碳钢腐蚀试验

,&,根据金属材料的腐蚀失效模式，腐蚀可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。在实际的腐蚀系统中，大多数金属的腐蚀是局部腐蚀。由于局部腐蚀发生在金属表面的小范围内，大多数金属表面的腐蚀量都很小，但工程结构、零部件的使用寿命主要取决于局部腐蚀损伤的发展。

,局部腐蚀是指腐蚀主要发生在金属材料表面的一个小区域内，而其他大多数表面的腐蚀非常轻微甚至没有腐蚀。

,局部腐蚀是由于金属本身(结构、组织、化学成分、表面状态)和腐蚀介质的电化学性质不均匀，即不同部位具有不同的电极电位，从而导致电位差，成为局部腐蚀的驱动力。腐蚀往往优先发生在电极电位低的部位。在局部腐蚀过程中，腐蚀电池的阳极区和阴极区一般是完全分离的，可以通过目视或微观检查加以区分。一般来说，阳极的面积要比阴极的面积小得多，即形成了所谓的小阳极大阴极的构型。对于这种配置，由于阴极面积比较大，阴极退极化作用很大，小阳极区域的腐蚀非常严重，腐蚀集中在金属表面的局部阳极区域。

,当发生局部腐蚀时，由于金属表面细化程度不同，不能用平均腐蚀速率来估计局部腐蚀程度。一般情况下，局部腐蚀引起的金属损失相对较小，但结构在发生局部腐蚀时不易被发现，危害非常大，往往会引起灾难性事故。

金属的化学腐蚀反应可分为两个步骤。第一步是氧化步骤，第二步是脱电子步骤。氧化过程释放自由电子，而脱电子过程是除去自由电子的过程。

阳离子可以进入溶液或与其他阴离子结合形成化合物。氧化过程必须与脱电子过程同时配合才能完成整个反应。

因此，只有通过电子去除步骤去除氧化步骤产生的自由电子，金属原子才能不断被腐蚀。实际的腐蚀过程是一个非常缓慢而相对均匀地在表面上失去金属原子的过程。在某些条件下，如果在一个区域形成阳极或阴极区域，可能会出现局部腐蚀不均匀，并形成可见的腐蚀坑。

钢铁不会很快被腐蚀，因为它的表面在水中会形成一层氧化保护层。由于铁容易被氧化形成氧化铁，所以不溶于水，容易沉积在金属表面，从而阻碍了进一步的腐蚀。这种现象称为腐蚀钝化。锆、铬、铝、不锈钢等金属在常温的水或空气中会形成很薄的保护层，有时甚至薄得肉眼无法分辨。由于这种薄保护层，这些金属在水或空气中具有良好的耐腐蚀性。

金属腐蚀防护方法:

1. 改善金属性质，根据不同用途选择不同材料形成耐蚀合金，或在金属中加入合金元素提高其耐蚀性，可防止或减缓金属的腐蚀;

2. 形成保护层，覆盖在金属表面的各种保护层，将被保护的金属与腐蚀介质分离，是防止金属腐蚀的有效方法。

金属磷化处理:对钢铁产品进行脱脂除锈处理后，可将其浸泡在特定成分的磷酸盐溶液中，在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐膜。这个过程叫做磷化处理。磷化膜为深灰色至黑灰色，厚度一般为5 ~ 20 μ，在大气中具有良好的耐腐蚀性;

金属氧化处理:将钢制品加入NaOH混合溶液中加热形成一层厚度约为0.5 ~ 1.5 μ M的蓝色氧化膜(主要由非金属镀层组成:非金属物质如油漆、喷漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、沥青及高分子材料(如塑料、橡胶、聚酯等)金属保护层:是将耐腐蚀性较强的金属或合金镀在另一受保护金属产品表面形成的保护涂层。

3.改善腐蚀环境

改善环境对减少和防止腐蚀具有重要意义。缓蚀剂是一种化学物质。在腐蚀介质中加入少量它可以显著降低金属腐蚀速率。由于缓蚀剂用量小，简单经济，是一种常用的防腐方法;

4. 电化学保护方法

电化学保护方法是根据电化学原理对金属设备采取措施，使其成为腐蚀电池中的阴极，以防止或减少金属腐蚀;

牺牲阳极保护法:牺牲阳极保护法是用比被保护金属电极电位低的金属或合金作为阳极，固定在被保护金属上形成腐蚀电池，被保护金属作为阴极;

阴极保护:这是利用外部电源保护金属。将被保护的金属连接到负极上，成为阴极，以避免腐蚀。此外，一些铁块连接到正极，使其成为阳极，并腐蚀它。事实上，它也是一个牺牲阳极;

阳极保护:采用外置直流电源保护金属。然而，被保护的金属被连接到正极成为阳极。

在制造金属零件的过程中，加入不易与周围介质发生反应的耐腐蚀材料。例如铬、镍、钛在空气中不易氧化，能形成致密的印刷PU膜，能抵抗酸、碱、盐的腐蚀。加入到铁或铜中，可制成耐腐蚀性能优良的金属制品。有利于金属粉末冶金，各种金属元素可以灵活配比，通过加入不同性能的金属粉末，可以获得具有优良防腐性能的金属零件。铁碳合金等金属材料也可以通过热处理来防止腐蚀。