1、234材料材料 + 化学化学 + 力学力学 腐蚀腐蚀5678 9干电池潮湿大气中腐蚀的钢板锌皮碳棒NH4Cl溶液ZnC离子通道电子通道+-金属阳极离子通道电子通道10（1）自发性）自发性炼铁过程炼铁过程腐蚀过程腐蚀过程钢铁矿石能级增大能级增大放出能量外加热、电能量11（2）普遍性）普遍性纯金属最低能级状态一般为其化合物（除Au、Pt）普遍存在的空气和水是两类主要腐蚀环境（O2、H+）12（3）隐蔽性）隐蔽性发展速度缓慢不锈钢在海水中点蚀：10年孕育期表现形式不易被发觉生锈：容易观察应力腐蚀断裂：表面光亮如新、内部慢布裂纹13141 钢铁工业腐蚀掉如此多的钢铁钢铁工业腐蚀掉如此多的钢铁152 交
2、通运输：交通运输： 铁轨、机车部件的腐蚀和磨蚀；铁轨、机车部件的腐蚀和磨蚀； 飞机零部件的高温腐蚀和应力腐蚀；飞机零部件的高温腐蚀和应力腐蚀； 船舶在海洋环境中的腐蚀；船舶在海洋环境中的腐蚀；钢轨的锈蚀、磨损机车底架：侧梁铆钉头被局部腐蚀穿透机车气缸：气缸套壁空泡腐蚀：9mm5mm，甚至穿透带来极大的事故隐患带来极大的事故隐患!2300万吨 x 1 %/年 = 23万吨/年每年使用120万吨：1/5 被腐蚀16海洋环境中：海水腐蚀介质、海洋大气腐蚀介质、海水冲刷、 复杂波动载荷等；船舶腐蚀：船体锈蚀、螺旋桨叶片电偶腐蚀、水线腐蚀、应力腐蚀等。173 能源电力：水电有水轮机组的腐蚀、叶片空蚀；能
3、源电力：水电有水轮机组的腐蚀、叶片空蚀； 火电有锅炉和管道的腐蚀；火电有锅炉和管道的腐蚀； 核电站高温、辐照、液态金属等腐蚀；核电站高温、辐照、液态金属等腐蚀； 煤矿安全；煤矿安全； 油气开采和运输造成设备和管道的腐蚀。油气开采和运输造成设备和管道的腐蚀。18电力：高温、高压、高流速、高转速锅炉、汽轮机、凝汽机、发电机、加热器、水泵、管道100万kw的电站：腐蚀 停运几万美元/天过热器管腐蚀泄漏：蚀坑（针孔10mm）原因：锅炉停用时大气腐蚀造成局部锈点；锅炉运行时锈点处高温腐蚀19煤矿：井下潮湿，水质变化大氧气充分，多含SO2、CO、甲烷井下设备磨损严重煤矿井筒装备：腐蚀速率0.17-0.25
4、mm/y，平均寿命15年； 排水管、离心泵在酸性井下水中的腐蚀； 钢轨、金属支柱、支架的磨损和腐蚀20石油天然气开采、集束和输运： 油气田：O2、CO2、H2S、 地层水的腐蚀； 长输管道：内部多相流动腐蚀、外部土壤、微生物腐蚀 海洋平台、海底管道212223 化工设备：管道、锅炉、储存、化工设备：管道、锅炉、储存、阀门、冷凝；阀门、冷凝；24导电电路绝缘层硅衬底元件结构集成电路示意图集成电路扫描电镜照片1 m6 机械电子产品；机械电子产品；257 民生：自来水管的锈蚀；民生：自来水管的锈蚀；8 环境污染环境污染26国外腐蚀损失调查结果27125700010020030040050060070
5、0800经济损失（亿美元）经济损失（亿美元）自然灾害自然灾害金属腐蚀金属腐蚀1975年美国28腐蚀损失与防护间关系的示意图29每年仅腐蚀就造成经济损失：每年仅腐蚀就造成经济损失：4%GDP材料服役失效造成材料服役失效造成的经济损失的经济损失25-40%可以挽回可以挽回2004年我国年我国GDP13.7万亿元万亿元4%GDP损失损失5480亿元亿元可挽回可挽回13602100亿元亿元30不锈钢的发明和应用： - 硝酸和合成氨工业的发展 美国阿波罗登月计划： 6%NO缓蚀剂避免储存N2O4推进剂高压容器的应力腐蚀破裂 美国用30年（1947-1976）时间研究熔盐原子能反应堆，但由于裂变产物对材料
