第三章材料的腐蚀失效模式与机理 ●电极反应 阳极:Fe→>Fe2++2e(溶解) (3-7) 阴极:H2O+0.502+2e→2OH (3-8) ●电化学反应是: Fe2++2OH-→Fe(OH)2 (3-9) 同时发生的另一反应是 4Fe(OH)2+2H2O+02→4Fe(OH)3(3-10) 二价铁离子再进一步反应: Fe2+→Fe3++e (3-11) Fe3++3H,0-Fe(OH)3+3H+ (3-12) H++H++2e→H2↑ (3-13)
● 电极反应 第三章 材料的腐蚀失效模式与机理 阳极: Fe Fe 2+＋2e ( 溶解） （3-7） 阴极: H2O＋0.5O2＋2e 2OH－ （3-8） ● 电化学反应是： Fe 2+ +2OH－ Fe(OH)2 （3-9） 同时发生的另一反应是： 4Fe(OH)2+ 2H2O +O2 → 4Fe(OH)3 （3-10） 二价铁离子再进一步反应： Fe2＋ → Fe3＋ ＋e （3-11） Fe3＋＋3H2O →Fe(OH)3＋3H+ （3-12） H+ + H+ +2e → H2 ↑ （3-13）
第三章材料的腐蚀失效模式与机理 图3-2是均匀腐蚀的直杆形貌。 金属在大气中腐蚀、高压蒸汽管高温氧化等均属 于均匀腐蚀。 图3-2均匀腐蚀直杆 ●解决方法 除了表面涂层、缓蚀剂、阴极保护外,还需合理 设计、选择合适材料等进行防护
图3-2 是均匀腐蚀的直杆形貌。 金属在大气中腐蚀、高压蒸汽管高温氧化等均属 于均匀腐蚀。 图3-2 均匀腐蚀直杆 ● 解决方法 除了表面涂层、缓蚀剂、阴极保护外，还需合理 设计、选择合适材料等进行防护。 第三章 材料的腐蚀失效模式与机理
第三章材料的腐蚀失效模式与机理 3.4局部腐蚀 3.4.1电偶腐蚀( galvanic corrosion) 电偶腐蚀,又称接触腐蚀或异种金属腐蚀。 异种金属在电解质中接触时,电极电位较负的贱金 属成为阳极,电极电位较高的贵金属成为阴极,构成了腐 蚀电池,贵金属受到了保护,这种腐蚀称为电偶腐蚀。 图3-3钢管与铜阀间的电偶腐蚀
3.4 局部腐蚀 3.4.1 电偶腐蚀 (galvanic corrosion) 电偶腐蚀，又称接触腐蚀或异种金属腐蚀。 异种金属在电解质中接触时，电极电位较负的贱金 属成为阳极,电极电位较高的贵金属成为阴极，构成了腐 蚀电池，贵金属受到了保护，这种腐蚀称为电偶腐蚀。 第三章 材料的腐蚀失效模式与机理 图3-3 钢管与铜阀间的电偶腐蚀
第三章材料的腐蚀失效模式与机理 还有,换热器碳钢板与钛管间构成电偶腐蚀(图3-4): 电级反应: 阳极: Fe→Fe2++2e (3-14) 阴极 1/2O2+H2O+2e→2OH (3-15) 电化学反应是:Fe2++2OH-→Fe(OH)2 (3-16) 4Fe(OH)2+2H,0+O2- 4Fe(OH)3 (3-17) ●进一步反应: 3Fe2++4H, 0- Fe,0+8H++2e (3-18) Fe2+→Fe3++e (3-19) Fe3++3H,0- Fe(OH)3+3H (3-20) ●析氢反应:2H+2e→2H→H2↑ (3-21)
还有，换热器碳钢板与钛管间构成电偶腐蚀 (图3-4)： ● 电级反应： 阳极： Fe → Fe2＋ ＋2e （3-14） 阴极： 1/2 O2 ＋H2O＋2e → 2OH－ （3-15） ● 电化学反应是： Fe2+ +2OH－ Fe(OH)2 （3-16） 4Fe(OH)2+ 2H2O +O2 → 4Fe(OH)3 （3-17） ● 进一步反应： 3Fe2＋＋4H2O → Fe3O4＋8H+＋2e （3-18） Fe2＋ → Fe3＋＋e （3-19） Fe3＋＋3H2O → Fe(OH)3＋3H+ （3-20） 第三章 材料的腐蚀失效模式与机理 ● 析氢反应： 2H+＋2e → 2H → H2 ↑ （3-21）
第三章材料的腐蚀失效模式与机理 标准氢电极 (Active) 5141.2-1.00,8-0.6-04020+0.2 (Vs.SHE T=250C 钛材 纯钛 碳钢 Allay 20 1.63V 0.46V 阳极 阴极 stee type 4 非标准非平衡态海水 stainless Steel-Types 410, Vs SCE) T=300C ass, Yellow Brass. Red B 0.0V -0.65V 阴极 阳极 碳钢 钛材与碳钢的电极电位序 Figure 20-Galvanic Series of Various Metals in Flowing Water at 2. 4 to 4.0 m/s for 5 to 15 Days at 5 to 30C 图3-4不同金属间的电极电位序(海水)
标准氢电极 （Vs.SHE） T＝250C 纯钛 碳钢 －1.63V －0.46V 阳极 阴极 非标准非平衡态海水 (Vs.SCE） T＝300C －0.0V －0.65V 阴极 阳极 钛材与碳钢的电极电位序 碳钢 钛材 图3-4 不同金属间的电极电位序（海水） 第三章 材料的腐蚀失效模式与机理