金属材料的耐蚀性能一课件.pptx

1、1模块四模块四 材料的耐腐蚀性能材料的耐腐蚀性能l任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一） （2 2学时）学时）铁碳合金铁碳合金高硅铸铁高硅铸铁低合金钢低合金钢l任务二任务二 金属材料的耐蚀性能（二）金属材料的耐蚀性能（二） （2 2学时）学时）不锈钢不锈钢有色金属及其合金有色金属及其合金 l任务三任务三 非金属材料的耐蚀性能非金属材料的耐蚀性能 （2 2学时）学时）非金属材料的一般特点非金属材料的一般特点防腐蚀涂料防腐蚀涂料塑料塑料玻璃钢玻璃钢橡胶橡胶硅酸盐材料硅酸盐材料不透性石墨不透性石墨 2任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一）【知识目标知识

2、目标】掌握铁碳合金的耐蚀性；掌握铁碳合金的耐蚀性；掌握高硅铸铁的耐蚀性；掌握高硅铸铁的耐蚀性；掌握低合金钢的耐蚀性。掌握低合金钢的耐蚀性。【技能目标技能目标】能分析合金元素对铁碳合金耐蚀性的影响；能分析合金元素对铁碳合金耐蚀性的影响；能分析高硅铸铁耐蚀性良好的原因。能分析高硅铸铁耐蚀性良好的原因。【态度目标态度目标】培养严谨求实、勤奋好学、团结协作精神；培养严谨求实、勤奋好学、团结协作精神；培养理论联系实际的观念。培养理论联系实际的观念。3任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一）（一）合金元素对耐蚀性能的影响（一）合金元素对耐蚀性能的影响 主要元素主要元素：铁和碳：铁和碳

3、 基本组成基本组成：铁素体、渗碳体及石墨：铁素体、渗碳体及石墨 基本组成与耐蚀性的关系基本组成与耐蚀性的关系： 三者电极电位相差很大，当与电解质溶液接触构成微电池三者电极电位相差很大，当与电解质溶液接触构成微电池 时，便会促进铁碳合金腐蚀。（详见教材时，便会促进铁碳合金腐蚀。（详见教材P67P67表表5-15-1）碳钢碳钢普通铸铁普通铸铁铁碳合金铁碳合金一、铁碳合金一、铁碳合金4任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一）（一）合金元素对耐蚀性能的影响（一）合金元素对耐蚀性能的影响（1 1）碳碳在在非氧化性酸非氧化性酸中中, ,腐蚀较严重，随着含碳量的增加而加快；腐蚀较严重，

4、随着含碳量的增加而加快；在在氧化酸氧化酸中，如果是中，如果是稀的稀的，则腐蚀较严重，随着含碳量增加百，则腐蚀较严重，随着含碳量增加百加快；如果是加快；如果是浓的浓的，则由于随着含碳量的增加发生钝化更容易，则由于随着含碳量的增加发生钝化更容易，腐蚀速度降低。腐蚀速度降低。（2 2）锰锰 对耐蚀性影响不大。对耐蚀性影响不大。（3 3）硅硅 对耐蚀性影响不大。对耐蚀性影响不大。（4 4）硫硫 由于硫和铁和锰形成硫化物而析出，所以会加速腐蚀。由于硫和铁和锰形成硫化物而析出，所以会加速腐蚀。（5 5）磷磷 对耐蚀性影响不大。对耐蚀性影响不大。一、铁碳合金一、铁碳合金5任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一

5、）金属材料的耐蚀性能（一） 一、铁碳合金一、铁碳合金（二）耐蚀性能（二）耐蚀性能 1 1、在中性或碱性溶液中、在中性或碱性溶液中 （1 1）在）在中性溶液中性溶液中中 主要为氧去极化腐蚀，碳钢和铸铁的腐蚀行为相似。主要为氧去极化腐蚀，碳钢和铸铁的腐蚀行为相似。（2 2）在）在碱性溶液碱性溶液中中 举例：铁碳合金在举例：铁碳合金在NaOHNaOH溶液中的腐蚀溶液中的腐蚀 结论结论：一般来说，当拉应力小于某一临界应力时，：一般来说，当拉应力小于某一临界应力时， NaOHNaOH溶液溶液浓度小于浓度小于35%35%、温度低于、温度低于120120，碳钢可以用；铸铁耐碱腐蚀性，碳钢可以用；铸铁耐碱腐蚀

6、性能优于碳钢。能优于碳钢。 6 任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一） 一、铁碳合金一、铁碳合金（二）耐蚀性能（二）耐蚀性能 2 2、在酸中、在酸中（1 1）盐酸盐酸 腐蚀较腐蚀较严重严重（2 2）硫酸硫酸 腐蚀程度与浓度有关腐蚀程度与浓度有关 稀硫酸对其腐蚀严重；浓硫酸，由于发生钝化，腐蚀速度很低。稀硫酸对其腐蚀严重；浓硫酸，由于发生钝化，腐蚀速度很低。（3 3）硝酸硝酸 腐蚀程度与浓度有关腐蚀程度与浓度有关 稀硝酸中：腐蚀较严重；稀硝酸中：腐蚀较严重； 浓硝酸中：由于发生钝化，腐蚀速度很低。浓硝酸中：由于发生钝化，腐蚀速度很低。 （4 4）氢氟酸氢氟酸 碳钢在低浓度

