的洁净表面的“清洁程度清洁程度”比清洁表面高。比清洁表面高。 （3 3）机械加工表面）机械加工表面 实实实实际际际际零零零零件件件件的的的的加加加加工工工工表表表表面面面面是是是是由由由由许许许许多多多多微微微微观观观观不不不不规规规规则则则则的的的的峰峰峰峰谷谷谷谷组组组组成成成成。评评评评价价价价其其其其表表表表面面面面的的的的微微微微观观观观状状状状态态态态，用用用用粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度表示。表示。表示。表示。 9 9（4 4）一般表面）一般表面 图图图图2.2 2.2 2.2 2.2 实际表面示意图实际表面示意图实际表面示意图实际表面示意图上一页上一页下一页下一页 固体的一般表面固体的一般表面固体的一般表面固体的一般表面亦即与环境接触的实亦即与环境接触的实亦即与环境接触的实亦即与环境接触的实际表面，是由际表面，是由际表面，是由际表面，是由“ “内表内表内表内表面层面层面层面层” ”和和和和“ “外表面层外表面层外表面层外表面层” ”构成。构成。构成。构成。 1010(2)(2)晶体结构差异形成的界面晶体结构差异形成的界面 (1)(1)固相晶粒尺寸和微观结构差异形成的界面固相晶粒尺寸和微观结构差异形成的界面 2.1.2 典型固体界面典型固体界面上一页上一页下一页下一页 这这这这种种种种界界界界面面面面是是是是固固固固体体体体材材材材料料料料经经经经切切切切削削削削加加加加工工工工后后后后，在在在在几几几几个个个个微微微微米米米米或或或或几几几几十十十十个个个个微微微微米米米米的的的的表表表表层层层层中中中中发发发发生生生生组组组组织织织织结结结结构构构构的的的的强强强强烈烈烈烈变变变变化化化化，导导导导致致致致最最最最外外外外层层层层5 5 5 510nm10nm10nm10nm范范范范围围围围形形形形成成成成微微微微晶晶晶晶层层层层，称称称称为比尔比为比尔比为比尔比为比尔比(Bilby)(Bilby)(Bilby)(Bilby)层层层层( ( ( (金属研磨金属研磨金属研磨金属研磨) ) ) )。 这种界面实际上就是相界。这种界面实际上就是相界。这种界面实际上就是相界。这种界面实际上就是相界。1111（3 3）固相宏观成分差异形成的界面）固相宏观成分差异形成的界面 上一页上一页下一页下一页 冶冶冶冶金金金金结结结结合合合合界界界界面面面面是是是是指指指指熔熔熔熔融融融融状状状状态态态态的的的的覆覆覆覆层层层层材材材材料料料料与与与与半半半半熔熔熔熔化状态的基材表面凝固结晶形成的界面。化状态的基材表面凝固结晶形成的界面。化状态的基材表面凝固结晶形成的界面。化状态的基材表面凝固结晶形成的界面。 特点：金属键结合，结合强度高。特点：金属键结合，结合强度高。特点：金属键结合，结合强度高。特点：金属键结合，结合强度高。 处理方法：激光熔覆、堆焊、热喷焊等。处理方法：激光熔覆、堆焊、热喷焊等。处理方法：激光熔覆、堆焊、热喷焊等。处理方法：激光熔覆、堆焊、热喷焊等。 扩扩扩扩散散散散结结结结合合合合界界界界面面面面是是是是指指指指两两两两种种种种固固固固相相相相直直直直接接接接接接接接触触触触，通通通通过过过过抽抽抽抽真真真真空、加热、加压、界面扩散等途径所形成的界面。空、加热、加压、界面扩散等途径所形成的界面。空、加热、加压、界面扩散等途径所形成的界面。空、加热、加压、界面扩散等途径所形成的界面。 特点：覆层与基材之间的成分呈梯度变化，形成特点：覆层与基材之间的成分呈梯度变化，形成特点：覆层与基材之间的成分呈梯度变化，形成特点：覆层与基材之间的成分呈梯度变化，形成 合金化表面。合金化表面。合金化表面。合金化表面。 处理方法：热扩渗处理方法：热扩渗处理方法：热扩渗处理方法：热扩渗1212 化化学学键键结结合合界界面面是是是是指指指指覆覆覆覆层层层层材材材材料料料料与与与与基基基基材材材材之之之之间间间间发发发发生生生生化化化化学学学学反反反反应应应应、形形形形成成成成成成成成分分分分固固固固定定定定的的的的化化化化合合合合物物物物时时时时，两两两两种种种种材材材材料之间的界面。料之间的界面。料之间的界面。料之间的界面。 特特特特点点点点：结结结结合合合合强强强强度度度度较较较较高高高高，缺缺缺缺点点点点是是是是界界界界面面面面的的的的韧韧韧韧性性性性较较较较差差差差，在冲击载荷或热冲击下，容易发生脆断或剥落。在冲击载荷或热冲击下，容易发生脆断或剥落。在冲击载荷或热冲击下，容易发生脆断或剥落。在冲击载荷或热冲击下，容易发生脆断或剥落。 处处处处理理理理方方方方法法法法：物物物物理理理理和和和和化化化化学学学学气气气气相相相相沉沉沉沉积积积积、离离离离子子子子注注注注入入入入、热热热热扩渗、化学转化膜、阳极氧化和化学氧化技术等扩渗、化学转化膜、阳极氧化和化学氧化技术等扩渗、化学转化膜、阳极氧化和化学氧化技术等扩渗、化学转化膜、阳极氧化和化学氧化技术等上一页上一页下一页下一页 外外延延生生长长界界面面是是是是指指指指沿沿沿沿单单单单晶晶晶晶的的的的结结结结晶晶晶晶轴轴轴轴向向向向生生生生成成成成一一一一层层层层完整的新单晶层，它与原单晶衬底表面形成的界面。完整的新单晶层，它与原单晶衬底表面形成的界面。完整的新单晶层，它与原单晶衬底表面形成的界面。完整的新单晶层，它与原单晶衬底表面形成的界面。 特点：外延长生长界面在覆层与基材之间的晶特点：外延长生长界面在覆层与基材之间的晶特点：外延长生长界面在覆层与基材之间的晶特点：外延长生长界面在覆层与基材之间的晶 体取向一致体取向一致体取向一致体取向一致。 处理方法：化学气相沉积技术；电镀技术等。处理方法：化学气相沉积技术；电镀技术等。处理方法：化学气相沉积技术；电镀技术等。处理方法：化学气相沉积技术；电镀技术等。1313 分分子子键键结结合合界界面面是是指指涂涂( (镀镀) )层层与与基基材材表表面面以以范德瓦尔斯力结合的界面。范德瓦尔斯力结合的界面。 特点：覆层与基材之间不发生扩散或化学作用。特点：覆层与基材之间不发生扩散或化学作用。 处理方法：涂装技术等。处理方法：涂装技术等。 上一页上一页下一页下一页 机机械械结结合合界界面面是是指指覆覆层层与与基基材材通通过过两两种种材材料料相互镶嵌的机械连接作用形成的界面。相互镶嵌的机械连接作用形成的界面。 特点：界面结合强度较低。特点：界面结合强度较低。 处理方法：热喷涂与包镀技术等。处理方法：热喷涂与包镀技术等。14142.1.3 2.1.3 表面晶体结构表面晶体结构 描描描描述述述述表表表表面面面面晶晶晶晶体体体体结结结结构构构构最最最最著著著著名名名名的的的的模模模模型型型型是是是是由由由由考考考考塞塞塞塞尔尔尔尔（KosselKosselKosselKossel）及及及及斯斯斯斯特特特特朗朗朗朗斯斯斯斯基基基基（StranskiStranskiStranskiStranski）提提提提出出出出的的的的单单单单晶晶晶晶体体体体表表表表面面面面的的的的平平平平台台台台（TerraceTerraceTerraceTerrace）台台台台阶阶阶阶（LedgeLedgeLedgeLedge）扭扭扭扭折（折（折（折（KinkKinkKinkKink）模型）模型）模型）模型，简称简称简称简称TLKTLKTLKTLK模型。模型。模型。模型。 图图图图2 2 2 2. . . .3 3 3 3单单单单晶晶晶晶体体体体表表表表面面面面的的的的T T T TL L L LK K K K模模模模型型型型1515 在在温温度度相相当当于于0K0K时时，表表面面原原子子结结构构呈呈静静态态。可可认认为为表表面面原原子子层层是是理理想想平平面面，其其中中的的原原子子作作完完整整二二维维周周期期性性排排列列，且且不不存存在在缺陷和杂质。缺陷和杂质。 TLKTLK模型的物理意义：模型的物理意义：当当温温度度从从0K0K升升到到TKTK时时，由由于于原原子子的的热热运运动动，在在晶晶体体表表面面将将产产生生低低晶晶面面指指数数的的平平台台、一一定定密密度度的的单单分分子子或或原原子子高高度度的的台台阶阶、单单分分子子或或原原子子尺尺度的扭折以及表面吸附的单原子和表面空位度的扭折以及表面吸附的单原子和表面空位。上一页上一页下一页下一页16162.1.4 2.1.4 表面扩表面扩散散平行表面的运动平行表面的运动平行表面的运动平行表面的运动得到均质的、理想的表面强化层；得到均质的、理想的表面强化层；得到均质的、理想的表面强化层；得到均质的、理想的表面强化层；垂直表面向内部的运动垂直表面向内部的运动垂直表面向内部的运动垂直表面向内部的运动得到一定厚度的合金强化层。得到一定厚度的合金强化层。得到一定厚度的合金强化层。得到一定厚度的合金强化层。2.1.5 2.1.5 表面能及表面张力表面能及表面张力 表表表表面面面面能能能能( ( ( (表表表表面面面面自自自自由由由由能能能能）其其其其物物物物理理理理意意意意义义义义是是是是指指指指产产产产生生生生1cm1cm1cm1cm2 2 2 2新新新新表面需消耗的等温可逆功。表面需消耗的等温可逆功。表面需消耗的等温可逆功。表面需消耗的等温可逆功。 表表表表面面面面张张张张力力力力表表表表面面面面能能能能的的的的一一一一种种种种物物物物理理理理表表表表现现现现，是是是是由由由由于于于于原原原原子子子子间间间间的的的的作用力以及在表面和内部的排列状态的差别而引起的。作用力以及在表面和内部的排列状态的差别而引起的。作用力以及在表面和内部的排列状态的差别而引起的。作用力以及在表面和内部的排列状态的差别而引起的。上一页上一页下一页下一页17172.1.6 2.1.6 固体表面的物理吸附和化学吸附固体表面的物理吸附和化学吸附（1 1）固体对气体的吸附）固体对气体的吸附 物物物物理理理理吸吸吸吸附附附附被被被被吸吸吸吸附附附附分分分分子子子子靠靠靠靠范范范范德德德德瓦瓦瓦瓦尔尔尔尔斯斯斯斯力力力力吸吸吸吸附附附附在在在在固固固固体表面，两者之间没有电子转移。体表面，两者之间没有电子转移。体表面，两者之间没有电子转移。体表面，两者之间没有电子转移。 化化化化学学学学吸吸吸吸附附附附气气气气体体体体和和和和固固固固体体体体之之之之间间间间发发发发生生生生电电电电子子子子的的的的转转转转移移移移，二二二二者者者者产产产产生生生生化化化化学学学学键键键键力力力力，吸吸吸吸附附附附原原原原子子子子与与与与固固固固体体体体表表表表面面面面之之之之间间间间的的的的这这这这种种种种结结结结合合合合力力力力比比比比范范范范德德德德瓦瓦瓦瓦尔尔尔尔斯斯斯斯力力力力大大大大的的的的多多多多，与与与与化化化化合合合合物物物物中中中中原原原原子子子子间间间间形成化学键的力相似。形成化学键的力相似。形成化学键的力相似。形成化学键的力相似。 吸吸吸吸附附附附当当当当气气气气体体体体或或或或液液液液体体体体分分分分子子子子趋趋趋趋近近近近固固固固体体体体表表表表面面面面时时时时，受受受受到到到到固固固固体体体体表表表表面面面面分分分分子子子子或或或或原原原原子子子子的的的的吸吸吸吸引引引引力力力力被被被被吸吸吸吸附附附附到到到到表表表表面面面面，在在在在固固固固体体体体表面富集，且仅限于固体表面的现象。表面富集，且仅限于固体表面的现象。表面富集，且仅限于固体表面的现象。表面富集，且仅限于固体表面的现象。 上一页上一页下一页下一页1818任何气体在其临界温度以下，都会被吸附于固体任何气体在其临界温度以下，都会被吸附于固体任何气体在其临界温度以下，都会被吸附于固体任何气体在其临界温度以下，都会被吸附于固体表面，即发生物理吸附。但并不是任何气体在任表面，即发生物理吸附。但并不是任何气体在任表面，即发生物理吸附。但并不是任何气体在任表面，即发生物理吸附。但并不是任何气体在任何表面上都可以发生化学吸附。物理吸附和化学何表面上都可以发生化学吸附。物理吸附和化学何表面上都可以发生化学吸附。物理吸附和化学何表面上都可以发生化学吸附。物理吸附和化学吸附有时会同时发生。吸附有时会同时发生。吸附有时会同时发生。吸附有时会同时发生。对于一个洁净的金属表面，化学吸附是连续进行对于一个洁净的金属表面，化学吸附是连续进行对于一个洁净的金属表面，化学吸附是连续进行对于一个洁净的金属表面，化学吸附是连续进行直到饱和的过程，由于化学吸附是单层吸附，也直到饱和的过程，由于化学吸附是单层吸附，也直到饱和的过程，由于化学吸附是单层吸附，也直到饱和的过程，由于化学吸附是单层吸附，也就是说，就是说，就是说，就是说，当化学吸附由局部覆盖金属表面直至整当化学吸附由局部覆盖金属表面直至整当化学吸附由局部覆盖金属表面直至整当化学吸附由局部覆盖金属表面直至整个表面完全被单分子层覆盖时，化学吸附便达到个表面完全被单分子层覆盖时，化学吸附便达到个表面完全被单分子层覆盖时，化学吸附便达到个表面完全被单分子层覆盖时，化学吸附便达到饱和，化学吸附终止饱和，化学吸附终止饱和，化学吸附终止饱和，化学吸附终止，进一步输入气体分子时，进一步输入气体分子时，进一步输入气体分子时，进一步输入气体分子时，则可能发生物理吸附或者发生化学反应形成某种则可能发生物理吸附或者发生化学反应形成某种则可能发生物理吸附或者发生化学反应形成某种则可能发生物理吸附或者发生化学反应形成某种化合物化合物化合物化合物。上一页上一页下一页下一页1919（2 2）固体对液体的吸附）固体对液体的吸附物物物物理理理理吸吸吸吸附附附附液液液液体体体体与与与与金金金金属属属属表表表表面面面面发发发发生生生生比比比比较较较较弱弱弱弱的的的的分分分分子子子子引引引引力结合，形成了物理吸附膜力结合，形成了物理吸附膜力结合，形成了物理吸附膜力结合，形成了物理吸附膜( ( ( (润滑油润滑油润滑油润滑油) ) ) )。化化化化学学学学吸吸吸吸附附附附先先先先形形形形成成成成物物物物理理理理吸吸吸吸附附附附膜膜膜膜，然然然然后后后后在在在在界界界界面面面面发发发发生生生生化学反应转化成化学吸附。化学反应转化成化学吸附。化学反应转化成化学吸附。化学反应转化成化学吸附。 （3 3）固体表面之间的吸附）固体表面之间的吸附 当当当当两两两两固固固固体体体体表表表表面面面面之之之之间间间间接接接接近近近近到到到到表表表表面面面面力力力力作作作作用用用用的的的的范范范范围围围围内内内内( ( ( (即即即即原原原原子子子子间间间间距距距距范范范范围围围围内内内内) ) ) )时时时时，固固固固体体体体表表表表面面面面之之之之间间间间产产产产生生生生吸吸吸吸附附附附作用。作用。作用。作用。上一页上一页下一页下一页2020 固体对固体的吸附特点：固体对固体的吸附特点：a.a.两种不同物质间的粘附功往往超过其中较两种不同物质间的粘附功往往超过其中较 弱的那种物质的内聚力。弱的那种物质的内聚力。b.b.表面的污染会使粘附功大大减小，而这种表面的污染会使粘附功大大减小，而这种 污染往往是非常迅速的污染往往是非常迅速的(Fe(Fe在水银中断裂在水银中断裂) )。C.C.固体的吸附作用只有当固体断面很小固体的吸附作用只有当固体断面很小, ,并且并且 很清洁时才能表现出来。很清洁时才能表现出来。 上一页上一页下一页下一页2121 (4)(4)吸附对材料力学性能的影响吸附对材料力学性能的影响 莱宾杰尔效应莱宾杰尔效应 莱莱宾宾杰杰尔尔效效应应是是指指因因环环境境介介质质的的影影响响及及表表面自由能减少导致固体面自由能减少导致固体表面强度表面强度降低的现象。降低的现象。 莱莱宾宾杰杰尔尔效效应应的的本本质质：是是金金属属表表面面对对活活性性介介质质的的吸吸附附，使使表表面面原原子子的的不不饱饱和和键键得得到到补补偿偿，表表面面能能降降低低，改改变变了了表表面面原原子子间间的的相相互互作作用用，使金属的表面强度降低。使金属的表面强度降低。 