常见金属材料腐蚀性探究-精品文档.docx

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1、常见金属材料腐蚀性探究摘要：在日常构造应用中，因材料腐蚀而造成构造失效的情况很多。从金属材料腐蚀的机理入手，分析其产生的原因，找出减轻腐蚀影响的措施。进而到达延长零部件寿命的目的。关键词：金属材料；腐蚀；机理；措施在构造设计中，金属材料的使用是很广泛的，如钢、铝、铜等等。假如缺乏对腐蚀现象的深化了解，认识不到其危害性，那么往往在预防腐蚀方面缺乏有效的措施。腐蚀的危害具有多方面的特点，不仅对国民经济造成损失，对材料产生损耗，还对环境造成污染。1常见腐蚀种类常见腐蚀可分为不同种类：1.1全面腐蚀全面腐蚀可在材料的大部分面积或全部暴露的外表上出现，具有电化学或化学反响等特征。如钢材在强酸和强碱中的腐

2、蚀，如盐酸、硫酸等。1.2缝隙腐蚀缝隙腐蚀发生的原因是由于沉积物、孔洞、搭接缝以及螺栓缝隙内存在一些静止液体。浸在腐蚀介质中的金属，其缝隙腐蚀现象大多发生在宽度大于0.1mm的缝隙处，在该处和周边地方经常发生腐蚀，这种腐蚀的形式被称为缝隙腐蚀。1.3孔蚀孔蚀具有很大的毁坏性，因而具有很大的隐患。孔蚀主要表如今金属外表的一些小点，很容易造成材料穿孔。常见的孔蚀发生的情形体如今含氯离子的环境中使用钢材，由于经过很长时间的孕育期后蚀孔的深度以及数目才会显现出来，同时腐蚀面积不大，进而经常比拟难以发现。大多数氯化物和含氯离子的液体等都会造成孔蚀。1.4晶间腐蚀晶间腐蚀常出如今晶界或者晶界附近。这种腐蚀

3、通常是比拟小的，尤其对于晶粒本身而言。该腐蚀是因在晶界里存在的杂质或某一合金元素变化而引起的，例如铝中含铁而在晶界析出的现象，即是由于晶间腐蚀。1.5应力腐蚀破裂应力腐蚀是一种脆性毁坏，由于受拉应力的材料在某种特定的腐蚀介质作用下而产生。应力腐蚀在目前仍然是一种很难用理论解释的毁坏现象。1.6磨损腐蚀假如在含腐蚀性的介质中该腐蚀介质与工件之间存在相对运动，则容易使腐蚀经过出现加速现象。这种腐蚀磨损存在沟洼状和波纹状的现象，同时具有一定的方向性。金属及其外表氧化膜不仅遭到腐蚀液体的冲刷作用，同时因冲刷而露出的新鲜金属外表又容易发生剧烈的电化学腐蚀，进而毁坏速度很快。常见腐蚀形态如图1所示。2腐蚀

4、机理分析2.1铝合金腐蚀机理在能源、建设、交通、工业等不同领域，由于铝及其合金具有优异的性能，进而具有广泛的应用，其可在没有保护的情况下长期使用。外表出现浅坑进而变得粗糙不平是铝合金在大气中腐蚀的常见表现。铝及其合金在大气中具有一定的耐腐蚀性，这是由于在铝及其合金外表生成一层氧化膜。这层氧化膜能够在室温中生成，并且这层氧化膜在大气中具有自我修复的功能，同时该氧化层比拟致密。环境的相对湿度、温度对铝的大气腐蚀有重要影响。除此之外，二氧化硫的浓度、氯离子的含量、雨水酸度等对大气腐蚀也有影响。电解质、雨水等易于出如今铝外表小孔内，进而也会使铝处于一种腐蚀的状态。在这种情况下，污染层、腐蚀产物和铝合金