7、氢氟酸中，腐蚀较严重；碳钢在低浓度氢氟酸中，腐蚀较严重； 在浓氢氟酸中，较稳定。在浓氢氟酸中，较稳定。（5 5）有机酸有机酸 没有在无机酸中腐蚀强烈。没有在无机酸中腐蚀强烈。铁碳合金不能直接铁碳合金不能直接用作处理盐酸设备用作处理盐酸设备的结构材料！的结构材料！7 任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一） 一、铁碳合金一、铁碳合金（二）耐蚀性能（二）耐蚀性能 3 3、在盐溶液中、在盐溶液中（1 1）中性盐溶液）中性盐溶液 如：如：NaClNaCl、 KClKCl溶液等溶液等（2 2）酸性盐溶液）酸性盐溶液 如：如：NaNONaNO3 3、NHNH4 4NONO3 3溶液等

8、溶液等（3 3）碱性盐溶液）碱性盐溶液 如：如：NaNa3 3POPO4 4、 NaNa2 2SiOSiO3 3溶液等溶液等（4 4）氧化性盐溶液）氧化性盐溶液 如：如：强去极剂强去极剂，如，如FeClFeCl3 3 、 CuClCuCl2 2等等加速加速腐蚀腐蚀 钝化剂钝化剂，如，如K K2 2CrOCrO7 7、 NaNONaNO2 2等等缓蚀缓蚀作用作用 8 任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一） 一、铁碳合金一、铁碳合金（二）耐蚀性能（二）耐蚀性能 4 4、在气体介质中、在气体介质中 干燥气体干燥气体（如（如ClCl2 2、SOSO2 2等）中：腐蚀等）中：腐蚀

9、不强烈不强烈 潮湿气体潮湿气体（如（如ClCl2 2、SOSO2 2等）中：腐蚀等）中：腐蚀强烈强烈 5 5、在有机溶剂中、在有机溶剂中 无水无水：耐蚀耐蚀 有水有水、溶解、溶解氧氧或或盐盐类等：类等：腐蚀腐蚀 总结总结：碳钢和普通铸铁耐蚀性碳钢和普通铸铁耐蚀性基本相同基本相同，但，但不完全一样不完全一样，在有，在有 些介质中相差很大。些介质中相差很大。 如如：在发烟硫酸一定的范围内碳钢能耐蚀，而铸铁却不能用；：在发烟硫酸一定的范围内碳钢能耐蚀，而铸铁却不能用； 在纯碱生产的碳化过程中，碳钢比铸铁的耐蚀性差，常用铸在纯碱生产的碳化过程中，碳钢比铸铁的耐蚀性差，常用铸 铁。铁。9 任务一任务一

10、金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一） 二、高硅铸铁二、高硅铸铁 含硅含硅10%10%16%16%的一系列合金铸铁。的一系列合金铸铁。（一）性能（一）性能 1 1、耐蚀性能、耐蚀性能 良好的耐蚀性良好的耐蚀性硅在铸铁表面形成一层由硅在铸铁表面形成一层由SiOSiO2 2组成的保护膜。组成的保护膜。 在在氧化性介质氧化性介质及及某些还原性酸某些还原性酸中具有优良的耐蚀性。如中具有优良的耐蚀性。如能耐能耐各各种温度和浓度的硝酸、硫酸、醋酸、常温下的盐酸、脂肪酸等。种温度和浓度的硝酸、硫酸、醋酸、常温下的盐酸、脂肪酸等。不耐不耐高温盐酸、亚硫酸、卤素、高温盐酸、亚硫酸、卤素、氢氟酸氢氟酸、

11、苛性碱苛性碱溶液和熔融碱溶液和熔融碱等介质的腐蚀。等介质的腐蚀。 4HF + SiO4HF + SiO2 2 SiF SiF4 4+ H+ H2 2O O 2NaOH + SiO 2NaOH + SiO2 2 NaNa2 2SiOSiO3 3 + H + H2 2O O为什么不能耐氢氟为什么不能耐氢氟 酸和强碱的腐蚀？酸和强碱的腐蚀？10 任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一）二、高硅铸铁二、高硅铸铁（一）性能（一）性能2 2、力学性能、力学性能硬而脆，力学性能差硬而脆，力学性能差，应避免承受冲击力，不能用于制造压力，应避免承受冲击力，不能用于制造压力 容器。铸件一般不

