《金属腐蚀与防护》教学大纲课程编号：B04041900课程名称：金属腐蚀与防护英文名称：CorrosionandProtectionofMetals课程性质：专业选修课学时/学分：48/3.00考核方式：考试先修课程：基础化学原理，物理化学，材料热处理及设备后继课程：适用专业及层次：材料科学与工程及相关专业本科生大纲执笔人：刘欣大纲审核人：孙瑞雪一、课程性质与目标本课程为金属材料工程专业的选修课。通过讲授在各种环境介质作用下材料，尤其是金属材料发生变质的腐蚀现象、机理及其控制方法，要求学生系统学习金属材料腐蚀的基本原理和影响因素，理解金属材料的腐蚀现象中宏观与微观共存的辩证理念：熟练掌握金属材料各种局部腐蚀、应力腐蚀和不同环境下的腐蚀现象及其规律：掌握腐蚀控制机理、提高合金使用寿命的耐蚀合金化原理及防护方法，为合理的选材和使用材料提供理论依据。了解主要防护技术及腐蚀研究的新进展：了解非金属材料的腐蚀现象与防护方法。作为一门理论性与实用性并重的专业课，要求学生既掌握扎实的理论基础，又有较强的分析问题、解决问题的能力，以适应社会的需求。通过本课程的学习，要求学生达到以下的目标：课程目标1：能够利用所掌握的材料特别是金属材料腐蚀与防护知识，准确识别材料的复杂工程问题，通过文献研究，分析原因，并能够利用所学的材料腐蚀分析方法对复杂工程问题进行验证，依据材料腐蚀与防护的基本原理和规律对服役期材料的寿命进行预测和评估，正确表达解决复杂工程问题的可行性方案：课程自标2：能够综合利用所学的材料特别是金属材料腐蚀与防护的基础理论知识和专业知识，针对产品和用户的需求，合理地确定金属材料复杂工程的腐蚀问题的关键环节，设计防腐措施，优化材料成分、热处理工艺等，为研制新型耐蚀材料打下基础；课程自标3：能够基于金属材料的成分、组织结构、生产工艺的基本规律，针对工程中金属材料复杂的腐蚀问题，通过合理选材，设计防腐方法和工艺流程，满足材料耐蚀性的需求；课程目标4：能够基于金属材料腐蚀原理并采用科学的防腐理念，为金属材料防腐技术设计可行的实验方案；课程目标5：理解金属材料的防腐在环境保护和社会可持续发展中具有的重大意义，熟悉与金属材料腐蚀与防护相关的政策、法律、法规二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系1
1 《金属腐蚀与防护》教学大纲 课程编号：B04041900 课程名称：金属腐蚀与防护 英文名称：Corrosion and Protection of Metals 课程性质：专业选修课 学时/学分：48 /3.00 考核方式：考试 先修课程：基础化学原理，物理化学，材料热处理及设备 后继课程： 适用专业及层次： 材料科学与工程及相关专业本科生 大纲执笔人： 刘欣 大纲审核人： 孙瑞雪 一、课程性质与目标 本课程为金属材料工程专业的选修课。通过讲授在各种环境介质作用下材料，尤其是金属材 料发生变质的腐蚀现象、机理及其控制方法，要求学生系统学习金属材料腐蚀的基本原理和影响 因素，理解金属材料的腐蚀现象中宏观与微观共存的辩证理念；熟练掌握金属材料各种局部腐蚀、 应力腐蚀和不同环境下的腐蚀现象及其规律；掌握腐蚀控制机理、提高合金使用寿命的耐蚀合金 化原理及防护方法，为合理的选材和使用材料提供理论依据。了解主要防护技术及腐蚀研究的新 进展；了解非金属材料的腐蚀现象与防护方法。作为一门理论性与实用性并重的专业课，要求学 生既掌握扎实的理论基础，又有较强的分析问题、解决问题的能力，以适应社会的需求。