5、及其氧化膜是铝合金外表在大气中的主要组成。铝的氯化物具有可溶性特点，而氯离子的存在又是铝及其合金在大气中产生腐蚀的重要原因。由于Cl-进入到腐蚀产物层，氯离子通过逐步取代氢氧化铝外表上的OH-生成AlCl3，进而造成腐蚀加剧。2.2碳钢的腐蚀机理使用钢材作为预埋件在日常应用中是比拟常见的，因而，很有必要对碳钢腐蚀展开研究。在pH大于等于12.6的碱性环境中，钢材的外表将会产生一层钝化膜，该钝化膜是致密的，且其中包含有硅氧键，进而起到对钢材的保护作用。钝化膜将会由于氯离子吸附于局部而降低该处的pH值，进而使该处被毁坏，材料基体由于作为阳极而遭到腐蚀，进而产生点蚀，并且会发展的特别迅速。在含氯离子

6、环境中，碳钢腐蚀速度与时间存在一定关系。通过对低碳钢在3%浓度的NaCl溶液中腐蚀性展开研究，可建立腐蚀速度与时间的关系。3防腐蚀措施3.1铝阳极氧化技术由于铝在空气中是会发生氧化的，在空气中其外表可构成一层氧化膜。但其自然构成的一层氧化膜不能起到完全的保护作用，进而缺乏以真正全面地保护材料基体。对铝及其合金进行阳极氧化能提高铝及其合金的耐腐蚀性，同时保持其耐磨性。普通阳极氧化和硬质阳极氧化是铝常用的阳极氧化方法。此外，按电源不同可分为直流法、沟通法、交直流叠法、脉冲电源法等。阻挡层和多孔层是铝及其合金氧化膜的主要组成部分。阻挡型氧化膜具有绝缘性好的特点，要通过阳极氧化得到该种类型氧化层，需要

7、在接近中性的电解液中进行阳极氧化。多孔层氧化膜具有排列严密的特点，其膜孔近似于圆形，为含星形孔的六角柱形的小单元。多孔型氧化膜构造十分，每个膜胞中心都有个纳米级的微孔，进而使多孔型氧化膜具有良好的耐蚀性和耐磨性。多孔型氧化膜不仅具有制备工艺简单，膜厚可调节等特点，而且对环境条件要求低。铝及其合金阳极氧化膜的初期生长期，氧化膜厚度均匀一致。在阳极氧化开场时，铝及其合金外表生成水合氧化铝，多孔型氧化膜构造的雏形即构成于该时期。铝及其合金外表的显微不平是多孔型氧化膜构成的主要原因，电流会由于铝及其合金外表的显微不平而造成分布不均。随着时间的推移，铝及其合金氧化进一步进行，在氧化膜的外外表开场构成细小

8、的通道。铝及其合金氧化膜在铝及其合金外表突出部位的生长，为构成多孔氧化膜构造创造了条件。铝及其合金的多孔层氧化膜厚度随着电流密度增大而增大，电流密度超过临界值时，阳极氧化膜的增厚将会变慢，甚至在某些情况下无法生成。对于铝及其合金部件的配合部位以及密封面，不仅对氧化膜层硬度和厚度具有较高要求，且对粗糙度还有要求。通过对铝及其合金阳极氧化零件膜层增长速率的分析，同时对氧化经过中电流密度、外表状态等的测定，能够找出影响阳极氧化膜层性能的主要原因。采用不同的工艺参数，铝及其合金所生成的氧化膜是不同的。阳极氧化膜的性能与构造即由不同的工艺参数决定。因而，研究不同工艺参数对详细材料的阳极氧化膜厚、耐腐蚀性