上一页上一页下一页下一页2222莱宾杰尔效应具有以下特点莱宾杰尔效应具有以下特点: :环环环环境境境境介介介介质质质质的的的的影影影影响响响响有有有有明明明明显显显显的的的的化化化化学学学学特特特特征征征征，即即即即并并并并非非非非任任任任何何何何液液液液体体体体金金金金属属属属都都都都会会会会改改改改变变变变某某某某一一一一固固固固体体体体的的的的金金金金属属属属性性性性能能能能，只只只只有有有有对对对对该该该该固固固固体体体体表表表表面面面面具具具具有有有有活活活活性性性性的的的的液液液液体体体体金金金金属属属属才才才才有有有有这这这这种种种种效效效效果果果果。( (如水银降低锌的强度和塑性，但对镉无影响如水银降低锌的强度和塑性，但对镉无影响如水银降低锌的强度和塑性，但对镉无影响如水银降低锌的强度和塑性，但对镉无影响) )溶溶溶溶解解解解和和和和腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀需需需需要要要要大大大大量量量量的的的的介介介介质质质质，而而而而莱莱莱莱宾宾宾宾杰杰杰杰尔尔尔尔效效效效应应应应只只只只需少量的活性物质即可导致金属的脆性破坏。需少量的活性物质即可导致金属的脆性破坏。需少量的活性物质即可导致金属的脆性破坏。需少量的活性物质即可导致金属的脆性破坏。莱莱莱莱宾宾宾宾杰杰杰杰尔尔尔尔效效效效应应应应的的的的影影影影响响响响可可可可逆逆逆逆，即即即即从从从从固固固固体体体体表表表表面面面面去去去去除除除除活活活活性物质后，其表面机械性能一般可以恢复。性物质后，其表面机械性能一般可以恢复。性物质后，其表面机械性能一般可以恢复。性物质后，其表面机械性能一般可以恢复。莱莱莱莱宾宾宾宾杰杰杰杰尔尔尔尔效效效效应应应应需需需需要要要要拉拉拉拉应应应应力力力力和和和和表表表表面面面面活活活活性性性性物物物物质质质质同同同同时时时时作作作作用才能出现。用才能出现。用才能出现。用才能出现。上一页上一页下一页下一页2323莱宾杰尔效应在生产中的应用及危害莱宾杰尔效应在生产中的应用及危害一一一一方方方方面面面面可可可可利利利利用用用用此此此此效效效效应应应应提提提提高高高高金金金金属属属属加加加加工工工工（压压压压力力力力加加加加工工工工、切切切切削削削削、磨磨磨磨削削削削等等等等）效效效效率率率率，大大大大量量量量节节节节约约约约能能能能源源源源( ( ( (易易易易熔熔熔熔金金金金属属属属作作作作金刚砂轮的填料金刚砂轮的填料金刚砂轮的填料金刚砂轮的填料) ) ) )。另另另另一一一一方方方方面面面面，应应应应注注注注意意意意避避避避免免免免因因因因此此此此效效效效应应应应所所所所造造造造成成成成的的的的材材材材料料料料早早早早期期期期破破破破坏坏坏坏( ( ( (由由由由于于于于金金金金属属属属钎钎钎钎焊焊焊焊和和和和焊焊焊焊接接接接、轴轴轴轴承承承承熔熔熔熔化化化化，用用用用液液液液体体体体金金金金属属属属作作作作润润润润滑滑滑滑剂剂剂剂、原原原原子子子子反反反反应应应应堆堆堆堆、火火火火箭箭箭箭装装装装置置置置、内内内内燃燃燃燃机机机机等等等等均均均均有有有有这这这这种种种种接接接接触触触触) ) ) )。要要要要减减减减少少少少其其其其危危危危害害害害，应应应应选选选选用用用用敏敏敏敏感感感感性性性性小小小小的的的的材材材材料料料料或或或或低低低低活活活活性性性性的的的的熔熔熔熔融融融融物物物物。在在在在某某某某些些些些情情情情况况况况下下下下，金金金金属属属属经经经经过过过过表表表表面面面面处处处处理理理理，如如如如涂涂涂涂覆覆覆覆结结结结合合合合牢牢牢牢固固固固的的的的氧氧氧氧化化化化物物物物、碳碳碳碳化化化化物物物物和和和和氮氮氮氮化化化化物物物物层层层层等等等等等等等等，可可可可保保保保证证证证固固固固体体体体金金金金属属属属件件件件不不不不被被被被熔熔熔熔融物浸润，从而阻止吸附引起的强度降低融物浸润，从而阻止吸附引起的强度降低融物浸润，从而阻止吸附引起的强度降低融物浸润，从而阻止吸附引起的强度降低。上一页上一页下一页下一页24242.1.7 2.1.7 固体表面的润湿固体表面的润湿 液体在固体表面上铺展的现象，称为润湿。液体在固体表面上铺展的现象，称为润湿。液体在固体表面上铺展的现象，称为润湿。液体在固体表面上铺展的现象，称为润湿。 上一页上一页下一页下一页 当当当当90909090909090 时时时时，称称称称为为为为不不不不润润润润湿湿湿湿。角角角角越越越越大大大大，润润润润湿湿湿湿性性性性越越越越不不不不好好好好，液液液液体体体体越越越越不不不不容容容容易易易易在在在在固固固固体体体体表表表表面面面面上上上上铺铺铺铺展展展展开开开开，并并并并越越越越容容容容易易易易收缩至圆球状。收缩至圆球状。收缩至圆球状。收缩至圆球状。 当当当当=0=0=0=0 和和和和180180180180 时时时时，则则则则相相相相应应应应的的的的称称称称为为为为完完完完全全全全润润润润湿湿湿湿和和和和完完完完全全全全不润湿。不润湿。不润湿。不润湿。 图图图图2.4 2.4 材料表面的润湿现象材料表面的润湿现象材料表面的润湿现象材料表面的润湿现象25252.2 2.2 材料磨损原理及耐磨性材料磨损原理及耐磨性2.2.1 2.2.1 固体材料的摩擦与磨损固体材料的摩擦与磨损（1 1）摩擦）摩擦摩摩摩摩擦擦擦擦两两两两个个个个相相相相互互互互接接接接触触触触物物物物体体体体在在在在外外外外力力力力作作作作用用用用下下下下发发发发生生生生相相相相对对对对运运运运动时产生的阻力。动时产生的阻力。动时产生的阻力。动时产生的阻力。上一页上一页下一页下一页 润湿理论在表面工程技术上的应用主要是调整润湿理论在表面工程技术上的应用主要是调整润湿理论在表面工程技术上的应用主要是调整润湿理论在表面工程技术上的应用主要是调整润湿角。比如加入表面活性物质，可使润湿角。比如加入表面活性物质，可使润湿角。比如加入表面活性物质，可使润湿角。比如加入表面活性物质，可使减小，润减小，润减小，润减小，润湿程度增大；反之，加入表面惰性物质，可使湿程度增大；反之，加入表面惰性物质，可使湿程度增大；反之，加入表面惰性物质，可使湿程度增大；反之，加入表面惰性物质，可使增增增增大，润湿程度降低。大，润湿程度降低。大，润湿程度降低。大，润湿程度降低。2626干干干干摩摩摩摩擦擦擦擦又又又又称称称称无无无无润润润润滑滑滑滑摩摩摩摩擦擦擦擦，它它它它是是是是指指指指在在在在大大大大气气气气条条条条件件件件下下下下，摩擦表面之间没有润滑剂存在时的摩擦。摩擦表面之间没有润滑剂存在时的摩擦。摩擦表面之间没有润滑剂存在时的摩擦。摩擦表面之间没有润滑剂存在时的摩擦。边边边边界界界界润润润润滑滑滑滑摩摩摩摩擦擦擦擦是是是是指指指指摩摩摩摩擦擦擦擦表表表表面面面面间间间间有有有有一一一一层层层层极极极极薄薄薄薄的的的的润润润润滑膜存在时的摩擦。滑膜存在时的摩擦。滑膜存在时的摩擦。滑膜存在时的摩擦。流流流流体体体体润润润润滑滑滑滑摩摩摩摩擦擦擦擦是是是是指指指指相相相相对对对对运运运运动动动动的的的的两两两两物物物物体体体体表表表表面面面面完完完完全全全全被被被被流流流流体体体体隔隔隔隔开开开开时时时时的的的的摩摩摩摩擦擦擦擦。流流流流体体体体可可可可以以以以是是是是气气气气体体体体或或或或液液液液体体体体。当当当当为为为为液液液液体体体体时时时时称称称称为为为为液液液液体体体体摩摩摩摩擦擦擦擦；为为为为气气气气体体体体时时时时称称称称为为为为气气气气体体体体摩摩摩摩擦。擦。擦。擦。滚滚滚滚动动动动摩摩摩摩擦擦擦擦是是是是指指指指在在在在力力力力矩矩矩矩作作作作用用用用下下下下，物物物物体体体体沿沿沿沿接接接接触触触触表表表表面面面面滚动时产生的摩擦。滚动时产生的摩擦。滚动时产生的摩擦。滚动时产生的摩擦。上一页上一页下一页下一页2727摩擦过程的温度效应摩擦过程的温度效应金金属属在在互互相相摩摩擦擦过过程程中中，由由于于产产生生塑塑性性变变形形，将将消消耗耗很很大大的的能能量量，这这些些能能量量至至少少有有9090转转变变成成热热，如如果果这这些些热热量量保保留留在在金金属属表表层层，则则产产生生相相当当高高的的瞬瞬时时温温度度，这这种种影影响响称称为为摩摩擦擦过过程程的的温度效应温度效应。如如果果温温度度高高于于相相变变点点，则则会会引引起起表表层层组组织织的的相相变。变。如如果果低低于于相相变变温温度度则则会会引引起起回回火火软软化化、发发生生回回复再结晶等现象。复再结晶等现象。 上一页上一页下一页下一页2828（2 2）磨损）磨损磨磨磨磨损损损损是是是是指指指指物物物物体体体体相相相相对对对对运运运运动动动动时时时时相相相相对对对对运运运运动动动动表表表表面面面面的的的的物物物物质质质质不断损失，产生残余变形或其它损伤的现象。不断损失，产生残余变形或其它损伤的现象。不断损失，产生残余变形或其它损伤的现象。不断损失，产生残余变形或其它损伤的现象。 磨损的三个阶段：跑合阶段（也称磨合阶段）跑合阶段（也称磨合阶段）跑合阶段（也称磨合阶段）跑合阶段（也称磨合阶段）开始运行时，原始开始运行时，原始开始运行时，原始开始运行时，原始的、新的摩擦副表面具有一定的粗糙度，真实接的、新的摩擦副表面具有一定的粗糙度，真实接的、新的摩擦副表面具有一定的粗糙度，真实接的、新的摩擦副表面具有一定的粗糙度，真实接触面积较小。经过短时间跑合后，表面微凸体逐触面积较小。经过短时间跑合后，表面微凸体逐触面积较小。经过短时间跑合后，表面微凸体逐触面积较小。经过短时间跑合后，表面微凸体逐渐磨平，真实接触面积逐渐增大，磨损速率减慢渐磨平，真实接触面积逐渐增大，磨损速率减慢渐磨平，真实接触面积逐渐增大，磨损速率减慢渐磨平，真实接触面积逐渐增大，磨损速率减慢且趋于稳定。且趋于稳定。且趋于稳定。且趋于稳定。 稳定磨损阶段稳定磨损阶段稳定磨损阶段稳定磨损阶段属于正常磨损，磨损比较缓慢和属于正常磨损，磨损比较缓慢和属于正常磨损，磨损比较缓慢和属于正常磨损，磨损比较缓慢和稳定。稳定。稳定。稳定。 上一页上一页下一页下一页2929剧剧剧剧烈烈烈烈磨磨磨磨损损损损阶阶阶阶段段段段磨磨磨磨损损损损表表表表面面面面状状状状态态态态发发发发生生生生变变变变化化化化或或或或因因因因存存存存在在在在着着着着硬硬硬硬颗颗颗颗粒粒粒粒，使使使使磨磨磨磨损损损损速速速速率率率率急急急急剧剧剧剧增增增增长长长长。这这这这时时时时机机机机械械械械效效效效率率率率下下下下降降降降，还还还还有有有有可可可可能能能能产产产产生生生生异异异异常常常常噪噪噪噪声声声声或或或或振振振振动动动动，摩摩摩摩擦擦擦擦副副副副温温温温度迅速升高，导致零件失效甚至机器损坏。度迅速升高，导致零件失效甚至机器损坏。度迅速升高，导致零件失效甚至机器损坏。度迅速升高，导致零件失效甚至机器损坏。 磨损分类磨损分类( (按磨损机理按磨损机理) )：粘粘粘粘着着着着磨磨磨磨损损损损是是是是指指指指相相相相互互互互接接接接触触触触表表表表面面面面上上上上的的的的微微微微凸凸凸凸体体体体不不不不断断断断地地地地形形形形成成成成粘粘粘粘着着着着结结结结点点点点和和和和结结结结点点点点断断断断裂裂裂裂并并并并形形形形成成成成磨磨磨磨屑屑屑屑而而而而导导导导致致致致摩摩摩摩擦擦擦擦表面破坏的过程。表面破坏的过程。表面破坏的过程。表面破坏的过程。上一页上一页下一页下一页 特特点点沿沿沿沿滑滑滑滑动动动动方方方方向向向向有有有有程程程程度度度度不不不不同同同同的的的的磨磨磨磨损损损损痕痕痕痕迹迹迹迹，方方方方向向向向很很很很明明明明显显显显。粘粘粘粘着着着着磨磨磨磨损损损损时时时时的的的的物物物物质质质质转转转转移移移移可可可可以以以以由由由由摩摩摩摩擦擦擦擦产产产产生生生生，也可以由焊合产生。也可以由焊合产生。也可以由焊合产生。也可以由焊合产生。 3030原原因因当当摩摩擦擦界界面面强强烈烈的的粘粘着着超超过过较较软软金金属属的的临临界界剪剪切切应应力力，便便产产生生局局部部滑滑移移带带，反反复复运运动动的的结结果果使使滑滑移移带带处处出出现现开开裂裂，进进而而发发生生翘翘起起。翘翘起起部部位位经经过过多多次次反反复复摩摩擦擦，最最后后被被剪剪断断，产产生磨粒导致磨损。生磨粒导致磨损。 上一页上一页下一页下一页(b)50mSliding direction(a)50mSliding direction3131磨磨磨磨粒粒粒粒磨磨磨磨损损损损是是是是指指指指硬硬硬硬的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒或或或或硬硬硬硬的的的的突突突突起起起起物物物物在在在在摩摩摩摩擦擦擦擦过过过过程程程程中引起物体界面材料脱落的现象。中引起物体界面材料脱落的现象。中引起物体界面材料脱落的现象。中引起物体界面材料脱落的现象。 原原因因当当当当磨磨磨磨粒粒粒粒与与与与塑塑塑塑性性性性材材材材料料料料表表表表面面面面接接接接触触触触时时时时，主主主主要要要要发发发发生生生生以以以以显显显显微微微微切切切切削削削削和和和和显显显显微微微微犁犁犁犁沟沟沟沟塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形为为为为主主主主的的的的磨磨磨磨损损损损；当当当当磨磨磨磨粒粒粒粒和和和和脆脆脆脆性性性性材材材材料料料料表表表表面面面面接接接接触触触触时时时时，主主主主要要要要发发发发生生生生以以以以表表表表面面面面断断断断裂裂裂裂为为为为主主主主的的的的磨磨磨磨损损损损。材材材材料料料料的的的的去去去去除除除除通通通通常常常常是是是是塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形机机机机制制制制和和和和断断断断裂裂裂裂机制综合作用的结果。机制综合作用的结果。机制综合作用的结果。机制综合作用的结果。 影影影影响响响响磨磨磨磨粒粒粒粒磨磨磨磨损损损损过过过过程程程程的的的的因因因因素素素素除除除除与与与与磨磨磨磨粒粒粒粒的的的的特特特特性性性性( ( ( (磨磨磨磨粒粒粒粒的的的的硬硬硬硬度度度度、形形形形状状状状和和和和粒粒粒粒度度度度) ) ) )有有有有关关关关外外外外，还还还还受受受受到到到到材材材材料料料料的的的的力力力力学学学学性性性性能能能能与与与与微微微微观观观观组组组组织织织织的的的的影影影影响响响响以以以以及及及及工工工工况况况况和和和和环环环环境境境境条条条条件件件件的的的的影影影影响响响响。材材材材料料料料耐耐耐耐磨磨磨磨粒粒粒粒磨磨磨磨损损损损性性性性能能能能主主主主要要要要决决决决定定定定于于于于硬硬硬硬度度度度，但但但但耐耐耐耐磨性与硬度之间没有单值对应关系。磨性与硬度之间没有单值对应关系。磨性与硬度之间没有单值对应关系。磨性与硬度之间没有单值对应关系。上一页上一页下一页下一页3232疲疲疲疲劳劳劳劳磨磨磨磨损损损损由由由由于于于于交交交交变变变变应应应应力力力力使使使使表表表表面面面面材材材材料料料料疲疲疲疲劳劳劳劳而而而而产产产产生生生生物质的转移。有时也称为接触疲劳。物质的转移。有时也称为接触疲劳。物质的转移。有时也称为接触疲劳。物质的转移。有时也称为接触疲劳。 上一页上一页下一页下一页 原原原原因因因因一一一一是是是是认认认认为为为为裂裂裂裂纹纹纹纹从从从从接接接接触触触触表表表表面面面面层层层层下下下下最最最最大大大大切切切切应应应应力力力力处处处处产产产产生生生生，因因因因此此此此处处处处的的的的塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形最最最最为为为为剧剧剧剧烈烈烈烈，在在在在载载载载荷荷荷荷反反反反复复复复作作作作用用用用下下下下首首首首先先先先出出出出现现现现裂裂裂裂纹纹纹纹，并并并并沿沿沿沿最最最最大大大大切切切切应应应应力力力力方方方方向向向向扩扩扩扩展展展展到到到到表面，形成疲劳磨损。表面，形成疲劳磨损。表面，形成疲劳磨损。表面，形成疲劳磨损。 