通过本 课程的学习，要求学生达到以下的目标： 课程目标 1：能够利用所掌握的材料特别是金属材料腐蚀与防护知识，准确识别材料的复杂 工程问题，通过文献研究，分析原因，并能够利用所学的材料腐蚀分析方法对复杂工程问题进行 验证，依据材料腐蚀与防护的基本原理和规律对服役期材料的寿命进行预测和评估，正确表达解 决复杂工程问题的可行性方案； 课程目标 2：能够综合利用所学的材料特别是金属材料腐蚀与防护的基础理论知识和专业知 识，针对产品和用户的需求，合理地确定金属材料复杂工程的腐蚀问题的关键环节，设计防腐措 施，优化材料成分、热处理工艺等，为研制新型耐蚀材料打下基础； 课程目标 3：能够基于金属材料的成分、组织结构、生产工艺的基本规律，针对工程中金属材 料复杂的腐蚀问题，通过合理选材，设计防腐方法和工艺流程，满足材料耐蚀性的需求； 课程目标 4：能够基于金属材料腐蚀原理并采用科学的防腐理念，为金属材料防腐技术设计 可行的实验方案； 课程目标 5：理解金属材料的防腐在环境保护和社会可持续发展中具有的重大意义，熟悉与 金属材料腐蚀与防护相关的政策、法律、法规。 二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系
毕业要求指标点课程目标2.问题分析：能够应用数学、2-2.能够对复杂工程问题进行综合分课程目标1析，有效识别和表达；自然科学、材料科学与工程的基础理论知识和金属材料的专业知识，识别、表达并通过文献研究分析金属材料及相关领域中的复杂工程问题，以获得有效结论。3-1.能够针对金属材料应用中的实际3.设计/开发解决方案：能够综课程目标2问题，运用理论知识和技术手段，设合利用所学的基础理论知识计解决方案；和专业知识针对金属材料工程及相关领域中的复杂工程问题设计解决方案：能够设计满足特定需求的材料加工工3-3.能够基于金属材料的成分、组织艺流程、热处理工艺规范、材课程目标3料表面处理及防腐技术方案结构、生产工艺、性能的基本规律，针对金属材料的复杂工程问题，通过等：能够在设计环节中体现创合理选材，或设计/开发加工技术及工新意识，考虑社会、健康、安艺流程，满足特定需求。全、法律、文化以及环境等因素的影响。4-2.能够基于科学原理并采用科学4.研究：能够基于材料科学课程目标4方法对金属材料成分设计、材料制备原理和金属材料工程的专业及加工成型工艺、热处理工艺、防腐知识并采用科学方法对复杂技术等设计可行的实验方案。工程问题开展研究，包括设计实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论。7.环境和可持续发展：具有17-1.理解环境保护和社会可持续发1课程目标5展的内涵和意义，熟悉与金属材料相环保和可持续发展的意识，能关的环境保护和可持续发展方面的方够理解和评价针对复杂工程针、政策和法律、法规。问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。三、教学基本内容及要求第一章：绪论（支撑课程目标1、5）1.腐蚀的定义2.金属腐蚀的分类3.金属腐蚀速度的表示法4.金属耐蚀性评定要求学生：明确金属材料发生腐蚀的条件和类型，掌握腐蚀速度表示方法。了解金属材料腐2