9、、成膜时间以及耐磨性等的影响很有意义。铝及其合金阳极氧化膜厚随着氧化时间增长而加厚。在开场的阶段增厚较快，一定时间后变慢，氧化时间决定了氧化膜的厚度和均匀致密性。由于铝及其合金的氧化经过是一个放热的经过，同时由于阳极氧化膜的构成是一个生成与溶解互相竞争的经过，热量随着时间的增长而增加，进而加快了溶解的速度。因而，应根据所需材料功能的需要，合理控制氧化时间。对铝及其合金阳极氧化膜的构成起着重要作用的还包括电流密度。电流密度增大会加大铝及其合金氧化膜的溶解力度，加快电解液温度的升高，进而减少膜的晶型构造成分，增加非晶态膜成分。电解液对生成的铝及其合金的氧化膜性能也有影响，主要体如今如下方面：硫酸、

10、铬酸和草酸溶液等生成的氧化膜和多孔层较厚，阻挡层则相对较薄，原因是由于其具有的二次溶解能力较好。硼酸则生成以阻挡层为主的氧化膜，原因是由于其二次溶解能力较差。研究表明，铬酸、草酸、硫酸生成的孔径依次减小，孔隙率则相反。硫酸、铬酸、草酸和硼酸溶液所生成的氧化膜的致密性和附着力也存在不同。电解液的温度对铝及其合金的氧化层性能也有影响。电解液假如温度到达一定程度，甚至无法构成氧化膜。其原因是由于随着电解液温度的升高，氧化膜被电解液溶解的速度也越快，进而使构成的氧化膜厚度降低。降低电解液的温度，能够使生成的铝及其合金的氧化膜增厚，进而能够提高耐腐蚀性能。3.2钢材外表处理技术钢材外表处理通常包括工具打

11、磨、磨料喷射以及抛丸清理等常见方法。对于构造复杂的部件，其长效防腐蚀可采用热喷涂方法，其包括热喷涂铝锌复合涂层等。这种方法对部件尺寸适应性强，对不同形状的部件都可采用，且具有局部的热影响，进而不会使工件产生变形。在喷涂之前需对部件进行预处理，使部件外表无污染，同时露出金属外表，而后使用压缩空气将熔化的铝锌丝送出，以一定的速度喷射到部件外表。对于在室内使用的钢构造或相对易于维护的室外钢构造，可在部件外表涂覆防腐蚀涂料。防腐涂层是一个隔离层，其能够将待防腐部件与外界的腐蚀介质隔离开，进而起到对被保护材料的防腐。使用成膜剂获得致密的防腐涂层，可增大电阻，同时隔断腐蚀电池通路，进而起到防腐作用。氢氧化

12、铝和氢氧化钡等易与酸碱等物质发生化学反响，进而可以以实现放腐。假如将使钢铁外表钝化的特殊物质添参加防腐涂料，可以使金属基体得到防腐保护。其是通过防腐涂料与水分及氧气发生反响进而构成防腐离子来实现的。随着对新产品外观和外表性能的要求越来越高，采用单一涂层和镀层已不能知足使用要求。因而，采用镀层和涂层相结合的新工艺是一个新途径。此外，还可采用生成不溶性磷酸盐的磷化处理的方法，该不溶性磷酸盐构成一层保护膜。磷化处理技术用猛、锌等的正磷酸盐溶液对金属外表进行处理，是发展很迅速的外表处理技术。这种磷酸盐保护膜存在于被保护的基材外表，其具有防锈、耐磨等功能。磷化技术处理的温度从原来将溶液煮沸到如今室温即可进行处理，时间从以往以小时计到如今以分钟计，进而大大扩展了其应用范围。磷化液组成及浓度、磷化工艺、后处理以及基体材料的性质决定了磷化膜的性质。常温磷化膜呈晶体构造，松枝状辐射展开，这样能够造成分布均匀、凹凸不平的形貌，进而能够提高涂层与基体的附着力，提高耐腐蚀性。结合详细应用场合选择适宜的金属材料是预防腐蚀最常用的方法。对于不同的材料，选择适宜的阳极氧化或外表处理方法对获得预期构造寿命具有重要意义。本文针对常见金属材料腐蚀机理展开阐述，提出了防腐蚀措施，对日常工作具有一定指导作用。