12、能采用除磨削以外的机械加工。容器。铸件一般不能采用除磨削以外的机械加工。（二）机械加工性能的改善（二）机械加工性能的改善加入稀土镁合金，可提高强度、耐蚀性及加工性能。加入稀土镁合金，可提高强度、耐蚀性及加工性能。加入钼、铜和稀土元素等，可改善机械加工性能。加入钼、铜和稀土元素等，可改善机械加工性能。增加钼的含量，可提高耐盐酸（特别是热盐酸）腐蚀的性增加钼的含量，可提高耐盐酸（特别是热盐酸）腐蚀的性 能。这种铸铁又称能。这种铸铁又称抗氯铸铁抗氯铸铁。11 任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一）二、高硅铸铁二、高硅铸铁（三）应用（三）应用l主要应用主要应用主要用于制造主要用

13、于制造耐酸离心泵耐酸离心泵、管道管道、塔器、塔器、热交换热交换器器、容器、阀件、容器、阀件、旋塞旋塞等。等。12二、高硅铸铁二、高硅铸铁（三）应用（三）应用l注意事项注意事项！安装时安装时不能用力敲打不能用力敲打；！装配必须准确，避免局部应装配必须准确，避免局部应力集中现象；力集中现象；！操作时严禁温差剧变，或局操作时严禁温差剧变，或局部受热，特别是开停车或清洗部受热，特别是开停车或清洗时升温必须缓慢；时升温必须缓慢；！不宜用作受压设备。不宜用作受压设备。 任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一）易碎的，脆的 易碎的易碎的,脆的脆的 13 任务一任务一 金属材料的耐蚀性能

14、（一）金属材料的耐蚀性能（一）三、低合金钢三、低合金钢加入到碳钢中的合金元素质量分数加入到碳钢中的合金元素质量分数小于小于3%3%的一类钢。的一类钢。（一）在自然条件下的耐蚀性（一）在自然条件下的耐蚀性很多低合金钢较碳钢有优越的耐大气腐蚀性能，主要起作很多低合金钢较碳钢有优越的耐大气腐蚀性能，主要起作用的合金元素是用的合金元素是铜、磷、铬、镍铜、磷、铬、镍等。等。在低合金钢中，由于与在低合金钢中，由于与铬铬的同时加入而显著改善了钢的的同时加入而显著改善了钢的钝钝化化能力；能力；镍镍的加入则可提高钢的的加入则可提高钢的耐酸耐碱耐酸耐碱性，还能提高耐性，还能提高耐腐蚀疲劳腐蚀疲劳及耐及耐海水腐蚀海

15、水腐蚀的能力。的能力。如如：10MnSiCu10MnSiCu、09MnCuPTi09MnCuPTi等。等。14 任务一任务一 金属材料的耐蚀性能（一）金属材料的耐蚀性能（一）三、低合金钢三、低合金钢（二）在高温氢气中的耐蚀性（二）在高温氢气中的耐蚀性在化学工业中的高温氢侵蚀主要发生合成氨工业中的氨合成在化学工业中的高温氢侵蚀主要发生合成氨工业中的氨合成塔。氢侵蚀的作用主要是脱碳生成塔。氢侵蚀的作用主要是脱碳生成CHCH4 4。【分析讨论分析讨论】钢材抗氢腐蚀图钢材抗氢腐蚀图（见教材（见教材P73P73图图5-55-5）碳钢在合成氨生产条件下只能用于不超过碳钢在合成氨生产条件下只能用于不超过20

16、0200的操作的操作温度，含钼钢比碳钢耐氢侵蚀性能好，含铬、钼的量越温度，含钼钢比碳钢耐氢侵蚀性能好，含铬、钼的量越高，耐蚀性越高；高，耐蚀性越高；只有只有3.0%Cr3.0%Cr和和0.5%Mo0.5%Mo的钢就已经具有相当好的耐氢侵的钢就已经具有相当好的耐氢侵蚀性能。蚀性能。 15【思考与讨论思考与讨论】1 1、钢中含硫量高会对钢的耐蚀性产生哪些影响？、钢中含硫量高会对钢的耐蚀性产生哪些影响？2 2、高硅铸铁为什么具有较好的耐蚀性？在安装使用的过程中、高硅铸铁为什么具有较好的耐蚀性？在安装使用的过程中应注意些什么？应注意些什么？3 3、含碳量对铁碳合金在酸中的耐蚀性能有何影响？解释为什、含碳量对铁碳合金在酸中的耐蚀性能有何影响？解释为什么在浓硫酸中铸铁的耐蚀性优于碳钢？么在浓硫酸中铸铁的耐蚀性优于碳钢？4 4、指出碳钢及铸铁在下列溶液中的耐蚀性：、指出碳钢及铸铁在下列溶液中的耐蚀性：（1 1）30%30%的的H H2 2SOSO4 4； （2 2）80%80%的的H H2 2SOSO4 4；（3 3）10%10%的的NaClNaCl； （4 4）3%3%的的CuSOCuSO4 4；（5 5）5%5%的的NaNa3 3POPO4 4。 【作业作业】教材教材P86P86：习题习题第第1 1题题