2 毕业要求 指标点 课程目标 2.问题分析：能够应用数学、 自然科学、材料科学与工程的 基础理论知识和金属材料的 专业知识，识别、表达并通过 文献研究分析金属材料及相 关领域中的复杂工程问题，以 获得有效结论。 2-2.能够对复杂工程问题进行综合分 析，有效识别和表达； 课程目标 1 3.设计/开发解决方案：能够综 合利用所学的基础理论知识 和专业知识针对金属材料工 程及相关领域中的复杂工程 问题设计解决方案；能够设计 满足特定需求的材料加工工 艺流程、热处理工艺规范、材 料表面处理及防腐技术方案 等；能够在设计环节中体现创 新意识，考虑社会、健康、安 全、法律、文化以及环境等因 素的影响。 3-1.能够针对金属材料应用中的实际 问题，运用理论知识和技术手段，设 计解决方案； 课程目标 2 3-3. 能够基于金属材料的成分、组织 结构、生产工艺、性能的基本规律， 针对金属材料的复杂工程问题，通过 合理选材，或设计/开发加工技术及工 艺流程，满足特定需求。 课程目标 3 4. 研究：能够基于材料科学 原理和金属材料工程的专业 知识并采用科学方法对复杂 工程问题开展研究，包括设计 实验、分析与解释数据，并通 过信息综合得到合理有效的 结论。 4-2. 能够基于科学原理并采用科学 方法对金属材料成分设计、材料制备 及加工成型工艺、热处理工艺、防腐 技术等设计可行的实验方案。 课程目标 4 7. 环境和可持续发展：具有 环保和可持续发展的意识，能 够理解和评价针对复杂工程 问题的专业工程实践对环境、 社会可持续发展的影响。 7-1. 理解环境保护和社会可持续发 展的内涵和意义，熟悉与金属材料相 关的环境保护和可持续发展方面的方 针、政策和法律、法规。 课程目标 5 三、教学基本内容及要求 第一章：绪论 （支撑课程目标 1、5） 1. 腐蚀的定义 2. 金属腐蚀的分类 3. 金属腐蚀速度的表示法 4. 金属耐蚀性评定 要求学生：明确金属材料发生腐蚀的条件和类型，掌握腐蚀速度表示方法。了解金属材料腐
蚀与防护在环境保护和可持续发展方面的意义、金属耐蚀性评定方法。教学重点：金属腐蚀基本概念、分类，腐蚀速度表示方法。教学难点：金属速度表示方法。第二章：腐蚀电化学理论基础（支撑课程目标1、2、3）1.金属腐蚀的电化学电池2.电化学腐蚀热力学3.电化学腐蚀动力学4.析氢腐蚀与吸氧腐蚀5.金属的钝化要求学生：熟悉电化学课程中的几个基本概念：利用标准电极电位判断金属电化学的腐蚀倾向：熟悉电位-pH图的应用：掌握金属电化学腐蚀的动力学方程，掌握极化曲线的意义和应用；熟悉腐蚀体系的阴极过程类型，掌握去极化的概念、氢去极化与氧去极化过程的极化曲线及规律，腐蚀体系的规律、影响因素，氢、氧去极化的比较：掌握金属的钝化现象，掌握钝化过程的极化曲线的特征、特征参数、钝化理论，了解过钝化现象。教学重点：腐蚀过程的自发性判据、电位-pH图及其应用、腐蚀极化图与混合电位理论、电化学极化控制下的动力学方程、浓差极化控制下的动力学方程、氢离子阴极去极化反应的步骤，析氢过电位及其影响因素，吸氧腐蚀氧的阴极还原反应过程、典型的可钝化金属的阳极极化曲线，两种钝化理论。教学难点：腐蚀极化图与混合电位理论、电化学极化控制下的动力学方程、浓差极化控制下的动力学方程。第三章：全面腐蚀与局部腐蚀（支撑课程目标1、2、3、4）1.全面腐蚀2.点蚀3.缝隙腐蚀4.电偶腐蚀5.晶间腐蚀6.选择性腐蚀要求学生：掌握各类局部腐蚀的概念、特征、机理及影响因素与防护以及它们间的区别。教学重点：点蚀、缝隙腐蚀机理、电偶腐蚀的机理、电偶腐蚀极化图、晶间腐蚀的理论、选择性腐蚀的原理，各种局部腐蚀的影响因素和防控措施。教学难点：点蚀机理、电偶腐蚀极化图。第四章：应力作用下的腐蚀（支撑课程目标2、3、4）1.应力腐蚀开裂2.氢致开裂3.腐蚀疲劳4.磨损腐蚀要求学生：掌握应力腐蚀断裂和氢损伤的特征、机理、影响因素及控制措施，了解腐蚀疲劳的机理、腐蚀磨损的原理。3