二二二二是是是是认认认认为为为为裂裂裂裂纹纹纹纹首首首首先先先先从从从从表表表表面面面面产产产产生生生生，表表表表层层层层材材材材料料料料受受受受到到到到反反反反复复复复作作作作用用用用的的的的接接接接触触触触应应应应力力力力引引引引起起起起塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形，导导导导致致致致表表表表面面面面硬硬硬硬化化化化而而而而产产产产生生生生初初初初始始始始裂裂裂裂纹纹纹纹，并并并并且且且且由由由由表表表表及及及及里里里里逐逐逐逐渐渐渐渐深深深深入入入入，最最最最后后后后扩展到一定的深度裂纹折断，形成痘斑状凹坑。扩展到一定的深度裂纹折断，形成痘斑状凹坑。扩展到一定的深度裂纹折断，形成痘斑状凹坑。扩展到一定的深度裂纹折断，形成痘斑状凹坑。 特特特特点点点点 一一一一般般般般出出出出现现现现在在在在滚滚滚滚动动动动接接接接触触触触的的的的机机机机械械械械零零零零件件件件表表表表面面面面，如滚动轴承、齿轮、车轮和轧辊等。如滚动轴承、齿轮、车轮和轧辊等。如滚动轴承、齿轮、车轮和轧辊等。如滚动轴承、齿轮、车轮和轧辊等。 3333腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀磨磨磨磨损损损损是是是是指指指指摩摩摩摩擦擦擦擦表表表表面面面面与与与与周周周周围围围围介介介介质质质质发发发发生生生生化化化化学学学学反反反反应应应应而而而而生生生生成成成成腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀产产产产物物物物，进进进进一一一一步步步步摩摩摩摩擦擦擦擦后后后后这这这这些些些些腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀产产产产物物物物会被磨去，如此重复所造成的材料损伤。会被磨去，如此重复所造成的材料损伤。会被磨去，如此重复所造成的材料损伤。会被磨去，如此重复所造成的材料损伤。 上一页上一页下一页下一页腐蚀磨损的类型：腐蚀磨损的类型： a.a.a.a.氧氧氧氧化化化化磨磨磨磨损损损损，即即即即在在在在磨磨磨磨损损损损过过过过程程程程中中中中的的的的化化化化学学学学反反反反应应应应是以氧化或氧化作用占优势的一种磨损形式。是以氧化或氧化作用占优势的一种磨损形式。是以氧化或氧化作用占优势的一种磨损形式。是以氧化或氧化作用占优势的一种磨损形式。 b.b.b.b.特特特特殊殊殊殊介介介介质质质质腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀磨磨磨磨损损损损，即即即即摩摩摩摩擦擦擦擦副副副副金金金金属属属属与与与与除除除除氧氧氧氧以以以以外外外外的的的的如如如如酸酸酸酸、碱碱碱碱、盐盐盐盐等等等等各各各各种种种种介介介介质质质质发发发发生生生生作作作作用用用用，生成各种产物，又在摩擦过程中不断去除。生成各种产物，又在摩擦过程中不断去除。生成各种产物，又在摩擦过程中不断去除。生成各种产物，又在摩擦过程中不断去除。 3434c.c.微微微微动动动动磨磨磨磨损损损损，当当当当两两两两个个个个承承承承载载载载件件件件的的的的相相相相互互互互接接接接触触触触表表表表面面面面经经经经历历历历相相相相对对对对往往往往复复复复切切切切向向向向振振振振动动动动时时时时，由由由由于于于于振振振振动动动动或或或或循循循循环环环环应应应应力力力力的的的的作作作作用用用用而而而而导导导导致的微动损伤。致的微动损伤。致的微动损伤。致的微动损伤。 上一页上一页下一页下一页特特特特点点点点-是是是是一一一一种种种种复复复复合合合合形形形形式式式式的的的的磨磨磨磨损损损损，粘粘粘粘着着着着磨磨磨磨损损损损、腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀磨磨磨磨损损损损和和和和磨磨磨磨粒粒粒粒磨磨磨磨损损损损同同同同时时时时存存存存在在在在。但但但但起起起起主主主主要要要要作作作作用用用用的的的的是是是是表表表表面面面面间间间间粘粘粘粘结结结结点处因外界微动而引起的氧化过程。点处因外界微动而引起的氧化过程。点处因外界微动而引起的氧化过程。点处因外界微动而引起的氧化过程。原原原原因因因因当当当当相相相相互互互互接接接接触触触触表表表表面面面面之之之之间间间间的的的的一一一一定定定定压压压压力力力力使使使使表表表表面面面面凸凸凸凸峰峰峰峰粘粘粘粘着着着着，粘粘粘粘结结结结点点点点因因因因外外外外界界界界小小小小振振振振幅幅幅幅振振振振动动动动而而而而不不不不断断断断地地地地被被被被剪剪剪剪切切切切氧氧氧氧化化化化产产产产生生生生FeFeFeFe2 2 2 2O O O O3 3 3 3磨磨磨磨屑屑屑屑，粘粘粘粘着着着着点点点点被被被被破破破破坏坏坏坏。这这这这些些些些磨磨磨磨屑屑屑屑又又又又起起起起到到到到磨磨磨磨粒粒粒粒的的的的作作作作用用用用，在在在在接接接接触触触触表表表表面面面面产产产产生生生生磨磨磨磨粒粒粒粒磨磨磨磨损损损损，以以以以致致致致磨磨磨磨损损损损区区区区不不不不断断断断扩扩扩扩大，最后引起接触表面完全破坏。大，最后引起接触表面完全破坏。大，最后引起接触表面完全破坏。大，最后引起接触表面完全破坏。 3535冲冲冲冲蚀蚀蚀蚀磨磨磨磨损损损损指指粒粒子子冲冲击击材材料料表表面面造造成成材材料料的的破破坏坏( (“粒粒子子”是是广广义义的的，它它包包括括固固体体、液液滴滴和和气泡气泡) ) ( (水轮机叶片和汽轮机末级叶片水轮机叶片和汽轮机末级叶片) )。 上一页上一页下一页下一页原因：原因： 对对于于延延性性材材料料粒粒子子犹犹如如一一把把微微型型刀刀具具，当当其其划过材料表面时，便把材料切除而产生磨损。划过材料表面时，便把材料切除而产生磨损。 对对于于塑塑性性很很低低的的脆脆性性材材料料，在在粒粒子子冲冲击击下下几几乎乎不不产产生生塑塑性性变变形形，发发生生冲冲蚀蚀磨磨损损是是因因为为粒粒子子的的冲冲击击使使材材料料表表面面存存在在缺缺陷陷的的地地方方产产生生裂裂纹纹，裂裂纹纹不断扩展而形成碎片剥落。不断扩展而形成碎片剥落。36362.2.2 提高零件耐磨性的途径提高零件耐磨性的途径（1）工程结构的合理设计）工程结构的合理设计（2）预测、分析零件磨损机理，选择合适的）预测、分析零件磨损机理，选择合适的 耐磨材料耐磨材料 （3）材料表面耐磨与减摩处理）材料表面耐磨与减摩处理上一页上一页下一页下一页37372.3 金属腐蚀原理与防护技术金属腐蚀原理与防护技术2.3.1 2.3.1 化学腐蚀与电化学腐蚀原理化学腐蚀与电化学腐蚀原理 上一页上一页下一页下一页化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀 化化化化学学学学腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀是是是是指指指指金金金金属属属属表表表表面面面面与与与与非非非非电电电电解解解解质质质质直直直直接接接接发发发发生生生生纯纯纯纯化学作用而引起的破坏。化学作用而引起的破坏。化学作用而引起的破坏。化学作用而引起的破坏。特点：特点：特点：特点：金金金金属属属属表表表表面面面面的的的的原原原原子子子子与与与与非非非非电电电电解解解解质质质质中中中中的的的的氧氧氧氧化化化化剂剂剂剂直直直直接接接接发发发发生生生生氧氧氧氧化还原反应，形成腐蚀产物。化还原反应，形成腐蚀产物。化还原反应，形成腐蚀产物。化还原反应，形成腐蚀产物。腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀过过过过程程程程中中中中电电电电子子子子的的的的传传传传递递递递是是是是在在在在金金金金属属属属与与与与氧氧氧氧化化化化剂剂剂剂之之之之间间间间直直直直接接接接进行的，没有电流产生。进行的，没有电流产生。进行的，没有电流产生。进行的，没有电流产生。 金金金金属属属属在在在在无无无无水水水水的的的的有有有有机机机机液液液液体体体体和和和和气气气气体体体体中中中中以以以以及及及及在在在在干干干干燥燥燥燥气气气气体体体体中的腐蚀均属于化学腐蚀。中的腐蚀均属于化学腐蚀。中的腐蚀均属于化学腐蚀。中的腐蚀均属于化学腐蚀。3838特点：特点：在在腐腐蚀蚀过过程程中中同同时时存存在在两两个个相相对对独独立立的的反反应应过过程阳极反应和阴极反应。程阳极反应和阴极反应。在反应过程中伴有电流产生。在反应过程中伴有电流产生。 上一页上一页下一页下一页电化学腐蚀电化学腐蚀 电电电电化化化化学学学学腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀是是是是指指指指金金金金属属属属表表表表面面面面与与与与电电电电解解解解质质质质发发发发生电化学反应而引起的破坏。生电化学反应而引起的破坏。生电化学反应而引起的破坏。生电化学反应而引起的破坏。 3939电化学腐蚀原理电化学腐蚀原理腐蚀原电池的构成腐蚀原电池的构成腐蚀原电池的构成腐蚀原电池的构成 阳极反应：阳极反应：阳极反应：阳极反应： ZnZnZnZnZnZnZnZn2+2+2+2+2e 2e 2e 2e 阴极反应：阴极反应：阴极反应：阴极反应： 2H2H2H2H+ + + +2e2H+2e2H+2e2H+2e2H 2HH 2HH 2HH 2HH2 2 2 2 整个电极反应：整个电极反应：整个电极反应：整个电极反应： ZnZnZnZn 2H2H2H2H+ + + +ZnZnZnZn2+2+2+2+H H H H2 2 2 2uu铜铜铜铜锌锌锌锌电电电电池池池池接接接接通通通通后后后后，锌锌锌锌片片片片溶溶溶溶解解解解，电电电电子子子子沿沿沿沿导导导导线线线线流流流流向向向向铜铜铜铜片片片片，在铜片上方有氢气逸出。在铜片上方有氢气逸出。在铜片上方有氢气逸出。在铜片上方有氢气逸出。图图图图2.5 2.5 2.5 2.5 铜锌原电池铜锌原电池铜锌原电池铜锌原电池4040 短路原电池短路原电池将将将将铜铜铜铜和和和和锌锌锌锌两两两两块块块块金金金金属属属属直直直直接接接接接接接接触触触触并并并并浸浸浸浸入入入入稀稀稀稀硫硫硫硫酸酸酸酸中中中中，也将构成腐蚀电池。也将构成腐蚀电池。也将构成腐蚀电池。也将构成腐蚀电池。 特点：特点：特点：特点：原原原原电电电电池池池池的的的的两两两两极极极极短短短短路路路路不不不不经经经经过过过过负负负负载载载载，两两两两极极极极间间间间的的的的电电电电位位位位差为零。差为零。差为零。差为零。 作作作作为为为为阳阳阳阳极极极极的的的的金金金金属属属属材材材材料料料料被被被被氧化而溶解腐蚀掉。氧化而溶解腐蚀掉。氧化而溶解腐蚀掉。氧化而溶解腐蚀掉。图图图图2.6 2.6 2.6 2.6 腐蚀原电池腐蚀原电池腐蚀原电池腐蚀原电池上一页上一页下一页下一页4141 一一种种金金属属或或合合金金形形成成的腐蚀微电池的腐蚀微电池 碳钢在酸中的腐蚀：碳钢在酸中的腐蚀：碳钢在酸中的腐蚀：碳钢在酸中的腐蚀：阳极阳极阳极阳极 FeFeFeFeFeFeFeFe2+2+2+2+2e2e2e2e阴极阴极阴极阴极 2H2H2H2H+ + + +2eH+2eH+2eH+2eH2 2 2 2腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀电电电电池池池池和和和和丹丹丹丹尼尼尼尼尔尔尔尔电电电电池池池池的的的的区区区区别别别别在在在在于于于于：腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀电电电电池池池池是是是是一一一一种种种种短短短短路路路路电电电电池池池池，不不不不能能能能将将将将化化化化学学学学能能能能转转转转变变变变成成成成电电电电能能能能，氧氧氧氧化化化化还还还还原原原原反反反反应应应应所所所所释释释释放放放放出出出出来来来来的的的的化化化化学学学学能能能能全全全全部部部部以以以以热热热热能能能能方方方方式式式式散散散散发发发发，而而而而不不不不能能能能转转转转化化化化为为为为电电电电功功功功。腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀电电电电池池池池只只只只能能能能导导导导致致致致金金金金属属属属的腐蚀的腐蚀的腐蚀的腐蚀。 图图2.7 2.7 腐蚀微电池腐蚀微电池上一页上一页下一页下一页4242阳极过程：阳极过程：金属溶解以离子形式进入溶液中，金属溶解以离子形式进入溶液中，并把等量电子留在金属上并把等量电子留在金属上;电电子子转转移移过过程程：电电子子通通过过电电路路从从阳阳极极移移动动到到阴阴极；极；阴阴极极过过程程：溶溶液液中中的的氧氧化化剂剂接接受受从从阳阳极极流流过过来来的电子后本身被还原。的电子后本身被还原。 金金属属的的电电化化学学腐腐蚀蚀实实质质上上是是短短路路电电池池中中电电偶电池作用的结果偶电池作用的结果。腐蚀电池工作的基本过程：腐蚀电池工作的基本过程：4343金属腐蚀速度的表示法金属腐蚀速度的表示法（1 1）失重法和增重法）失重法和增重法）失重法和增重法）失重法和增重法 （2）深度法）深度法 （3）容量法）容量法(g/m(g/m2 2h)h) (cm(cm3 3/cm/cm2 2h)h) (mm/a)(mm/a) 44442.3.2 2.3.2 金属表面的极化、钝化及活化金属表面的极化、钝化及活化金属表面的极化现象金属表面的极化现象图图2.9 2.9 原电池接通前原电池接通前后电极电位的变化后电极电位的变化图图2.8 Cu-Zn2.8 Cu-Zn原电池原电池上一页上一页下一页下一页4545图图图图2.10 2.10 2.10 2.10 典型极化曲线典型极化曲线典型极化曲线典型极化曲线 a) a) a) a) 阴极极化曲线阴极极化曲线阴极极化曲线阴极极化曲线 b) b) b) b) 阳极极化曲线阳极极化曲线阳极极化曲线阳极极化曲线 当当当当电电电电极极极极上上上上有有有有净净净净电电电电流流流流通通通通过过过过时时时时，电电电电极极极极电电电电位位位位显显显显著著著著偏偏偏偏离离离离了了了了未未未未通通通通电电电电时时时时的的的的开开开开路路路路电电电电位位位位( ( ( (平平平平衡衡衡衡电电电电位位位位或或或或非非非非平平平平衡衡衡衡的的的的稳稳稳稳态态态态电电电电位位位位) ) ) )，这种现象叫做，这种现象叫做，这种现象叫做，这种现象叫做电极的极化电极的极化电极的极化电极的极化。 4646曲线的倾斜程度表示极化程度，叫做极化度。曲线的倾斜程度表示极化程度，叫做极化度。曲曲线线越越陡陡，极极化化程程度度就就越越大大，表表示示电电极极过过程程受受阻滞程度越大，腐蚀进行越困难。阻滞程度越大，腐蚀进行越困难。金金属属在在活活化化状状态态下下，阳阳极极极极化化程程度度不不大大，阳阳极极极化曲线较为平坦。极化曲线较为平坦。如如果果金金属属发发生生钝钝化化，则则阳阳极极极极化化曲曲线线很很陡陡，极极化程度很大。化程度很大。上一页上一页下一页下一页4747极化机理极化机理 （1 1 1 1）电化学极化）电化学极化）电化学极化）电化学极化 电化学极化是指因电极上的电化学反应速度电化学极化是指因电极上的电化学反应速度电化学极化是指因电极上的电化学反应速度电化学极化是指因电极上的电化学反应速度小于电子运动速度而造成的极化。小于电子运动速度而造成的极化。小于电子运动速度而造成的极化。小于电子运动速度而造成的极化。 （2 2 2 2）浓差极化）浓差极化）浓差极化）浓差极化 浓浓浓浓差差差差极极极极化化化化是是是是指指指指因因因因溶溶溶溶液液液液中中中中的的的的物物物物质质质质扩扩扩扩散散散散速速速速度度度度小小小小于于于于电化学反应速度而造成的极化。电化学反应速度而造成的极化。电化学反应速度而造成的极化。电化学反应速度而造成的极化。 （3 3 3 3）电阻极化）电阻极化）电阻极化）电阻极化 电电电电阻阻阻阻极极极极化化化化是是是是指指指指因因因因在在在在电电电电极极极极表表表表面面面面形形形形成成成成了了了了具具具具有有有有保保保保护护护护作作作作用用用用的的的的氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜、钝钝钝钝化化化化膜膜膜膜或或或或不不不不溶溶溶溶性性性性的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀产产产产物物物物等等等等而而而而导致的极化。导致的极化。导致的极化。导致的极化。 上一页上一页下一页下一页4848阳极极化可减缓金属腐蚀阳极极化可减缓金属腐蚀 阳极去极化阳极去极化加快阳极过程加速金属腐蚀加快阳极过程加速金属腐蚀搅拌溶液，加速金属离子的扩散；搅拌溶液，加速金属离子的扩散；加入活化离子加入活化离子( (如如ClCl- -) )，消除阳极钝化等，都，消除阳极钝化等，都可加速阳极去极化过程。可加速阳极去极化过程。上一页上一页下一页下一页4949金属表面的钝化现象金属表面的钝化现象 由由由由于于于于金金金金属属属属表表表表面面面面状状状状态态态态的的的的改改改改变变变变引引引引起起起起金金金金属属属属表表表表面面面面活活活活性性性性的的的的突突突突然然然然变变变变化化化化，使使使使表表表表面面面面反反反反应应应应速速速速度度度度急急急急剧剧剧剧降降降降低低低低的的的的现现现现象，称为象，称为象，称为象，称为钝化钝化钝化钝化。 图图2.112.11 纯纯FeFe溶解速度与溶解速度与硝酸浓度的关系硝酸浓度的关系上一页上一页下一页下一页5050除除FeFe外外，金金属属AlAl、CrCr、NbNb、CoCo、MoMo、TiTi、W W等等也具有这种钝化现象。也具有这种钝化现象。 除除浓浓硝硝酸酸外外，其其他他强强氧氧化化剂剂如如硝硝酸酸钾钾、重重铬铬酸酸钾钾、高高锰锰酸酸钾钾、硝硝酸酸银银、氯氯酸酸钾钾等等也也能能引引起一些金属的钝化。起一些金属的钝化。金金属属与与钝钝化化剂剂间间自自然然作作用用而而产产生生的的钝钝化化现现象象称为称为自然钝化或化学钝化自然钝化或化学钝化。 如如果果外外接接电电源源( (控控制制电电位位法法)，金金属属阳阳极极将发生将发生活化钝化活化钝化的变化。的变化。上一页上一页下一页下一页51512.12 2.12 可钝化金属的典型阳极极化曲线可钝化金属的典型阳极极化曲线 5252ABABABAB段段段段：此此此此区区区区间间间间是是是是金金金金属属属属的的的的活活活活性性性性溶溶溶溶解解解解区区区区，金金金金属属属属以以以以低低低低价价价价的形式溶解为离子，溶解速度受活化极化控制。的形式溶解为离子，溶解速度受活化极化控制。的形式溶解为离子，溶解速度受活化极化控制。的形式溶解为离子，溶解速度受活化极化控制。BCBCBCBC段段段段：B B B B点点点点的的的的电电电电位位位位称称称称为为为为初初初初始始始始钝钝钝钝化化化化电电电电位位位位Epp(Epp(Epp(Epp(致致致致钝钝钝钝电电电电位位位位) ) ) )，对对对对应应应应的的的的电电电电流流流流称称称称为为为为临临临临界界界界电电电电流流流流密密密密度度度度i i i ipp(pp(pp(pp(致致致致钝钝钝钝电电电电流流流流密密密密度度度度) ) ) )。当当当当电电电电流流流流密密密密度度度度一一一一旦旦旦旦超超超超过过过过i i i ipppppppp，电电电电位位位位大大大大于于于于EppEppEppEpp，金金金金属属属属就就就就开开开开始始始始钝钝钝钝化化化化，电电电电流流流流密密密密度度度度急急急急剧剧剧剧下下下下降降降降。此此此此阶阶阶阶段段段段金金金金属属属属处处处处于于于于活活活活化化化化钝钝钝钝化化化化过过过过渡渡渡渡区区区区，在在在在金金金金属属属属表表表表面面面面可可可可能能能能生生生生成成成成二二二二到三价的过渡氧化物。到三价的过渡氧化物。到三价的过渡氧化物。到三价的过渡氧化物。CDCDCDCD段段段段：电电电电位位位位达达达达到到到到C C C C点点点点后后后后，金金金金属属属属转转转转入入入入完完完完全全全全钝钝钝钝态态态态，C C C C点点点点的的的的电电电电位位位位称称称称为为为为初初初初始始始始稳稳稳稳态态态态钝钝钝钝化化化化电电电电位位位位Ep,Ep,Ep,Ep,对对对对应应应应的的的的电电电电流流流流密密密密度度度度称称称称为为为为维维维维钝钝钝钝电电电电流流流流密密密密度度度度i i i ip p p p。此此此此阶阶阶阶段段段段金金金金属属属属处处处处于于于于稳稳稳稳定定定定钝钝钝钝化化化化区区区区, , , ,在金属表面可能生成耐蚀性好的高价氧化膜。在金属表面可能生成耐蚀性好的高价氧化膜。在金属表面可能生成耐蚀性好的高价氧化膜。在金属表面可能生成耐蚀性好的高价氧化膜。 上一页上一页下一页下一页5353DEDE段段：电电位位超超过过D D点点，电电流流密密度度又又开开始始增增大大。D D点点的的电电位位称称为为过过钝钝电电位位EtpEtp。DEDE段段称称为为过过钝钝化化区区，在在此此区区段段内内电电流流密密度度又又增增大大的的原原因因是是金金属属表面形成了可溶性的高价金属离子所致。表面形成了可溶性的高价金属离子所致。EFEF段段：为为析析氧氧区区，F F点点是是氧氧的的析析出出电电位位，电电流流密密度度的的继继续续增增大大是是由由于于氧氧的的析析出出反反应应动动力力学学造造成的。成的。由由此此得得出出：外外加加电电流流可可促促使使某某些些金金属属发发生生阳阳极极钝钝化化，如如果果将将金金属属的的电电位位控控制制在在稳稳定定的的钝钝化化区区内内，就就可可防防止止金金属属发发生生活活性性溶溶解解或或过过钝钝化化溶溶解解，使金属得到保护使金属得到保护。 上一页上一页下一页下一页5454 金金属属钝钝化化是是一一种种界界面面现现象象，它它没没有有改改变变金金属属本本体体的的性性能能。只只是是使使金金属属表表面面在在介介质质中中的的稳稳定性发生了变化。定性发生了变化。（1 1）成膜理论）成膜理论 当当金金属属阳阳极极溶溶解解时时，可可在在金金属属表表面面生生成成一一层层完完整整致致密密的的固固体体产产物物薄薄膜膜。这这种种固固相相膜膜层层把把金金属属表表面面与与介介质质隔隔离离开开来来，阻阻碍碍阳阳极极过过程程的的进进行行，导导致致金金属属溶溶解解速速度度大大大大降降低低，使使金金属属转转入入钝态。钝态。钝化理论钝化理论上一页上一页下一页下一页5555 （2 2）吸附理论）吸附理论 金金金金属属属属钝钝钝钝化化化化并并并并不不不不需需需需要要要要表表表表面面面面生生生生成成成成固固固固相相相相的的的的成成成成相相相相膜膜膜膜，而而而而只只只只要要要要在在在在金金金金属属属属表表表表面面面面的的的的一一一一部部部部分分分分生生生生成成成成氧氧氧氧或或或或含含含含氧氧氧氧粒粒粒粒子子子子的的的的吸吸吸吸附附附附层层层层就就就就足足足足够够够够了了了了。一一一一旦旦旦旦这这这这些些些些粒粒粒粒子子子子吸吸吸吸附附附附在在在在金金金金属属属属表表表表面面面面上上上上就就就就改改改改变变变变了了了了金金金金属属属属溶溶溶溶液液液液界界界界面面面面的的的的结结结结构构构构，并并并并使使使使阳阳阳阳极极极极的的的的活活活活化化化化能能能能显显显显著提高而产生钝化。著提高而产生钝化。著提高而产生钝化。著提高而产生钝化。 金金金金属属属属表表表表面面面面的的的的原原原原子子子子离离离离子子子子价价价价键键键键处处处处于于于于未未未未饱饱饱饱和和和和状状状状态态态态，含含含含氧氧氧氧粒粒粒粒子子子子易易易易于于于于吸吸吸吸附附附附在在在在金金金金属属属属表表表表面面面面，使使使使表表表表面面面面的的的的价价价价键键键键饱饱饱饱和和和和，改改改改变金属溶液界面结构。变金属溶液界面结构。变金属溶液界面结构。变金属溶液界面结构。提提提提高高高高阳阳阳阳极极极极反反反反应应应应的的的的活活活活化化化化能能能能，致致致致使使使使金金金金属属属属同同同同腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀介介介介质质质质的的的的化化化化学反应能力显著降低。学反应能力显著降低。学反应能力显著降低。学反应能力显著降低。由由由由于于于于氧氧氧氧吸吸吸吸附附附附层层层层在在在在形形形形成成成成过过过过程程程程中中中中不不不不断断断断地地地地把把把把原原原原来来来来吸吸吸吸附附附附在在在在金金金金属属属属表表表表面面面面的的的的H H H H2 2 2 2O O O O分分分分子子子子层层层层排排排排挤挤挤挤掉掉掉掉，降降降降低低低低了了了了金金金金属属属属离离离离子子子子的的的的离离离离子化过程。子化过程。子化过程。子化过程。上一页上一页下一页下一页5656 （3 3）两种理论的比较）两种理论的比较共共共共同同同同点点点点金金金金属属属属表表表表面面面面生生生生成成成成的的的的钝钝钝钝化化化化膜膜膜膜阻阻阻阻碍碍碍碍金金金金属属属属的的的的溶解。溶解。溶解。溶解。 不不不不同同同同点点点点吸吸吸吸附附附附理理理理论论论论认认认认为为为为，只只只只要要要要形形形形成成成成单单单单分分分分子子子子层层层层的的的的二二二二维维维维膜膜膜膜就就就就能能能能导导导导致致致致金金金金属属属属产产产产生生生生钝钝钝钝化化化化；成成成成相相相相膜膜膜膜理理理理论论论论认认认认为为为为，要要要要使使使使金金金金属属属属得得得得到到到到保保保保护护护护不不不不溶溶溶溶解解解解，至至至至少少少少要要要要形形形形成成成成几几几几个个个个分分分分子子子子层层层层厚厚厚厚的的的的三三三三维维维维膜膜膜膜，最最最最初初初初形形形形成成成成的的的的单单单单分分分分子子子子吸吸吸吸附附附附膜膜膜膜只只只只能能能能轻轻轻轻微微微微降降降降低低低低金金金金属属属属的的的的溶溶溶溶解解解解，增增增增厚厚厚厚的成相膜才能达到完全钝化。的成相膜才能达到完全钝化。的成相膜才能达到完全钝化。的成相膜才能达到完全钝化。 上一页上一页下一页下一页5757金属表面的活化金属表面的活化（1 1）金属表面净化）金属表面净化 处理方法：处理方法：l氢氢气气还还原原、机机械械抛抛光光、喷喷砂砂、酸酸洗洗等等去去除除金金属表面氧化膜，消除金属表面的钝态。属表面氧化膜，消除金属表面的钝态。l加加热热或或抽抽真真空空减减少少金金属属表表面面的的吸吸附附，提提高高金金属表面的化学活性。属表面的化学活性。 上一页上一页下一页下一页5858（2 2）增加金属表面的化学活性区）增加金属表面的化学活性区 处理方法处理方法: :用用喷喷砂砂等等机机械械手手段段增增加加金金属属表表面面缺缺陷陷，使使化化学活性区增多，实现金属表面活化。学活性区增多，实现金属表面活化。用用离离子子轰轰击击使使金金属属表表面面净净化化并并增增加加化化学学活活性性区，达到活化效果。区，达到活化效果。上一页上一页下一页下一页59592.3.3 2.3.3 腐蚀的主要形式腐蚀的主要形式按腐蚀形态：全面腐蚀和局部腐蚀两大类。按腐蚀形态：全面腐蚀和局部腐蚀两大类。 (1) (1) 全面腐蚀全面腐蚀 腐蚀分布于整个金属表面。腐蚀分布于整个金属表面。特特特特点点点点- - - -腐腐蚀蚀电电池池的的阴阴、阳阳极极面面积积非非常常小小，微微阴阴极极和和微微阳阳极极的的位位置置是是变变幻幻不不定定的的。腐腐蚀蚀结结果果使使金金属变薄。属变薄。 原原原原因因因因- - - -整整个个金金属属表表面面在在溶溶液液中中处处于于活活化化状状态态，各各点点随随时时间间有有能能量量起起伏伏，能能量量高高处处为为阳阳极极，能能量量低处为阴极，因而腐蚀分布于金属整个表面。低处为阴极，因而腐蚀分布于金属整个表面。上一页上一页下一页下一页6060 (2) (2) 局部腐蚀局部腐蚀 腐蚀仅局限或集中在金属的某一特定部位。腐蚀仅局限或集中在金属的某一特定部位。特特点点-阳阳极极和和阴阴极极区区截截然然分分开开，腐腐蚀蚀电电池池中中的的阳阳极极溶溶解解反反应应和和阴阴极极区区腐腐蚀蚀剂剂的的还还原原反反应应在在不不同区域发生。同区域发生。 上一页上一页下一页下一页6161a a）电偶腐蚀）电偶腐蚀 当当两两种种电电极极电电位位不不同同的的金金属属或或合合金金相相接接触触并并放放入入电电解解质质溶溶液液中中时时，产产生生的的电电化化学学腐腐蚀蚀称称为为电偶腐蚀电偶腐蚀或或双金属腐蚀双金属腐蚀，也叫，也叫接触腐蚀接触腐蚀。 电偶腐蚀机理电偶腐蚀机理 是是两两种种金金属属或或合合金金的的电电位位差差提提供供了了电电偶偶效效应应的的动动力力。电电极极电电位位高高的的被被保保护护，电电极极电电位位低低的被腐蚀。的被腐蚀。 上一页上一页下一页下一页6262 影响因素：影响因素： 面面积积效效应应。电电偶偶腐腐蚀蚀率率与与阴阴、阳阳极极相相的的面面积比有关。增加阳极面积可以降低腐蚀率。积比有关。增加阳极面积可以降低腐蚀率。 环环境境因因素素。在在一一定定的的环环境境中中耐耐蚀蚀性性较较低低的的金金属属是是电电偶偶的的阳阳极极，在在不不同同的的环环境境中中同同一一电电偶的电位会出现逆转，从而改变材料的极性。偶的电位会出现逆转，从而改变材料的极性。 上一页上一页下一页下一页例例例例如如如如，钢钢钢钢和和和和锌锌锌锌偶偶偶偶合合合合后后后后在在在在一一一一些些些些水水水水溶溶溶溶液液液液中中中中锌锌锌锌被被被被腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，钢钢钢钢得得得得到到到到了了了了保保保保护护护护。若若若若水水水水温温温温较较较较高高高高(80(80(80(80以以以以上上上上) ) ) )时时时时，电电电电偶偶偶偶的极性就会逆转，钢成为阳极而被腐蚀。的极性就会逆转，钢成为阳极而被腐蚀。的极性就会逆转，钢成为阳极而被腐蚀。的极性就会逆转，钢成为阳极而被腐蚀。6363尽量避免异种金属材料直接接触。尽量避免异种金属材料直接接触。避避免免大大阴阴极极和和小小阳阳极极的的不不利利面面积积效效应应。对对螺螺钉钉、螺螺帽帽、焊焊接接点点等等应应采采用用比比基基体体稳稳定定的的材材料料；或或采采用用牺牺牲牲阳阳极极保保护护法法，接接上上比比两两接接触触金金属属更更不不耐蚀的第三块金属。耐蚀的第三块金属。隔隔绝绝或或消消除除阴阴极极去去极极化化剂剂。因因为为O O2 2和和H H+ +是是腐腐蚀蚀体体系系中中进进行行阴阴极极过过程程所所不不可可缺缺少少的的，减减少少这这类类物物质质（溶溶解解O O2 2和和H H+ +）有有利利于于阴阴极极极极化化，较较好好地地防止电偶腐蚀。防止电偶腐蚀。 防止措施：防止措施：上一页上一页下一页下一页6464（b b）点蚀）点蚀 点点蚀蚀是是指指在在点点或或孔孔穴穴处小面积上的腐蚀。处小面积上的腐蚀。 点蚀产生的条件：点蚀产生的条件：n点蚀的发生需在某一临界点蚀的发生需在某一临界点蚀的发生需在某一临界点蚀的发生需在某一临界电位以上，该电位称作点电位以上，该电位称作点电位以上，该电位称作点电位以上，该电位称作点蚀电位蚀电位蚀电位蚀电位( ( ( (或称击穿电位或称击穿电位或称击穿电位或称击穿电位) ) ) )。n点点点点蚀蚀蚀蚀一一一一般般般般发发发发生生生生在在在在表表表表面面面面有有有有钝钝钝钝化化化化膜膜膜膜或或或或有有有有保保保保护护护护膜膜膜膜的的的的金金金金属属属属上上上上。且且且且处处处处于于于于ClCl- -、BrBr- -、S S- -、OO- -、S S2 2OO3 3- -、I I- -、ClOClO3-3-过过过过氯氯氯氯酸酸酸酸盐盐盐盐等环境中。等环境中。等环境中。等环境中。 2.13 2.13 2.13 2.13 金属点蚀照片金属点蚀照片金属点蚀照片金属点蚀照片 上一页上一页下一页下一页6565点蚀产生的原因：点蚀产生的原因：当当金金属属或或合合金金材材料料表表面面钝钝化化膜膜有有机机械械裂裂缝缝、擦擦伤伤、露露头头位位错错，或或内内部部有有硫硫化化物物夹夹杂杂，晶晶界界上上有有碳碳化化物物沉沉淀淀等等缺缺陷陷造造成成膜膜的的厚厚薄薄不不匀匀时时，缺缺陷陷处处易易显显露基体金属，形成露基体金属，形成活性一钝性腐蚀电池活性一钝性腐蚀电池。 