6、的腐蚀难以解决而放弃31 金属的氧化、溶解、钝化金属的氧化、溶解、钝化铁的钝化膜形成历程、金属溶解的电化学本质、铁的钝化膜形成历程、金属溶解的电化学本质、腐蚀微电池特征、金属在酸中溶解的动力学腐蚀微电池特征、金属在酸中溶解的动力学独立学科，腐蚀历程的基本电化学规律，腐独立学科，腐蚀历程的基本电化学规律，腐蚀科学的基本理论：现代腐蚀科学蚀科学的基本理论：现代腐蚀科学 青铜剑、箭镞青铜剑、箭镞 含铬表面涂层含铬表面涂层 大漆大漆 防腐涂料防腐涂料321748 罗蒙诺索夫罗蒙诺索夫金属的氧化金属的氧化（质量不灭定律（质量不灭定律推翻了推翻了“热素热素”说）说）1790 凯依尔凯依尔铁在硝酸中的钝化铁
7、在硝酸中的钝化1830 德德.拉拉.里夫里夫金属腐蚀微电池金属腐蚀微电池1833 法拉第法拉第电解定律电解定律腐蚀量化计算腐蚀量化计算1840 热镀锌保护钢板获得专利热镀锌保护钢板获得专利1881 卡杨捷尔卡杨捷尔金属在酸中的溶解动力学金属在酸中的溶解动力学1913 镍、铬不锈钢开始获得实际应用镍、铬不锈钢开始获得实际应用1920- 伊文思伊文思腐蚀极化图腐蚀极化图瓦格纳瓦格纳混合电位理论混合电位理论 布拜布拜电位电位-pH图图 尤里格、方坦纳、阿基莫夫、费鲁姆金尤里格、方坦纳、阿基莫夫、费鲁姆金33343536 大气腐蚀所造成的金属损失，约占金属总腐蚀量的50以上 大气腐蚀是金属表面处于薄层
8、电解液下的腐蚀，腐蚀过程服从电化学腐蚀的一般规律37 土壤是由土粒、水、空气、有机物等气、液、固多种组分构成的复杂的多相体系 大多数金属在土壤中的腐蚀为氧的去极化腐蚀38 海水中含有大量氯离子，它能破坏钝化膜，不锈钢在海水中也要遭到严重的局部腐蚀 海水的导电性好，腐蚀过程的电阻滞小，电偶腐蚀的影响范围大 如不加防护措施的话，海水中的青铜螺旋桨可引起远达数十米处钢质船壳的腐蚀39 微生物的新陈代谢会产生酸、硫化物、氢等，能增加环境的腐蚀性 可促进腐蚀的电极反应动力学过程 改变金属周围氧的浓度，形成了氧浓差等局部腐蚀电池 破坏保护性覆盖层或缓蚀剂的稳定性41 局部腐蚀(点蚀) 均匀腐蚀 42 主要
9、集中在某些活性点上，不断向金属内部深处发展 通常其腐蚀深度大于孔径，严重时可使管道或设备穿孔 表面上可观察到许多斑点 点蚀还可诱发成其它形式的腐蚀，如应力腐蚀破裂和腐蚀疲劳等43 腐蚀首先在晶粒边界发生，并沿着晶界向纵深发展 由于合金元素在晶粒边界的富集或贫化，或者由于晶粒边界存在杂质所引起 有拉应力的情况下，这种腐蚀更加危险 高强度合金及不锈钢就容易产生晶界腐蚀44 合金中的某一组分由于腐蚀，优先地溶解到电解质溶液中去，从而造成另一组元素富集在金属表面上 例如，铸铁在介质中，铁素体被溶解，碳化物和石墨在表面积累 灰口铸铁在土壤、矿石、盐水等环境中使用时常发生选择性腐蚀46应力腐蚀开裂 在机械应力与腐蚀介质共同作用下，在远低于屈服强度的条件下，发生突然的、没有形变预兆的腐蚀破坏腐蚀疲劳 当交变应力与腐蚀介质共同作用下，产生的脆性断裂作用 金属的疲劳极限大大降低，因而会过早地破裂47磨损腐蚀 电化学腐蚀和机械磨损同时存在，两者互相加速 造成的破坏比单纯腐蚀或单纯磨损要大得多氢腐蚀 金属由于不恰当的酸洗、电镀、阴极保护，使表面有氢产生 降低了金属原子之间的结合强度，使材料变脆488%2%6%8%11%1.2%19%23%22% 495051