3 蚀与防护在环境保护和可持续发展方面的意义、金属耐蚀性评定方法。 教学重点：金属腐蚀基本概念、分类，腐蚀速度表示方法。 教学难点：金属速度表示方法。 第二章：腐蚀电化学理论基础（支撑课程目标 1、2、3） 1. 金属腐蚀的电化学电池 2. 电化学腐蚀热力学 3. 电化学腐蚀动力学 4. 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 5. 金属的钝化 要求学生：熟悉电化学课程中的几个基本概念；利用标准电极电位判断金属电化学的腐蚀倾 向；熟悉电位-pH 图的应用；掌握金属电化学腐蚀的动力学方程，掌握极化曲线的意义和应用；熟 悉腐蚀体系的阴极过程类型，掌握去极化的概念、氢去极化与氧去极化过程的极化曲线及规律， 腐蚀体系的规律、影响因素，氢、氧去极化的比较；掌握金属的钝化现象，掌握钝化过程的极化 曲线的特征、特征参数、钝化理论，了解过钝化现象。 教学重点：腐蚀过程的自发性判据、电位-pH 图及其应用、腐蚀极化图与混合电位理论、电化 学极化控制下的动力学方程、浓差极化控制下的动力学方程、氢离子阴极去极化反应的步骤，析 氢过电位及其影响因素，吸氧腐蚀氧的阴极还原反应过程、典型的可钝化金属的阳极极化曲线， 两种钝化理论。 教学难点：腐蚀极化图与混合电位理论、电化学极化控制下的动力学方程、浓差极化控制下 的动力学方程。 第三章：全面腐蚀与局部腐蚀（支撑课程目标 1、2、3、4） 1. 全面腐蚀 2. 点蚀 3. 缝隙腐蚀 4. 电偶腐蚀 5. 晶间腐蚀 6. 选择性腐蚀 要求学生：掌握各类局部腐蚀的概念、特征、机理及影响因素与防护以及它们间的区别。 教学重点：点蚀、缝隙腐蚀机理、电偶腐蚀的机理、电偶腐蚀极化图、晶间腐蚀的理论、选 择性腐蚀的原理，各种局部腐蚀的影响因素和防控措施。 教学难点：点蚀机理、电偶腐蚀极化图。 第四章：应力作用下的腐蚀（支撑课程目标 2、3、4） 1. 应力腐蚀开裂 2. 氢致开裂 3. 腐蚀疲劳 4. 磨损腐蚀 要求学生：掌握应力腐蚀断裂和氢损伤的特征、机理、影响因素及控制措施，了解腐蚀疲劳 的机理、腐蚀磨损的原理
教学重点：应力腐蚀断裂的特征、应力腐蚀断裂机理、氢损伤中氢的来源及其在金属中的存在形式、氢损伤类型、控制氢损伤的措施、影响应力腐蚀开裂和氢致开裂的因素及控制措施、腐蚀疲劳的机理、腐蚀磨损的原理。教学难点：应力腐蚀断裂机理，氢致开裂机理和类型。第五章：金属在自然环境中的腐蚀（支撑课程目标2、3、4、5）1.大气腐蚀2.海水腐蚀3.土壤腐蚀4.微生物腐蚀要求学生：了解金属在各类介质中的腐蚀特点教学重点：影响大气腐蚀的因素、防止大气腐蚀的措施、影响海水腐蚀的因素、土壤及土壤腐蚀的特征、微生物腐蚀的特征。教学难点：影响大气腐蚀的因素，土境及土壤腐蚀的特征第六章：金属的保护方法（支撑课程目标2、3、4、5）1.正确选材与合理结构设计2.电化学保护3.金属涂镀层保护4.缓蚀剂保护要求学生：学会如何正确选择合理的金属防腐蚀方法和防腐蚀设计。教学重点：缓蚀剂的定义、分类及缓蚀机理，阴极保护及阳极保护的特点、原理及方法，表面涂层保护。教学难点：缓蚀剂的缓蚀机理、阴极保护的原理及方法第八章：非金属材料的腐蚀与防护（支撑课程目标1、2）1.高分子材料的腐蚀2.混凝土的腐蚀3.玻璃的腐蚀要求学生：了解高分子材料、混凝土及玻璃腐蚀的机理、类型和特点。教学重点：高分子材料、玻璃及混凝土腐蚀的类型、特点和机理。教学难点：高分子材料腐蚀的机理。四、教学安排（学时数48）1、教学环节安排课程目标（毕业要求指标具体知识与能力要求采用的教学环节点)利用所学知识确定复杂工程课堂授课、提问、随堂测课程目标1（指标点2-2）问题的关键环节，具备逻辑思验、作业、自学维、准确表达能力。4