在在基基体体金金属属上上镀镀阴阴极极性性镀镀层层( (如如钢钢上上镀镀铬铬、镀镀银银、镀镀锡锡、镀镀铜铜等等) )时时，当当这这些些镀镀层层上上某某点点发发生生破破坏坏，破破坏坏区区下下的的金金属属基基体体与与镀镀层层未未破破坏坏区区形形成成电电偶偶腐腐蚀蚀电电池池，这这种种大大阴阴极极小小阳阳极极状状态态使使腐腐蚀蚀迅迅速速向向深深处发展，以致形成处发展，以致形成孔穴孔穴。 上一页上一页下一页下一页6666点蚀机理：点蚀机理： 由由由由于于于于处处处处在在在在钝钝钝钝态态态态的的的的金金金金属属属属仍仍仍仍有有有有一一一一定定定定的的的的反反反反应应应应能能能能力力力力，钝钝钝钝化化化化膜膜膜膜的的的的溶溶溶溶解解解解和和和和修修修修复复复复( ( ( (再再再再钝钝钝钝化化化化) ) ) )处处处处于于于于动动动动态态态态平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态，因因因因而而而而当当当当介介介介质质质质中中中中存存存存在在在在活活活活性性性性阴阴阴阴离离离离子子子子( ( ( (尤尤尤尤其其其其是是是是ClClClCl- - - -) ) ) )时时时时，平平平平衡衡衡衡即即即即被被被被破破破破坏坏坏坏，使使使使溶溶溶溶解占优势。解占优势。解占优势。解占优势。uu蚀蚀蚀蚀核核核核的的的的形形形形成成成成：在在在在金金金金属属属属表表表表面面面面氯氯氯氯离离离离子子子子和和和和氧氧氧氧竞竞竞竞相相相相吸吸吸吸附附附附时时时时，氧氧氧氧的的的的吸吸吸吸附附附附点点点点被被被被氯氯氯氯离离离离子子子子取取取取代代代代后后后后，使使使使氯氯氯氯离离离离子子子子有有有有一一一一定定定定几几几几率率率率和和和和氧氧氧氧化化化化膜膜膜膜中中中中的的的的阳阳阳阳离离离离子子子子形形形形成成成成可可可可溶溶溶溶性性性性氯氯氯氯化化化化物物物物，促促促促使使使使金金金金属属属属溶溶溶溶解解解解，在在在在新新新新露露露露出的金属特定点上生成小蚀坑成为出的金属特定点上生成小蚀坑成为出的金属特定点上生成小蚀坑成为出的金属特定点上生成小蚀坑成为点蚀核点蚀核点蚀核点蚀核。uu蚀蚀蚀蚀核核核核的的的的长长长长大大大大：当当当当蚀蚀蚀蚀核核核核长长长长到到到到一一一一定定定定的的的的临临临临界界界界尺尺尺尺寸寸寸寸( ( ( (一一一一般般般般孔孔孔孔径径径径大大大大于于于于30m)30m)30m)30m)时，出现宏观蚀坑。时，出现宏观蚀坑。时，出现宏观蚀坑。时，出现宏观蚀坑。 点点点点蚀蚀蚀蚀机机机机理理理理实实实实质质质质上上上上就就就就是是是是以以以以氧氧氧氧化化化化物物物物破破破破坏坏坏坏区区区区域域域域为为为为阳阳阳阳极极极极，未未未未破坏区域为阴极，构成腐蚀电池的破坏形式破坏区域为阴极，构成腐蚀电池的破坏形式破坏区域为阴极，构成腐蚀电池的破坏形式破坏区域为阴极，构成腐蚀电池的破坏形式。上一页上一页下一页下一页6767从从选选材材入入手手，加加入入合合适适的的抗抗点点蚀蚀的的合合金金元元素素，如如不不锈锈钢钢中中增增加加CrCr、MoMo、NbNb、NiNi等等的的含含量量，提提高高点蚀电位，降低点蚀速度。点蚀电位，降低点蚀速度。提提高高合合金金的的均均匀匀性性，减减少少有有害害元元素素的的含含量量，如如不锈钢中降低硫化物夹杂，降低碳含量。不锈钢中降低硫化物夹杂，降低碳含量。选选择择合合适适的的热热处处理理制制度度，如如对对铝铝合合金金应应避避免免在在500500左左右右退退火火，因因为为在在这这种种条条件件下下得得到到的的沉沉淀淀相增多。相增多。控控制制环环境境因因素素，降降低低介介质质中中卤卤素素离离子子的的含含量量( (如如ClCl-和和BrBr-) )。防止措施：防止措施：上一页上一页下一页下一页6868 对对对对循循循循环环环环体体体体系系系系，可可可可加加加加入入入入缓缓缓缓蚀蚀蚀蚀剂剂剂剂。对对对对缓缓缓缓蚀蚀蚀蚀剂剂剂剂的的的的要要要要求求求求是是是是，增增增增加加加加钝钝钝钝化化化化膜膜膜膜的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性或或或或有有有有利利利利于于于于受受受受损损损损的的的的钝钝钝钝化化化化膜膜膜膜得得得得以以以以再再再再钝钝钝钝化化化化。例例例例如如如如在在在在0.10.10.10.1的的的的NaClNaClNaClNaCl溶溶溶溶液液液液中中中中加加加加如如如如0.4g/L-0.4g/L-0.4g/L-0.4g/L-0.5g/L0.5g/L0.5g/L0.5g/L的的的的NaNONaNONaNONaNO2 2 2 2，可可可可以以以以完完完完全全全全抑抑抑抑制制制制OCrNi9OCrNi9OCrNi9OCrNi9不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢的的的的孔孔孔孔蚀蚀蚀蚀；或或或或在在在在10%FeCl10%FeCl10%FeCl10%FeCl3 3 3 3溶溶溶溶液液液液中中中中加加加加入入入入3% 3% 3% 3% NaNONaNONaNONaNO2 2 2 2，也也也也可可可可长长长长期期期期防防防防止止止止1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti的的的的孔孔孔孔蚀蚀蚀蚀。当当当当没没没没有有有有加加加加入入入入NaNONaNONaNONaNO2 2 2 2时时时时，观观观观察察察察到到到到几几几几个个个个小小小小时时时时后后后后就就就就发发发发生生生生严严严严重重重重的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，但但但但NaNONaNONaNONaNO2 2 2 2这这这这类类类类缓蚀剂属于氧化性腐蚀剂，必须保证其添加量。缓蚀剂属于氧化性腐蚀剂，必须保证其添加量。缓蚀剂属于氧化性腐蚀剂，必须保证其添加量。缓蚀剂属于氧化性腐蚀剂，必须保证其添加量。 降降降降低低低低介介介介质质质质的的的的温温温温度度度度和和和和增增增增加加加加介介介介质质质质的的的的流流流流速速速速，也也也也可可可可减减减减缓缓缓缓孔蚀的发生。孔蚀的发生。孔蚀的发生。孔蚀的发生。 用用用用阳阳阳阳极极极极保保保保护护护护法法法法抑抑抑抑制制制制孔孔孔孔蚀蚀蚀蚀。把把把把金金金金属属属属的的的的极极极极化化化化电电电电位位位位控控控控制在临界孔蚀电位以下。制在临界孔蚀电位以下。制在临界孔蚀电位以下。制在临界孔蚀电位以下。6969 如如如如果果果果金金金金属属属属材材材材料料料料表表表表面面面面的的的的某某某某一一一一部部部部分分分分与与与与另另另另一一一一固固固固体体体体的的的的表表表表面面面面形形形形成成成成缝缝缝缝隙隙隙隙( ( ( (一一一一般般般般在在在在0.0250.1mm0.0250.1mm范范范范围围围围内内内内) ) ) )，不不不不论论论论另另另另一一一一固固固固体体体体是是是是同同同同种种种种金金金金属属属属还还还还是是是是异异异异种种种种金金金金属属属属，或或或或其其其其它它它它非非非非金金金金属属属属材材材材料料料料，处处处处于于于于缝缝缝缝隙隙隙隙中中中中的的的的金金金金属属属属表表表表面面面面就就就就会会会会遭遭遭遭受受受受严严严严重重重重的的的的腐蚀破坏，这种金属腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。腐蚀破坏，这种金属腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。腐蚀破坏，这种金属腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。腐蚀破坏，这种金属腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。（c c）缝隙腐蚀）缝隙腐蚀 几几几几乎乎乎乎所所所所有有有有的的的的金金金金属属属属、所所所所有有有有的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性介介介介质质质质都都都都有有有有可可可可能能能能引引引引起起起起金金金金属属属属的的的的缝缝缝缝隙隙隙隙腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，其其其其中中中中以以以以依依依依赖赖赖赖钝钝钝钝化化化化而而而而耐耐耐耐蚀蚀蚀蚀的的的的金金金金属材料和以含属材料和以含属材料和以含属材料和以含ClCl- -的溶液最易发生此类腐蚀。的溶液最易发生此类腐蚀。的溶液最易发生此类腐蚀。的溶液最易发生此类腐蚀。7070当当缝缝隙隙腐腐蚀蚀起起源源于于点点蚀蚀时时，是是由由于于ClCl- -浓浓度度增增高高，使使钝钝化化金金属属的的点点蚀蚀电电位位降降低低；一一旦旦腐腐蚀蚀电电位位超超过过点点蚀蚀电电位位，缝缝隙隙内内金金属属钝钝化化膜膜就就会会发生破裂。发生破裂。当当金金属属表表面面存存在在缝缝隙隙时时，由由于于内内部部易易于于存存留留腐腐蚀蚀溶溶液液，使使缝缝隙隙内内溶溶液液中中与与腐腐蚀蚀有有关关的的物物质质( (如如氧氧或或某某些些腐腐蚀蚀性性物物质质) )迁迁移移困困难难，造造成成腐腐蚀蚀溶溶液液中中的的金金属属离离子子和和溶溶解解气气体体在在缝缝隙隙内内外外浓浓度度不不均均匀匀，形形成成浓浓差差电电池池所所致致( (同同一一种种金金属属的的不不同同部部位位所所接接触触的的介介质质浓浓度度不不同同而而形形成成的电池的电池) )。缝隙腐蚀机理缝隙腐蚀机理7171缝隙腐蚀初期：缝隙腐蚀初期：阳极溶解阳极溶解阳极溶解阳极溶解MMMMMMMMn+n+n+n+ + ne + ne + ne + ne阴极还原阴极还原阴极还原阴极还原O O O O2 2 2 2 + 2H + 2H + 2H + 2H2 2 2 2O + 4e4OHO + 4e4OHO + 4e4OHO + 4e4OH- - - -2.14 2.14 2.14 2.14 缝隙腐蚀机理示意图缝隙腐蚀机理示意图缝隙腐蚀机理示意图缝隙腐蚀机理示意图 l上上述述反反应应均均匀匀出出现现在在整整个个金金属属表表面面上上，但但缝缝隙隙内内的的O O2 2很很快快耗耗尽尽。氧氧要要扩扩散散到到缝缝隙隙深深处处很很难难，于于是是缝缝隙隙内内的的阴阴极极反反应应中中止止，使使缝缝隙隙内内金金属属表表面面和和缝缝隙隙外外自自由由暴暴露露表表面面之之间间组组成成宏宏观观电电池池氧浓差电池氧浓差电池。上一页上一页下一页下一页7272腐蚀发展阶段：腐蚀发展阶段：l l缺缺缺缺乏乏乏乏氧氧氧氧的的的的区区区区域域域域( ( ( (缝缝缝缝隙隙隙隙内内内内) ) ) )电电电电势势势势较较较较低低低低为为为为阳阳阳阳极极极极区区区区，氧氧氧氧易易易易到到到到达达达达的的的的区区区区域域域域( ( ( (缝缝缝缝隙隙隙隙外外外外) ) ) )电电电电势势势势较较较较高高高高为为为为阴阴阴阴极极极极区区区区。结结结结果果果果缝缝缝缝隙隙隙隙内内内内金金金金属属属属溶溶溶溶解解解解，金金金金属属属属阳阳阳阳离离离离子子子子不不不不断断断断增增增增多多多多，吸吸吸吸引引引引缝缝缝缝隙隙隙隙外外外外的的的的负负负负离离离离子子子子( ( ( (如如如如ClClClCl- - - -) ) ) )移向缝隙内，以维持电荷平衡。移向缝隙内，以维持电荷平衡。移向缝隙内，以维持电荷平衡。移向缝隙内，以维持电荷平衡。l l所所所所生生生生成成成成的的的的金金金金属属属属氯氯氯氯化化化化物物物物在在在在水水水水中中中中水水水水解解解解成成成成不不不不溶溶溶溶的的的的金金金金属属属属氢氢氢氢氧氧氧氧化化化化物物物物和游离酸和游离酸和游离酸和游离酸： 水解反应水解反应水解反应水解反应 M M M M+ + + +ClClClCl- - - -+H+H+H+H2 2 2 2OMOHOMOHOMOHOMOH + + + + H H H H+ + + +ClClClCl- - - -l l其其其其结结结结果果果果使使使使缝缝缝缝隙隙隙隙内内内内PHPHPHPH值值值值下下下下降降降降，腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀产产产产物物物物在在在在缝缝缝缝口口口口堆堆堆堆积积积积，由由由由此此此此形形形形成成成成了了了了闭闭闭闭塞塞塞塞电电电电池池池池。( ( ( (是是是是指指指指由由由由于于于于特特特特殊殊殊殊的的的的几几几几何何何何形形形形状状状状使使使使腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀产产产产物物物物在在在在缝缝缝缝隙隙隙隙、蚀蚀蚀蚀坑坑坑坑或或或或裂裂裂裂纹纹纹纹出出出出口口口口处处处处堆堆堆堆积积积积，造造造造成成成成通通通通道道道道闭闭闭闭塞塞塞塞，限限限限制制制制了了了了腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀介介介介质质质质的的的的扩扩扩扩散散散散，使使使使腔腔腔腔内内内内的的的的介介介介质质质质组组组组分分分分、浓浓浓浓度度度度和和和和P P P PH H H H值与整体介质有很大差异，造成闭塞电池腐蚀值与整体介质有很大差异，造成闭塞电池腐蚀值与整体介质有很大差异，造成闭塞电池腐蚀值与整体介质有很大差异，造成闭塞电池腐蚀) ) ) )。 上一页上一页下一页下一页7373 闭闭闭闭塞塞塞塞电电电电池池池池的的的的形形形形成成成成标标标标志志志志腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀进进进进入入入入了了了了发发发发展展展展阶阶阶阶段段段段，金金金金属属属属氯氯氯氯化化化化物物物物的的的的水水水水解解解解使使使使缝缝缝缝隙隙隙隙内内内内介介介介质质质质酸酸酸酸化化化化，加加加加速速速速了了了了阳阳阳阳极极极极溶溶溶溶解解解解。阳阳阳阳极极极极的的的的加加加加速速速速溶溶溶溶解解解解又又又又引引引引起起起起更更更更多多多多的的的的ClClClCl- - - -迁迁迁迁入入入入，氯氯氯氯化化化化物物物物的的的的浓浓浓浓度度度度又又又又增增增增加加加加，氯氯氯氯化化化化物物物物的的的的水水水水解解解解又又又又使使使使介介介介质质质质的的的的酸酸酸酸性性性性增增增增强强强强。于于于于是是是是形形形形成成成成了了了了一一一一个自催化过程，使缝内金属的溶解速度加速进行下去。个自催化过程，使缝内金属的溶解速度加速进行下去。个自催化过程，使缝内金属的溶解速度加速进行下去。个自催化过程，使缝内金属的溶解速度加速进行下去。综上所述，综上所述，综上所述，综上所述，氧浓差电池氧浓差电池氧浓差电池氧浓差电池的形成，对的形成，对的形成，对的形成，对腐蚀的开始腐蚀的开始腐蚀的开始腐蚀的开始起促进作起促进作起促进作起促进作用。但用。但用。但用。但蚀坑的加深和扩展蚀坑的加深和扩展蚀坑的加深和扩展蚀坑的加深和扩展是从是从是从是从闭塞电池闭塞电池闭塞电池闭塞电池开始的。酸化自开始的。酸化自开始的。酸化自开始的。酸化自催化是造成腐蚀加速进行的根本原因。换言之，只有氧催化是造成腐蚀加速进行的根本原因。换言之，只有氧催化是造成腐蚀加速进行的根本原因。换言之，只有氧催化是造成腐蚀加速进行的根本原因。换言之，只有氧浓差而没有自催化，不致于构成严重的缝隙腐蚀浓差而没有自催化，不致于构成严重的缝隙腐蚀浓差而没有自催化，不致于构成严重的缝隙腐蚀浓差而没有自催化，不致于构成严重的缝隙腐蚀。 因因因因此此此此，是是是是ClClClCl- - - -离离离离子子子子和和和和低低低低PHPHPHPH值值值值共共共共同同同同加加加加速速速速了了了了缝缝缝缝隙隙隙隙腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀。由由由由于于于于缝缝缝缝内内内内金金金金属属属属溶溶溶溶解解解解速速速速度度度度的的的的增增增增加加加加，也也也也使使使使相相相相应应应应缝缝缝缝外外外外邻邻邻邻近近近近表表表表面面面面的的的的阴阴阴阴极极极极极极极极化化化化过过过过程程程程（氧氧氧氧的的的的还还还还原原原原反反反反应应应应）速速速速度度度度增增增增加加加加，从从从从而而而而保护了外部表面。保护了外部表面。保护了外部表面。保护了外部表面。7474缝隙腐蚀与孔蚀的区别缝隙腐蚀与孔蚀的区别 从腐蚀发生的条件看从腐蚀发生的条件看从腐蚀发生的条件看从腐蚀发生的条件看，孔蚀起源于金属表面的孔蚀，孔蚀起源于金属表面的孔蚀，孔蚀起源于金属表面的孔蚀，孔蚀起源于金属表面的孔蚀核，缝隙腐蚀起源于金属表面的极小缝隙。前者必须在核，缝隙腐蚀起源于金属表面的极小缝隙。前者必须在核，缝隙腐蚀起源于金属表面的极小缝隙。前者必须在核，缝隙腐蚀起源于金属表面的极小缝隙。前者必须在含有活性阴离子的介质中才会发生，后者即使在不含活含有活性阴离子的介质中才会发生，后者即使在不含活含有活性阴离子的介质中才会发生，后者即使在不含活含有活性阴离子的介质中才会发生，后者即使在不含活性阴离子的介质中也能发生。性阴离子的介质中也能发生。性阴离子的介质中也能发生。性阴离子的介质中也能发生。 从腐蚀过程来看从腐蚀过程来看从腐蚀过程来看从腐蚀过程来看，孔蚀是通过腐蚀逐渐形成电偶电，孔蚀是通过腐蚀逐渐形成电偶电，孔蚀是通过腐蚀逐渐形成电偶电，孔蚀是通过腐蚀逐渐形成电偶电池，然后才加速腐蚀的。而缝隙腐蚀由于先有缝隙，腐池，然后才加速腐蚀的。而缝隙腐蚀由于先有缝隙，腐池，然后才加速腐蚀的。而缝隙腐蚀由于先有缝隙，腐池，然后才加速腐蚀的。而缝隙腐蚀由于先有缝隙，腐蚀一旦开始，就很快形成闭塞电池而加速腐蚀。前者闭蚀一旦开始，就很快形成闭塞电池而加速腐蚀。前者闭蚀一旦开始，就很快形成闭塞电池而加速腐蚀。前者闭蚀一旦开始，就很快形成闭塞电池而加速腐蚀。前者闭塞程度较大，后者闭塞程度较小。塞程度较大，后者闭塞程度较小。塞程度较大，后者闭塞程度较小。塞程度较大，后者闭塞程度较小。 从发生腐蚀的电位看从发生腐蚀的电位看从发生腐蚀的电位看从发生腐蚀的电位看，缝隙腐蚀的电位低于孔蚀电，缝隙腐蚀的电位低于孔蚀电，缝隙腐蚀的电位低于孔蚀电，缝隙腐蚀的电位低于孔蚀电位，缝隙腐蚀较孔蚀容易。位，缝隙腐蚀较孔蚀容易。位，缝隙腐蚀较孔蚀容易。位，缝隙腐蚀较孔蚀容易。 从腐蚀形态看从腐蚀形态看从腐蚀形态看从腐蚀形态看，孔蚀的蚀坑窄而深，缝隙腐蚀的相，孔蚀的蚀坑窄而深，缝隙腐蚀的相，孔蚀的蚀坑窄而深，缝隙腐蚀的相，孔蚀的蚀坑窄而深，缝隙腐蚀的相对宽而浅。对宽而浅。对宽而浅。对宽而浅。7575 防止措施：防止措施： 设计要合理，尽量避免缝隙结构和液体滞留区。设计要合理，尽量避免缝隙结构和液体滞留区。设计要合理，尽量避免缝隙结构和液体滞留区。设计要合理，尽量避免缝隙结构和液体滞留区。 焊接比铆接或螺钉连结好。焊接比铆接或螺钉连结好。焊接比铆接或螺钉连结好。焊接比铆接或螺钉连结好。 螺螺螺螺钉钉钉钉接接接接合合合合结结结结构构构构中中中中可可可可采采采采用用用用低低低低硫硫硫硫橡橡橡橡胶胶胶胶垫垫垫垫片片片片，不不不不吸吸吸吸水水水水的的的的垫垫垫垫片片片片( ( ( (聚聚聚聚四四四四氟氟氟氟乙乙乙乙烯烯烯烯) ) ) )，或或或或在在在在接接接接合合合合面面面面上上上上涂涂涂涂以以以以环环环环氧氧氧氧、聚聚聚聚胺胺胺胺酯酯酯酯或或或或硅硅硅硅橡橡橡橡胶胶胶胶密密密密封封封封膏膏膏膏，或或或或涂涂涂涂有有有有缓缓缓缓蚀蚀蚀蚀剂剂剂剂的的的的油油油油漆漆漆漆，以以以以保保保保护护护护连接处。连接处。连接处。连接处。如果缝隙难以避免时，则采用阴极保护。如果缝隙难以避免时，则采用阴极保护。如果缝隙难以避免时，则采用阴极保护。如果缝隙难以避免时，则采用阴极保护。选用耐缝隙腐蚀的材料。一般选用耐缝隙腐蚀的材料。一般选用耐缝隙腐蚀的材料。一般选用耐缝隙腐蚀的材料。一般CrCrCrCr、MoMoMoMo含量高的合含量高的合含量高的合含量高的合金以及金以及金以及金以及Cu-ZnCu-ZnCu-ZnCu-Zn等合金，抗缝隙腐蚀性较好。等合金，抗缝隙腐蚀性较好。等合金，抗缝隙腐蚀性较好。等合金，抗缝隙腐蚀性较好。 采用高浓度缓蚀剂法防止缝隙腐蚀。采用高浓度缓蚀剂法防止缝隙腐蚀。采用高浓度缓蚀剂法防止缝隙腐蚀。采用高浓度缓蚀剂法防止缝隙腐蚀。上一页上一页下一页下一页7676（d d）晶间腐蚀）晶间腐蚀 晶晶晶晶间间间间腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀是是是是一一一一种种种种由由由由微微微微电电电电池池池池作作作作用用用用而而而而引引引引起起起起的的的的局局局局部部部部破破破破坏坏坏坏现现现现象象象象，是是是是金金金金属属属属材材材材料料料料在在在在特特特特定定定定的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀介介介介质质质质中中中中沿沿沿沿着着着着材材材材料料料料的的的的晶界产生的腐蚀晶界产生的腐蚀晶界产生的腐蚀晶界产生的腐蚀。 图图图图2.15 00Cr25Ni20Nb2.15 00Cr25Ni20Nb2.15 00Cr25Ni20Nb2.15 00Cr25Ni20Nb晶间晶间晶间晶间腐蚀照片腐蚀照片腐蚀照片腐蚀照片 晶间腐蚀特征：晶间腐蚀特征： 从表面开始，沿晶界向内部发展，直至成为溃疡从表面开始，沿晶界向内部发展，直至成为溃疡从表面开始，沿晶界向内部发展，直至成为溃疡从表面开始，沿晶界向内部发展，直至成为溃疡性腐蚀，整个金属强度几乎完全丧失。性腐蚀，整个金属强度几乎完全丧失。性腐蚀，整个金属强度几乎完全丧失。性腐蚀，整个金属强度几乎完全丧失。上一页上一页下一页下一页7777晶间腐蚀原因晶间腐蚀原因晶界处合金元素贫乏化晶界处合金元素贫乏化晶界处合金元素贫乏化晶界处合金元素贫乏化( ( ( (18-818-818-818-8不锈钢析出不锈钢析出不锈钢析出不锈钢析出 CrCrCrCr23232323C C C C6 6 6 6) ) ) )。晶界析出不耐蚀的阳极相晶界析出不耐蚀的阳极相晶界析出不耐蚀的阳极相晶界析出不耐蚀的阳极相( ( ( (Al-SiAl-SiAl-SiAl-Si析出析出析出析出MgMgMgMg2 2 2 2SiSiSiSi) ) ) )。杂质或溶质原子在晶界区偏析杂质或溶质原子在晶界区偏析杂质或溶质原子在晶界区偏析杂质或溶质原子在晶界区偏析( ( ( (铝中含有少量铁铝中含有少量铁铝中含有少量铁铝中含有少量铁) ) ) )。晶晶晶晶界界界界处处处处相相相相邻邻邻邻晶晶晶晶粒粒粒粒间间间间的的的的晶晶晶晶向向向向不不不不同同同同，且且且且富富富富集集集集大大大大量量量量的的的的位位位位错错错错和和和和空空空空位位位位。造造造造成成成成晶晶晶晶界界界界处处处处较较较较正正正正常常常常晶晶晶晶体体体体组组组组织织织织松松松松散散散散的的的的过过过过渡性组织。渡性组织。渡性组织。渡性组织。新相析出或转变，造成晶界处具有较大内应力。新相析出或转变，造成晶界处具有较大内应力。新相析出或转变，造成晶界处具有较大内应力。新相析出或转变，造成晶界处具有较大内应力。 晶间腐蚀产生的条件晶间腐蚀产生的条件晶界的物理化学状态与晶粒不同。晶界的物理化学状态与晶粒不同。晶界的物理化学状态与晶粒不同。晶界的物理化学状态与晶粒不同。 特特特特定定定定的的的的环环环环境境境境因因因因素素素素，如如如如潮潮潮潮湿湿湿湿大大大大气气气气、电电电电解解解解质质质质溶溶溶溶液液液液、过过过过热水蒸气、高温水或熔融金属等。热水蒸气、高温水或熔融金属等。热水蒸气、高温水或熔融金属等。热水蒸气、高温水或熔融金属等。7878防止措施：防止措施：炼钢时减少含碳量，增加炼钢时减少含碳量，增加炼钢时减少含碳量，增加炼钢时减少含碳量，增加TiTiTiTi和和和和NbNbNbNb的含量；的含量；的含量；的含量；采用表面工程技术使不锈钢表面与腐蚀介质隔离。采用表面工程技术使不锈钢表面与腐蚀介质隔离。采用表面工程技术使不锈钢表面与腐蚀介质隔离。采用表面工程技术使不锈钢表面与腐蚀介质隔离。 晶间腐蚀作用机制晶间腐蚀作用机制 当当当当晶晶晶晶界界界界行行行行为为为为因因因因某某某某些些些些原原原原因因因因而而而而受受受受到到到到强强强强烈烈烈烈影影影影响响响响时时时时，晶晶晶晶界界界界就就就就会会会会变变变变得得得得非非非非常常常常活活活活泼泼泼泼，由由由由于于于于晶晶晶晶界界界界行行行行为为为为发发发发生生生生变变变变化化化化造造造造成成成成晶晶晶晶界界界界、晶晶晶晶界界界界附附附附近近近近和和和和晶晶晶晶粒粒粒粒之之之之间间间间很很很很大大大大的的的的电电电电化化化化学学学学不不不不均均均均匀匀匀匀性性性性，一一一一旦旦旦旦遇遇遇遇到到到到合合合合适适适适的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀介介介介质质质质，这这这这种种种种电电电电化化化化学学学学不不不不均均均均匀匀匀匀性性性性就就就就会会会会引引引引起起起起金金金金属属属属晶晶晶晶界界界界和和和和晶晶晶晶粒粒粒粒本本本本体体体体的的的的不不不不等等等等速速速速溶溶溶溶解解解解，引引引引起起起起晶晶晶晶间腐蚀。间腐蚀。间腐蚀。间腐蚀。7979采取正确的热处理制度采取正确的热处理制度采取正确的热处理制度采取正确的热处理制度( ( ( (对奥氏体不锈钢采用固溶对奥氏体不锈钢采用固溶对奥氏体不锈钢采用固溶对奥氏体不锈钢采用固溶处理稳定化处理处理稳定化处理处理稳定化处理处理稳定化处理) ) ) )；p 固溶处理固溶处理固溶处理固溶处理：将钢加热至将钢加热至将钢加热至将钢加热至1050-11501050-11501050-11501050-1150，使碳化物，使碳化物，使碳化物，使碳化物充分溶解，然后水冷，获得单相奥氏体组织。充分溶解，然后水冷，获得单相奥氏体组织。充分溶解，然后水冷，获得单相奥氏体组织。充分溶解，然后水冷，获得单相奥氏体组织。p 稳定化处理稳定化处理稳定化处理稳定化处理：主要用于含主要用于含主要用于含主要用于含NbNbNbNb或或或或TiTiTiTi的钢，一般在固的钢，一般在固的钢，一般在固的钢，一般在固溶处理后进行。将钢加热到溶处理后进行。将钢加热到溶处理后进行。将钢加热到溶处理后进行。将钢加热到850-880 850-880 850-880 850-880 ，使铬的，使铬的，使铬的，使铬的碳化物完全溶解，而钛等的碳化物不会溶解，然碳化物完全溶解，而钛等的碳化物不会溶解，然碳化物完全溶解，而钛等的碳化物不会溶解，然碳化物完全溶解，而钛等的碳化物不会溶解，然后缓慢冷却，让溶于奥氏体的碳化钛充分析出，后缓慢冷却，让溶于奥氏体的碳化钛充分析出，后缓慢冷却，让溶于奥氏体的碳化钛充分析出，后缓慢冷却，让溶于奥氏体的碳化钛充分析出，于是碳几乎全部形成碳化钛，不太可能形成碳化于是碳几乎全部形成碳化钛，不太可能形成碳化于是碳几乎全部形成碳化钛，不太可能形成碳化于是碳几乎全部形成碳化钛，不太可能形成碳化铬，因而可有效阻止晶间腐蚀的产生。铬，因而可有效阻止晶间腐蚀的产生。铬，因而可有效阻止晶间腐蚀的产生。铬，因而可有效阻止晶间腐蚀的产生。8080(5) (5) 应力腐蚀断裂应力腐蚀断裂 应应力力腐腐蚀蚀断断裂裂是是指指金金属属结结构构在在拉拉伸伸应应力力和和腐腐蚀蚀环环境境的的共共同同作作用用下引起的破坏下引起的破坏。 图图图图2.16 0Cr18Ni5Mo3Si22.16 0Cr18Ni5Mo3Si2钢应力腐蚀钢应力腐蚀钢应力腐蚀钢应力腐蚀裂纹形貌示意图裂纹形貌示意图裂纹形貌示意图裂纹形貌示意图上一页上一页下一页下一页8181产生应力腐蚀断裂的条件：产生应力腐蚀断裂的条件：特定环境特定环境特定环境特定环境( ( ( (指介质成分、浓度、杂质和温度指介质成分、浓度、杂质和温度指介质成分、浓度、杂质和温度指介质成分、浓度、杂质和温度) ) ) )。足足足足够够够够大大大大的的的的拉拉拉拉伸伸伸伸应应应应力力力力( ( ( (超超超超过过过过某某某某极极极极限限限限值值值值) ) ) )。拉拉拉拉伸伸伸伸应应应应力力力力来来来来源源源源于：于：于：于： a.a.a.a.金属构件在制备过程中产生的残余应力；金属构件在制备过程中产生的残余应力；金属构件在制备过程中产生的残余应力；金属构件在制备过程中产生的残余应力； b.b.b.b.工作时产生的外应力和使用中所承受的载荷；工作时产生的外应力和使用中所承受的载荷；工作时产生的外应力和使用中所承受的载荷；工作时产生的外应力和使用中所承受的载荷； C.C.C.C.由由由由体体体体积积积积效效效效应应应应( ( ( (腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀产产产产物物物物的的的的体体体体积积积积往往往往往往往往大大大大于于于于其其其其金金金金属属属属的的的的体体体体积积积积) ) ) )而造成的不均匀应力。而造成的不均匀应力。而造成的不均匀应力。而造成的不均匀应力。 特特特特定定定定的的的的合合合合金金金金( ( ( (奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢、铜铜铜铜合合合合金金金金、钛钛钛钛合合合合金金金金及及及及高高高高强强强强度度度度钢钢钢钢、高高高高强强强强度度度度铝铝铝铝合合合合金金金金和和和和低低低低碳碳碳碳钢钢钢钢等等等等) ) ) )和和和和组组组组织织织织( ( ( (包包包包括括括括晶晶晶晶粒粒粒粒大大大大小小小小、晶晶晶晶粒粒粒粒取取取取向向向向、形形形形态态态态、相相相相结结结结构构构构、各各各各类类类类缺缺缺缺陷陷陷陷、加加加加工工工工状态等状态等状态等状态等) ) ) )。8282应力腐蚀断裂机理：应力腐蚀断裂机理： 阳阳阳阳极极极极溶溶溶溶解解解解理理理理论论论论认认认认为为为为在在在在已已已已有有有有阳阳阳阳极极极极溶溶溶溶解解解解的的的的活活活活化化化化通通通通道道道道上上上上，腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀沿沿沿沿这这这这些些些些途途途途径径径径优优优优先先先先进进进进行行行行，而而而而应应应应力力力力又又又又使使使使之之之之张张张张开开开开，协协协协同同同同地地地地加加加加速速速速金金金金属属属属的的的的破破破破坏坏坏坏。应应应应力力力力腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀过过过过程程程程一一一一般般般般分分分分为为为为三三三三个阶段：个阶段：个阶段：个阶段：u第第第第一一一一阶阶阶阶段段段段为为为为孕孕孕孕育育育育期期期期，金金金金属属属属或或或或合合合合金金金金表表表表面面面面缺缺缺缺陷陷陷陷部部部部位位位位或或或或薄薄薄薄弱弱弱弱点点点点由由由由于于于于电电电电位位位位比比比比其其其其他他他他部部部部位位位位低低低低，成成成成为为为为活活活活性性性性点点点点，形形形形成成成成裂裂裂裂纹纹纹纹核核核核心心心心。如如如如果果果果材材材材料料料料表表表表面面面面已已已已有有有有划划划划痕痕痕痕、小小小小孔孔孔孔或或或或缝缝缝缝隙隙隙隙处处处处存存存存在，它们就是现成的裂纹核心。在，它们就是现成的裂纹核心。在，它们就是现成的裂纹核心。在，它们就是现成的裂纹核心。 材材材材料料料料表表表表面面面面的的的的裂裂裂裂纹纹纹纹核核核核心心心心，在在在在特特特特定定定定介介介介质质质质和和和和拉拉拉拉应应应应力力力力的的的的联联联联合合合合作作作作用用用用下下下下，产产产产生生生生塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形，导导导导致致致致表表表表面面面面钝钝钝钝化化化化膜膜膜膜破破破破裂裂裂裂，新新新新裸裸裸裸露露露露的的的的金金金金属属属属表表表表面面面面相相相相对对对对于于于于钝钝钝钝化化化化表表表表面面面面的的的的电电电电位位位位变变变变负负负负，形形形形成成成成一一一一个个个个小小小小阳阳阳阳极极极极，以以以以较较较较大大大大的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀电电电电流流流流迅迅迅迅速速速速溶溶溶溶解解解解成成成成为为为为蚀蚀蚀蚀坑坑坑坑。蚀蚀蚀蚀坑坑坑坑沿沿沿沿着着着着滑滑滑滑移移移移线线线线与与与与拉拉拉拉应应应应力力力力垂垂垂垂直直直直的的的的方方方方向向向向扩扩扩扩展展展展，完完完完成了裂纹的孕育期。成了裂纹的孕育期。成了裂纹的孕育期。成了裂纹的孕育期。 8383u第第二二阶阶段段为为腐腐蚀蚀裂裂纹纹发发展展期期，微微观观裂裂纹纹形形成成后后，裂裂纹纹尖尖端端的的应应力力集集中中，使使其其附附近近区区域域屈屈服服变变形形，微微观观滑滑移移再再次次破破坏坏尖尖端端表表面面膜膜，使使尖尖端端又又一一次次加加速速溶溶解解。这这一一过过程程连连续续交交替替进进行，裂纹便不断向深处发展。行，裂纹便不断向深处发展。u第第三三阶阶段段为为材材料料的的破破坏坏，随随着着裂裂纹纹扩扩展展阶阶段段的的进进行行，拉拉应应力力逐逐渐渐增增大大，由由于于拉拉应应力力的的局局部集中，裂纹急剧生长导致腐蚀断裂。部集中，裂纹急剧生长导致腐蚀断裂。上一页上一页下一页下一页8484防止措施：防止措施：降低或消除应力降低或消除应力a.a.改进结构设计，避免或减少局部应力集中。改进结构设计，避免或减少局部应力集中。改进结构设计，避免或减少局部应力集中。改进结构设计，避免或减少局部应力集中。b.b.消除应力处理，如退火对焊接件尤为重要。消除应力处理，如退火对焊接件尤为重要。消除应力处理，如退火对焊接件尤为重要。消除应力处理，如退火对焊接件尤为重要。c.c.按按按按照照照照断断断断裂裂裂裂力力力力学学学学进进进进行行行行结结结结构构构构设设设设计计计计。根根根根据据据据使使使使用用用用条条条条件件件件确确确确定定定定构件允许的临界裂纹尺寸构件允许的临界裂纹尺寸构件允许的临界裂纹尺寸构件允许的临界裂纹尺寸。 上一页上一页下一页下一页控制环境控制环境 a.a.改改改改善善善善使使使使用用用用条条条条件件件件。控控控控制制制制环环环环境境境境温温温温度度度度，减减减减少少少少工工工工件件件件内内内内外外外外 温温温温差差差差，避避避避免免免免反反反反复复复复加加加加热热热热、冷冷冷冷却却却却，可可可可防防防防止止止止热热热热应应应应力力力力带带带带来来来来的危害。的危害。的危害。的危害。8585改善材质改善材质a.a.a.a.正确选材。碳钢对应力腐蚀的敏感性低正确选材。碳钢对应力腐蚀的敏感性低正确选材。碳钢对应力腐蚀的敏感性低正确选材。碳钢对应力腐蚀的敏感性低( ( ( (换热器换热器换热器换热器) ) ) )。b.b.b.b.开发耐应力腐蚀的新材料。开发耐应力腐蚀的新材料。开发耐应力腐蚀的新材料。开发耐应力腐蚀的新材料。c.c.c.c.采采采采用用用用保保保保护护护护涂涂涂涂层层层层。使使使使用用用用有有有有机机机机涂涂涂涂层层层层可可可可使使使使材材材材料料料料表表表表面面面面与与与与环环环环境境境境隔隔隔隔离离离离，或或或或使使使使用用用用对对对对环环环环境境境境不不不不敏敏敏敏感感感感的的的的金金金金属属属属作作作作为为为为敏敏敏敏感感感感材材材材料料料料的的的的镀镀镀镀层层层层，以减少材料的应力腐蚀敏感性。以减少材料的应力腐蚀敏感性。以减少材料的应力腐蚀敏感性。以减少材料的应力腐蚀敏感性。d.d.d.d.冶冶冶冶炼炼炼炼和和和和热热热热处处处处理理理理工工工工艺艺艺艺。采采采采用用用用冶冶冶冶金金金金新新新新工工工工艺艺艺艺，减减减减少少少少材材材材料料料料中中中中的的的的杂杂杂杂质质质质，提提提提高高高高纯纯纯纯度度度度；通通通通过过过过热热热热处处处处理理理理改改改改变变变变组组组组织织织织，消消消消除除除除有有有有害害害害物物物物质偏析、减少材料应力腐蚀敏感性。质偏析、减少材料应力腐蚀敏感性。质偏析、减少材料应力腐蚀敏感性。质偏析、减少材料应力腐蚀敏感性。上一页上一页下一页下一页b.b.b.b.加加加加入入入入缓缓缓缓蚀蚀蚀蚀剂剂剂剂。通通通通过过过过改改改改变变变变电电电电位位位位、阻阻阻阻止止止止氢氢氢氢的的的的侵侵侵侵入入入入或或或或有有有有 害物质的吸附等起到缓蚀作用。害物质的吸附等起到缓蚀作用。害物质的吸附等起到缓蚀作用。害物质的吸附等起到缓蚀作用。 c.c.c.c.电化学保护。可通过控制电位进行阳极或阴极保护。电化学保护。可通过控制电位进行阳极或阴极保护。电化学保护。可通过控制电位进行阳极或阴极保护。电化学保护。可通过控制电位进行阳极或阴极保护。8686（6 6）腐蚀疲劳断裂）腐蚀疲劳断裂 腐腐蚀蚀疲疲劳劳断断裂裂是是指指在在腐腐蚀蚀与与循循环环应应力力的的联联合作用下所引起的破坏合作用下所引起的破坏。 上一页上一页下一页下一页腐蚀疲劳造成的事故：腐蚀疲劳造成的事故：腐蚀疲劳造成的事故：腐蚀疲劳造成的事故： 英国北海油田基兰德号钻井平台因腐蚀英国北海油田基兰德号钻井平台因腐蚀英国北海油田基兰德号钻井平台因腐蚀英国北海油田基兰德号钻井平台因腐蚀疲劳开裂造成疲劳开裂造成疲劳开裂造成疲劳开裂造成123123123123人死亡；人死亡；人死亡；人死亡； 波兰波兰波兰波兰747747747747波音飞机也因腐蚀疲劳断裂使机波音飞机也因腐蚀疲劳断裂使机波音飞机也因腐蚀疲劳断裂使机波音飞机也因腐蚀疲劳断裂使机组人员全部丧生。组人员全部丧生。组人员全部丧生。组人员全部丧生。8787腐蚀疲劳断裂机理腐蚀疲劳断裂机理 滑滑移移带带优优先先溶溶解解理理论论认认为为由由于于交交变变应应力力的的作作用用，使使晶晶内内产产生生的的驻驻留留滑滑移移带带在在晶晶界界挤挤入入挤挤出出，破破坏坏了了原原有有晶晶体体结结构构，滑滑移移带带上上的的高高位位错错密密度度或或杂杂质质沉沉积积形形成成了了电电化化学学不不均均匀匀性性，促促使使其其优优先先腐腐蚀蚀，产产生生腐腐蚀蚀疲疲劳劳裂裂纹纹源源。应应变变部部分分的的金金属属为为阳阳极极，未未应应变变的的金金属属为为阴阴极极，在在交交变变应应力力作用下，不断地促进裂纹扩展直至开裂。作用下，不断地促进裂纹扩展直至开裂。 上一页上一页下一页下一页8888吸吸附附电电化化学学理理论论，认认为为在在交交变变应应力力作作用用下下，由由于于滑滑移移所所生生成成的的显显微微凹凹坑坑和和表表面面处处位位错错的的堆堆积积产产生生微微裂裂纹纹。腐腐蚀蚀介介质质的的作作用用使使金金属属表表面面发发生生了了表表面面活活性性粒粒子子的的吸吸附附，在在微微裂裂纹纹中中产产生生楔楔入入作作用用。这这种种活活性性组组分分的的楔楔入入吸吸附附引引起起金金属属强强度度降降低低，在在交交变变应应力力作作用用下下产产生生吸吸附疲劳。附疲劳。 若若腐腐蚀蚀过过程程形形成成氢氢，氢氢容容易易扩扩散散渗渗入入金金属属，在在特特定定条条件件下下氢氢可可导导致致疲疲劳劳，在在塑塑性性变变形形时时氢氢沿沿滑滑移移面面很很快快地地扩扩散散渗渗入入金金属属，引引起起脆化，最后造成脆性断裂。脆化，最后造成脆性断裂。上一页上一页下一页下一页8989腐蚀疲劳断裂和应力腐蚀断裂区别：腐蚀疲劳断裂和应力腐蚀断裂区别：产生条件不同产生条件不同 (a)(a)应应力力腐腐蚀蚀断断裂裂只只有有在在特特定定的的介介质质中中才才出出现现，而而腐腐蚀蚀疲疲劳劳没没有有介介质质的的限限定定( (无无论论介介质质中中是是否否含有特殊离子含有特殊离子) )； (b)(b)纯纯金金属属一一般般不不产产生生应应力力腐腐蚀蚀破破坏坏，但但能能产产生腐蚀疲劳破坏；生腐蚀疲劳破坏； (c)(c)应应力力腐腐蚀蚀断断裂裂需需要要在在临临界界值值以以上上静静拉拉应应力力下下才才能能产产生生，而而腐腐蚀蚀疲疲劳劳不不存存在在疲疲劳劳极极限限，一一般般以以指指定定循循环环周周次次( (如如10107 7) )的的应应力力作作为为腐腐蚀蚀疲疲劳强度。劳强度。上一页上一页下一页下一页9090防止措施：防止措施： 采用阴极保护法或在介质中添加缓蚀剂；采用阴极保护法或在介质中添加缓蚀剂； 采用合适的覆盖层采用合适的覆盖层( (如铝合金应进行硫酸阳如铝合金应进行硫酸阳 极氧化再涂漆极氧化再涂漆) )； 减小部件的应力减小部件的应力( (如改变设计、进行热处理及如改变设计、进行热处理及 表面喷丸以引入压应力等措施表面喷丸以引入压应力等措施) )。 腐腐蚀蚀电电化化学学差差别别应应力力腐腐蚀蚀断断裂裂要要求求腐腐蚀蚀体体系系处处在在钝钝化化活活化化区区、钝钝化化过过钝钝化化区区才才发发生生，但腐蚀疲劳在活化区、钝化区都可能发生。但腐蚀疲劳在活化区、钝化区都可能发生。上一页上一页下一页下一页跳跳 转转9191（7 7）自然条件下的腐蚀）自然条件下的腐蚀大气腐蚀大气腐蚀 金金属属在在大大气气条条件件下下发发生生腐腐蚀蚀的的现现象称为大气腐蚀。象称为大气腐蚀。 图图2.17钢钢筋筋混混凝凝土土柱柱的的照照片片 上一页上一页下一页下一页9292a.干大气腐蚀干大气腐蚀 即即金金属属表表面面基基本本上上没没有有水水膜膜存存在在时时的的大大气气腐腐蚀蚀。这这种种腐腐蚀蚀属属于于化化学学腐腐蚀蚀中中的的常常温温氧氧化。化。 b. 潮大气腐蚀潮大气腐蚀 金金属属在在肉肉眼眼不不可可见见的的薄薄水水膜膜下下进进行行的的电电化学腐蚀。化学腐蚀。 c. 湿大气腐蚀湿大气腐蚀 水水分分在在金金属属表表面面上上凝凝聚聚成成肉肉眼眼可可见见的的液液膜层时的电化学腐蚀。膜层时的电化学腐蚀。 上一页上一页下一页下一页9393大气腐蚀过程大气腐蚀过程 其其其其实实实实质质质质是是是是液液液液膜膜膜膜下下下下的的的的电电电电化化化化学学学学腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀。由由由由于于于于金金金金属属属属表表表表面面面面吸吸吸吸附附附附一一一一层层层层很很很很薄薄薄薄的的的的看看看看不不不不见见见见的的的的水水水水膜膜膜膜，使使使使氧氧氧氧很很很很容容容容易易易易到到到到达达达达阴阴阴阴极极极极表表表表面面面面，所所所所以以以以阴阴阴阴极极极极过过过过程程程程是是是是以以以以氧氧氧氧的的的的去去去去极极极极化化化化作作作作用用用用为主。为主。为主。为主。 在中性及碱性水膜中：在中性及碱性水膜中：在中性及碱性水膜中：在中性及碱性水膜中：O O O O2 2 2 2 + 2H + 2H + 2H + 2H2 2 2 2O + 4e4OHO + 4e4OHO + 4e4OHO + 4e4OH- - - - 在酸性水膜中：在酸性水膜中：在酸性水膜中：在酸性水膜中： O O O O2 2 2 2 + 4H + 4H + 4H + 4H+ + + + 4e2H4e2H4e2H4e2H2 2 2 2O O O O 阳极过程是金属溶解过程，其反应式：阳极过程是金属溶解过程，其反应式：阳极过程是金属溶解过程，其反应式：阳极过程是金属溶解过程，其反应式： M + xHM + xH2 2OMOMn+n+xHxH2 2O + neO + ne 上一页上一页下一页下一页9494 当当大大气气中中的的CO2 2、SO2 2、NO2 2或或盐盐类类溶溶解解于于金金属属表表面面的的水水膜膜中中时时，则则该该水水膜膜即即变变成成电电解解质溶液，此时金属表面就会进行电化学腐蚀。质溶液，此时金属表面就会进行电化学腐蚀。对对于于潮潮大大气气腐腐蚀蚀，由由于于金金属属表表面面的的水水膜膜极极薄薄，氧氧易易于于通通过过水水膜膜而而促促进进阳阳极极阳阳极极钝钝化化，同同时时在在很很薄薄的的吸吸附附水水膜膜中中阳阳离离子子的的水水化化困困难难，使使阳阳极极过过程程受受到到阻阻滞滞。随随水水膜膜的的减减薄薄，阳阳极极极极化化的的作作用用也也随随之之减减少少，因因此此阳阳极极过过程程成成为为主主要控制步骤。要控制步骤。对对于于湿湿大大气气腐腐蚀蚀，由由于于阴阴极极氧氧的的去去极极化化作作用用受受氧氧的的扩扩散散速速度度影影响响，因因而而腐腐蚀蚀过过程程主主要要受受阴极过程控制；阴极过程控制；大气腐蚀机理大气腐蚀机理上一页上一页下一页下一页9595锈层的成分和结构一般分为两层，外层为疏松锈层的成分和结构一般分为两层，外层为疏松易剥落的附着层，内层为结构致密、附着性好易剥落的附着层，内层为结构致密、附着性好的氧化物层，它具有一定的保护性能。的氧化物层，它具有一定的保护性能。有有人人分分析析锈锈层层结结构构，认认为为耐耐大大气气腐腐蚀蚀钢钢与与普普通通钢钢相相比比，它它们们的的锈锈层层都都是是由由-FeOOH，-FeOOH 和和Fe3 3O4 4组组成成。而而耐耐大大气气腐腐蚀蚀钢钢之之所所以以耐耐蚀蚀，是是因因为为锈锈层层与与基基体体金金属属之之间间有有一一层层粘粘附附性性好好、致致密密、富富集集Cr、Cu、P合合金金元元素素的的非非晶态氧化物层，其厚度为晶态氧化物层，其厚度为50100m。大气腐蚀锈层结构大气腐蚀锈层结构9696防止措施：防止措施：研制和选用耐蚀材料。通过合金化在普通碳钢中研制和选用耐蚀材料。通过合金化在普通碳钢中研制和选用耐蚀材料。通过合金化在普通碳钢中研制和选用耐蚀材料。通过合金化在普通碳钢中加入某些适量的合金元素，可以改变锈层的结构加入某些适量的合金元素，可以改变锈层的结构加入某些适量的合金元素，可以改变锈层的结构加入某些适量的合金元素，可以改变锈层的结构特点，生成一层具有保护性的锈层。特点，生成一层具有保护性的锈层。特点，生成一层具有保护性的锈层。特点，生成一层具有保护性的锈层。例如钢中加例如钢中加例如钢中加例如钢中加入入入入CuCuCuCu、P P P P、CrCrCrCr、NiNiNiNi等，尤其是等，尤其是等，尤其是等，尤其是CuCuCuCu、P P P P元素加入后效元素加入后效元素加入后效元素加入后效果比较显著。果比较显著。果比较显著。果比较显著。对长期暴露在空气中的金属材料可采用有机、无对长期暴露在空气中的金属材料可采用有机、无对长期暴露在空气中的金属材料可采用有机、无对长期暴露在空气中的金属材料可采用有机、无机涂层和金属镀层保护，使金属与外界的腐蚀物机涂层和金属镀层保护，使金属与外界的腐蚀物机涂层和金属镀层保护，使金属与外界的腐蚀物机涂层和金属镀层保护，使金属与外界的腐蚀物质不发生作用。质不发生作用。质不发生作用。质不发生作用。控制金属所处环境的相对湿度、温度及含氧量；控制金属所处环境的相对湿度、温度及含氧量；控制金属所处环境的相对湿度、温度及含氧量；控制金属所处环境的相对湿度、温度及含氧量；采用缓蚀剂保护和电化学保护法等。采用缓蚀剂保护和电化学保护法等。采用缓蚀剂保护和电化学保护法等。采用缓蚀剂保护和电化学保护法等。上一页上一页下一页下一页跳跳 转转9797 海水腐蚀海水腐蚀 海海海海水水水水是是是是电电电电解解解解质质质质溶溶溶溶液液液液，有有有有关关关关电电电电化化化化学学学学腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀的的的的基基基基本本本本规规规规律律律律均均均均适适适适用用用用于于于于海海海海水水水水中中中中金金金金属属属属的的的的腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀。其其其其阴阴阴阴极极极极反反反反应应应应是是是是氧的去极化过程，阳极反应为金属的溶解过程。氧的去极化过程，阳极反应为金属的溶解过程。氧的去极化过程，阳极反应为金属的溶解过程。氧的去极化过程，阳极反应为金属的溶解过程。 影影影影响响响响海海海海水水水水腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀的的的的主主主主要要要要因因因因素素素素有有有有盐盐盐盐类类类类成成成成分分分分、浓浓浓浓度度度度及及及及含含含含氧氧氧氧量量量量、温温温温度度度度及及及及构构构构件件件件所所所所处处处处的的的的位位位位置置置置、海海海海水水水水流流流流速速速速以以以以及海洋生物等。