4 教学重点：应力腐蚀断裂的特征、应力腐蚀断裂机理、氢损伤中氢的来源及其在金属中的存 在形式、氢损伤类型、控制氢损伤的措施、影响应力腐蚀开裂和氢致开裂的因素及控制措施、腐 蚀疲劳的机理、腐蚀磨损的原理。 教学难点：应力腐蚀断裂机理，氢致开裂机理和类型。 第五章：金属在自然环境中的腐蚀（支撑课程目标 2、3、4、5） 1. 大气腐蚀 2. 海水腐蚀 3. 土壤腐蚀 4. 微生物腐蚀 要求学生：了解金属在各类介质中的腐蚀特点 教学重点：影响大气腐蚀的因素、防止大气腐蚀的措施、影响海水腐蚀的因素、土壤及土壤 腐蚀的特征、微生物腐蚀的特征。 教学难点：影响大气腐蚀的因素，土壤及土壤腐蚀的特征 第六章：金属的保护方法 （支撑课程目标 2、3、4、5） 1. 正确选材与合理结构设计 2. 电化学保护 3. 金属涂镀层保护 4. 缓蚀剂保护 要求学生：学会如何正确选择合理的金属防腐蚀方法和防腐蚀设计。 教学重点：缓蚀剂的定义、分类及缓蚀机理，阴极保护及阳极保护的特点、原理及方法，表 面涂层保护。 教学难点：缓蚀剂的缓蚀机理、阴极保护的原理及方法 第八章：非金属材料的腐蚀与防护（支撑课程目标 1、2） 1. 高分子材料的腐蚀 2. 混凝土的腐蚀 3. 玻璃的腐蚀 要求学生：了解高分子材料、混凝土及玻璃腐蚀的机理、类型和特点。 教学重点：高分子材料、玻璃及混凝土腐蚀的类型、特点和机理。 教学难点：高分子材料腐蚀的机理。 四、教学安排（学时数48） 1、教学环节安排 课程目标（毕业要求指标 点） 具体知识与能力要求 采用的教学环节 课程目标1（指标点2-2） 利用所学知识确定复杂工程 问题的关键环节，具备逻辑思 维、准确表达能力。 课堂授课、提问、随堂测 验、作业、自学
合理地确定复杂工程问题的课堂授课、提问、随堂测课程目标2（指标点3-1）设计目标和约束条件的统筹验、作业、自学规划能力。针对金属材料复杂工程的腐课堂授课、文献检索、讨论课程目标3（指标点3-3）蚀问题，合理选材、设计开课发能力。基于材料腐蚀原理，设计可课堂授课、文献检索、讨论课程目标4（指标点4-2）课行性实验方案的科研能力。理解金属材料腐蚀与防护在国民经济中的重大意义，培课堂授课、网络视频、文献课程目标5（指标点7-1）养环境保护和社会可持续发检索、自学展的意识。2、学时安排学时分配教学内容课堂授课讨论课自学绪论212腐蚀电化学理论基础102全面腐蚀与局部腐蚀10应力作用下的腐蚀42金属在自然环境中的腐蚀4金属的保护方法02非金属材料的腐蚀与防护4总计422五、课程考核方案1、各部分考核权重考核方式或途径考核权重10%平时表现作业20%期末考试70%5
5 课程目标2（指标点3-1） 合理地确定复杂工程问题的 设计目标和约束条件的统筹 规划能力。 课堂授课、提问、随堂测 验、作业、自学 课程目标3（指标点3-3） 针对金属材料复杂工程的腐 蚀问题，合理选材、设计开 发能力。 课堂授课、文献检索、讨论 课 课程目标4（指标点4-2） 基于材料腐蚀原理，设计可 行性实验方案的科研能力。 课堂授课、文献检索、讨论 课 课程目标5（指标点7-1） 理解金属材料腐蚀与防护在 国民经济中的重大意义，培 养环境保护和社会可持续发 展的意识。 课堂授课、网络视频、文献 检索、自学 2、学时安排 教学内容 学时分配 课堂授课 讨论课 自学 绪论 2 腐蚀电化学理论基础 12 全面腐蚀与局部腐蚀 10 2 应力作用下的腐蚀 10 金属在自然环境中的腐蚀 4 2 金属的保护方法 4 非金属材料的腐蚀与防护 0 2 总计 42 2 4 五、课程考核方案 1、各部分考核权重 考核方式或途径 考核权重 平时表现 10% 作业 20% 期末考试 70%