及海洋生物等。及海洋生物等。及海洋生物等。 海水腐蚀的特点：海水腐蚀的特点：(1)(1)(1)(1)大多数金属和合金腐蚀速度由阴极极化控制。大多数金属和合金腐蚀速度由阴极极化控制。大多数金属和合金腐蚀速度由阴极极化控制。大多数金属和合金腐蚀速度由阴极极化控制。(2)(2)(2)(2)海海海海水水水水中中中中ClClClCl- - - -浓浓浓浓度度度度高高高高，对对对对钢钢钢钢、FeFeFeFe、ZnZnZnZn、GdGdGdGd等等等等在在在在海海海海水水水水中中中中的的的的电电电电化化化化学学学学腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，其其其其阳阳阳阳极极极极过过过过程程程程阻阻阻阻滞滞滞滞作作作作用用用用很很很很小小小小，增增增增加阳极过程阻力对减轻海水腐蚀的效果不显著。加阳极过程阻力对减轻海水腐蚀的效果不显著。加阳极过程阻力对减轻海水腐蚀的效果不显著。加阳极过程阻力对减轻海水腐蚀的效果不显著。 上一页上一页下一页下一页9898 (3)(3)(3)(3)大大大大多多多多数数数数金金金金属属属属或或或或合合合合金金金金在在在在海海海海水水水水中中中中的的的的电电电电极极极极电电电电位位位位不不不不是是是是一一一一恒恒恒恒定定定定值值值值，而而而而是是是是随随随随着着着着水水水水中中中中溶溶溶溶解解解解氧氧氧氧含含含含量量量量、海海海海水水水水流流流流速速速速、温温温温度度度度以以以以及及及及金金金金属属属属的的的的结结结结构构构构与与与与表表表表面面面面状状状状态态态态等等等等多多多多种种种种因因因因素素素素的的的的变变变变化而变化。化而变化。化而变化。化而变化。 防止措施：防止措施： a.a.a.a.合理选用金属材料、研制和开发新材料；合理选用金属材料、研制和开发新材料；合理选用金属材料、研制和开发新材料；合理选用金属材料、研制和开发新材料； b.b.b.b.采用涂层保护，如涂防锈油漆等；采用涂层保护，如涂防锈油漆等；采用涂层保护，如涂防锈油漆等；采用涂层保护，如涂防锈油漆等； c.c.c.c.采用电化学保护如外加电流的阴极保采用电化学保护如外加电流的阴极保采用电化学保护如外加电流的阴极保采用电化学保护如外加电流的阴极保 护、阴极镀层和牺牲阳极法。护、阴极镀层和牺牲阳极法。护、阴极镀层和牺牲阳极法。护、阴极镀层和牺牲阳极法。上一页上一页下一页下一页9999土壤腐蚀土壤腐蚀 土土壤壤腐腐蚀蚀是是一一种种电电化化学学腐腐蚀蚀。大大多多数数金金属在土壤中的腐蚀是属于氧的去极化腐蚀。属在土壤中的腐蚀是属于氧的去极化腐蚀。 影响土壤腐蚀的因素影响土壤腐蚀的因素: : a.a.孔隙度孔隙度 b.b.含水量含水量 c.c.含盐量含盐量 d.d.土壤的导电性土壤的导电性 e.e.土壤的温度土壤的温度 上一页上一页下一页下一页100100 防止措施：防止措施： a.a.覆盖层保护覆盖层保护 b.b.耐蚀金属材料和金属镀层耐蚀金属材料和金属镀层 c.c.处理土壤，减少其侵蚀性处理土壤，减少其侵蚀性 d.d.阴阴极极保保护护。如如用用适适当当的的覆覆盖盖层层与与阴阴极极保保护护相相结结合合，对对延延长长地地下下管管道道寿寿命命是是最最经经济济的的方方法法。这这样样既既可可弥弥补补保保护护层层的的不不足足，又又可可减减少少阴极保护的电能消耗。阴极保护的电能消耗。 高温腐蚀高温腐蚀 高高温温腐腐蚀蚀是是金金属属材材料料在在高高温温下下与与环环境境介质发生反应引起的破坏。介质发生反应引起的破坏。101101 高温腐蚀分为三类：高温腐蚀分为三类： a.a.a.a.高高高高温温温温气气气气态态态态介介介介质质质质腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀。腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀介介介介质质质质包包包包括括括括单单单单质质质质气气气气体体体体分分分分子子子子如如如如O O O O2 2 2 2、H H H H2 2 2 2、N N N N2 2 2 2、C1C1C1C12 2 2 2等等等等，非非非非金金金金属属属属化化化化合合合合物物物物气气气气态态态态分分分分子子子子如如如如H H H H2 2 2 2O O O O、COCOCOCO2 2 2 2、SOSOSOSO2 2 2 2、H H H H2 2 2 2S S S S、COCOCOCO、CHCHCHCH4 4 4 4、HClHClHClHCl、HFHFHFHF和和和和NHNHNHNH3 3 3 3等。等。等。等。 b.b.b.b.高高高高温温温温液液液液态态态态介介介介质质质质腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀。包包包包括括括括高高高高温温温温液液液液态态态态金金金金属属属属腐腐腐腐蚀和熔盐腐蚀等。蚀和熔盐腐蚀等。蚀和熔盐腐蚀等。蚀和熔盐腐蚀等。 c.c.c.c.高高高高温温温温固固固固体体体体介介介介质质质质腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀。这这这这是是是是金金金金属属属属在在在在腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性固固固固态颗粒冲刷下发生的高温腐蚀。态颗粒冲刷下发生的高温腐蚀。态颗粒冲刷下发生的高温腐蚀。态颗粒冲刷下发生的高温腐蚀。 上一页上一页下一页下一页102102 在在在在温温温温度度度度高高高高于于于于200200200200工工工工况况况况下下下下，零零零零件件件件表表表表面面面面没没没没有有有有水水水水膜膜膜膜形形形形成成成成。在在在在腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀锈锈锈锈皮皮皮皮与与与与被被被被腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀金金金金属属属属之之之之间间间间，因因因因结结结结构构构构上上上上存存存存在在在在着着着着差差差差异异异异，将将将将在在在在界界界界面面面面上上上上产产产产生生生生结结结结构构构构内内内内应应应应力力力力，而而而而且且且且各各各各相相相相热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数不不不不同同同同。锈锈锈锈皮皮皮皮塑塑塑塑性性性性变变变变形形形形能能能能力力力力低低低低且且且且与与与与基基基基体体体体金金金金属属属属间间间间附附附附着着着着力力力力不不不不牢牢牢牢，内内内内应应应应力力力力使使使使锈锈锈锈皮皮皮皮发发发发生生生生破破破破裂裂裂裂、粉粉粉粉化化化化、鼓泡或剥落，从而使高温腐蚀加速。鼓泡或剥落，从而使高温腐蚀加速。鼓泡或剥落，从而使高温腐蚀加速。鼓泡或剥落，从而使高温腐蚀加速。 高温气体腐蚀机理高温气体腐蚀机理上一页上一页下一页下一页103103 防止措施防止措施( (从合金的设计考虑从合金的设计考虑) )： a.a.使使所所设设计计的的合合金金能能通通过过选选择择性性氧氧化化生生成成优优异异的的保保护护膜膜，即即通通过过加加入入与与氧氧亲亲和和力力大大而而优优先先氧氧化化的的合合金金元元素素(Cr(Cr、AlAl、Si)Si)，在在合合金金表表面面生成薄而致密的氧化膜。生成薄而致密的氧化膜。 b.b.减减小小氧氧化化膜膜的的晶晶格格缺缺陷陷浓浓度度，降降低低离离子子的扩散速度。的扩散速度。 c.c.增增强强氧氧化化膜膜与与基基体体金金属属的的附附着着力力. .在在耐耐热热钢钢和和耐耐热热合合金金中中加加入入稀稀土土元元素素能能显显著著地地提提高高抗抗氧化能力。氧化能力。 上一页上一页下一页下一页1041042.3.4. 2.3.4. 金属材料腐蚀控制及防护方法金属材料腐蚀控制及防护方法 （1）产品合理设计与正确选材）产品合理设计与正确选材预留一些腐蚀余量；预留一些腐蚀余量；预留一些腐蚀余量；预留一些腐蚀余量；设设设设计计计计合合合合理理理理的的的的表表表表面面面面形形形形状状状状，连连连连接接接接工工工工艺艺艺艺中中中中注注注注意意意意少少少少留留留留死死死死角角角角，以避免水分或其它腐蚀介质的存留而造成缝隙腐蚀；以避免水分或其它腐蚀介质的存留而造成缝隙腐蚀；以避免水分或其它腐蚀介质的存留而造成缝隙腐蚀；以避免水分或其它腐蚀介质的存留而造成缝隙腐蚀；选选选选材材材材时时时时考考考考虑虑虑虑不不不不同同同同材材材材料料料料相相相相互互互互接接接接触触触触时时时时可可可可能能能能产产产产生生生生的的的的电电电电偶偶偶偶腐腐腐腐蚀问题。蚀问题。蚀问题。蚀问题。根根根根据据据据使使使使用用用用环环环环境境境境中中中中，选选选选用用用用能能能能满满满满足足足足使使使使用用用用要要要要求求求求，且且且且腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀自自自自发性小，腐蚀速度小的材料。发性小，腐蚀速度小的材料。发性小，腐蚀速度小的材料。发性小，腐蚀速度小的材料。上一页上一页下一页下一页105105 （2）电化学保护）电化学保护 阴阴阴阴极极极极保保保保护护护护：将将将将被被被被保保保保护护护护金金金金属属属属进进进进行行行行外外外外加加加加阴阴阴阴极极极极极极极极化化化化以以以以减减减减少少少少或防止金属腐蚀的方法。可采用两种方法实现：或防止金属腐蚀的方法。可采用两种方法实现：或防止金属腐蚀的方法。可采用两种方法实现：或防止金属腐蚀的方法。可采用两种方法实现：u 将将将将被被被被保保保保护护护护工工工工件件件件与与与与直直直直流流流流电电电电源源源源的的的的负负负负极极极极相相相相连连连连，利利利利用用用用外外外外加加加加阴阴阴阴极极极极电电电电流流流流进进进进行行行行阴阴阴阴极极极极极极极极化化化化；这这这这种种种种方方方方法法法法称称称称外外外外加加加加电电电电流流流流阴阴阴阴极极极极保护法保护法保护法保护法。u 在在在在被被被被保保保保护护护护设设设设备备备备上上上上连连连连接接接接一一一一个个个个电电电电位位位位更更更更负负负负的的的的金金金金属属属属作作作作为为为为阳阳阳阳极极极极，例例例例如如如如钢钢钢钢设设设设备备备备上上上上连连连连接接接接锌锌锌锌，它它它它与与与与被被被被保保保保护护护护金金金金属属属属在在在在电电电电解解解解质质质质溶溶溶溶液液液液中中中中形形形形成成成成大大大大电电电电池池池池，电电电电流流流流由由由由阳阳阳阳极极极极经经经经过过过过电电电电解解解解液液液液而而而而流流流流入入入入金金金金属属属属设设设设备备备备，并并并并使使使使金金金金属属属属设设设设备备备备阴阴阴阴极极极极极极极极化化化化而而而而得得得得到到到到保保保保护护护护，这这这这种种种种方法称为方法称为方法称为方法称为牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法。 106106阳极保护阳极保护阳极保护阳极保护：将被保护设备与外加直流电源的正极相：将被保护设备与外加直流电源的正极相：将被保护设备与外加直流电源的正极相：将被保护设备与外加直流电源的正极相连，在一定的电解质溶液中将金属进行阳极极化至连，在一定的电解质溶液中将金属进行阳极极化至连，在一定的电解质溶液中将金属进行阳极极化至连，在一定的电解质溶液中将金属进行阳极极化至一定电位，如果在此电位下金属能建立起钝态并维一定电位，如果在此电位下金属能建立起钝态并维一定电位，如果在此电位下金属能建立起钝态并维一定电位，如果在此电位下金属能建立起钝态并维持钝态，则阳极过程受到抑制，使金属的腐蚀显著持钝态，则阳极过程受到抑制，使金属的腐蚀显著持钝态，则阳极过程受到抑制，使金属的腐蚀显著持钝态，则阳极过程受到抑制，使金属的腐蚀显著降低，这时设备得到了保护，这种方法称为阳极保降低，这时设备得到了保护，这种方法称为阳极保降低，这时设备得到了保护，这种方法称为阳极保降低，这时设备得到了保护，这种方法称为阳极保护法。护法。护法。护法。u 并非所有情况下将金属阳极极化都可能得到保并非所有情况下将金属阳极极化都可能得到保并非所有情况下将金属阳极极化都可能得到保并非所有情况下将金属阳极极化都可能得到保护，护，护，护，阳极保护的关键是要使金属表面建立钝态并维阳极保护的关键是要使金属表面建立钝态并维阳极保护的关键是要使金属表面建立钝态并维阳极保护的关键是要使金属表面建立钝态并维持钝态持钝态持钝态持钝态，设备得到保护，否则，会加速金属腐蚀。，设备得到保护，否则，会加速金属腐蚀。，设备得到保护，否则，会加速金属腐蚀。，设备得到保护，否则，会加速金属腐蚀。 上一页上一页下一页下一页107107（3）涂料）涂料 对对对对防防防防腐腐腐腐涂涂涂涂料料料料的的的的要要要要求求求求是是是是：与与与与基基基基底底底底金金金金属属属属附附附附着着着着牢牢牢牢固固固固；涂层中没有微孔；抗水分子渗入的性能好。涂层中没有微孔；抗水分子渗入的性能好。涂层中没有微孔；抗水分子渗入的性能好。涂层中没有微孔；抗水分子渗入的性能好。 （4）金属镀层）金属镀层贵贵贵贵金金金金属属属属镀镀镀镀层层层层：镀镀镀镀一一一一层层层层或或或或多多多多层层层层耐耐耐耐蚀蚀蚀蚀金金金金属属属属（如如如如CrCrCrCr、NiNiNiNi）可可可可保保保保护护护护底底底底层层层层的的的的FeFeFeFe，但但但但镀镀镀镀层层层层要要要要致致致致密密密密，否否否否则则则则将将将将形形形形成成成成大大大大阴阴阴阴极小阳极的腐蚀电池，反而会加速极小阳极的腐蚀电池，反而会加速极小阳极的腐蚀电池，反而会加速极小阳极的腐蚀电池，反而会加速FeFeFeFe的腐蚀。的腐蚀。的腐蚀。的腐蚀。贱贱贱贱金金金金属属属属镀镀镀镀层层层层：在在在在金金金金属属属属外外外外镀镀镀镀一一一一层层层层电电电电位位位位较较较较低低低低的的的的金金金金属属属属（如如如如电电电电镀镀镀镀或或或或热热热热浸浸浸浸镀镀镀镀ZnZnZnZn等等等等），其其其其保保保保护护护护机机机机理理理理是是是是牺牺牺牺牲牲牲牲阳阳阳阳极极极极，即即即即使使使使镀镀镀镀层层层层偶偶偶偶有有有有微微微微孔孔孔孔也也也也无无无无妨妨妨妨。在在在在大大大大气气气气介介介介质质质质中中中中，ZnZnZnZn为为为为阳阳阳阳极极极极优优优优先先先先腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，FeFeFeFe得得得得到到到到保保保保护护护护，而而而而受受受受腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀的的的的ZnZnZnZn表表表表面面面面上上上上形形形形成成成成一层致密的氧化膜又阻止了一层致密的氧化膜又阻止了一层致密的氧化膜又阻止了一层致密的氧化膜又阻止了ZnZn的继续氧化。的继续氧化。上一页上一页下一页下一页108108（5 5）金属化学转化膜）金属化学转化膜 化化学学转转化化膜膜是是指指用用电电化化学学方方法法或或化化学学法法使使金金属属表表面面上上生生成成一一层层具具有有防防腐腐蚀蚀性性能能的的金金属属氧氧化膜或金属盐膜。化膜或金属盐膜。 （6 6）加入缓蚀剂）加入缓蚀剂 缓缓蚀蚀剂剂是是通通过过添添加加特特殊殊的的活活性性物物质质吸吸附附到到金金属属表表面面，使使其其表表面面钝钝化化，从从而而达达到到减减缓缓和和抑制腐蚀过程的目的。抑制腐蚀过程的目的。（7 7）控制腐蚀环境）控制腐蚀环境 消消除除环环境境中中直直接接或或间间接接引引起起腐腐蚀蚀的的因因素素，腐腐蚀蚀就就会会停停止止，但但前前提提是是改改变变环环境境时时，对对于于产产品、工艺等不能造成有害的影响。品、工艺等不能造成有害的影响。 上一页上一页下一页下一页109109个人观点供参考，欢迎讨论