(完整word版)金属腐蚀实验
《金属腐蚀与防护》
实验指导书
作者：朱有兰
陈海燕
广东工业大学材料与能源学院
二００七年三月印刷
目录
实验一腐蚀实验样品的准备……………………………………3~10 实验二、金属制品腐蚀率的测定……………………………………11~18 实验三、Q235钢材的中性盐雾试验………………………………19~25 实验四、金属在不同电解液中的电位……………………………26~30
实验项目名称：实验一腐蚀实验样品的准备
实验项目性质：普通实验
所属课程名称：金属腐蚀与防护
实验计划学时：2学时
一、实验目的
通过本实验掌握常规腐蚀实验样品的一般制作的基本方法和动手能力。
二、实验内容和要求
本实验主要根据金属腐蚀与防护课程的要求，要求学生在腐蚀与防护的试验中对于所涉及到各种仪器和设备相配套的实验样品的要求、方法、制作过程应该有所了解和掌握；对各种材料的性质和对于腐蚀与防护实验中的实验样品的正确取样、合理制作技巧及要领应该具有必备的基础知识和训练动手的能力。
三、实验主要仪器设备和材料
1、各种工具：钢锯、虎钳台、小型转床、车床、焊枪、磨床、砂纸、等各种工具一批。
2、各种材料：厚度为2~5的各种规格成分的铁、普通碳钢、Q235钢材、不锈钢、铜、黄铜、锌、铝、等金属材料的板材；φ10~30各种规格成分的铁、普通碳钢、不锈钢、铜、黄铜、锌、铝、等金属材料棒材；φ10~50各种规格成分的铁、普通碳钢、不锈钢、铜、黄铜、锌、铝
等金属材料管材等一批。还氧树脂、塑料、石墨、尼龙线、玻璃线、玻璃勾、木材等各种材料。
3、化学试剂：硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠、氯化锡、氧化铬、若丁、聚四氟乙烯、松香、石蜡、水中胶、沥青、清漆等各类试剂。
4、各类仪器：直流电源、交流电源及电流表、电压表、毛刷、橡皮、滤纸等仪器和其它。
四、实验方法、步骤及结果测试
1、腐蚀试件的准备
试件的形状和尺寸取决于试验的目的、材料的性质、试验的时间和试验的装置。为了消除边界效应的影响，试件表面积对其重量之比要大些，边缘的面积对总面积之比要小些。试件的外形要力求简单，以便于消除腐蚀产物、测量表面积和进行加工。通常采用薄矩形、圆形薄片和圆柱体试件。
重量法测定腐蚀速度的试件通常采用：
矩形50×25×（2~3）毫米
圆盘形φ（30~40）×（2~3）毫米
在用电化学方法进行测试时，为了引出导线、克服电偶腐蚀和缝隙腐蚀的干扰、便于封样，常常采用其它形状的试件，如长的圆柱体、长方体等。
为了消除金属试件表面状态的差异，获得均一的表面状态，试件表面
在实验前要经过严格的处理。一般是先用粗磨、细磨、抛光到一定光洁度，使平行试件的表面状态相近。如果在机加工时已达到足够的光洁度（如▼7），实验前只需用金相砂纸（如320目）打磨，以除去表面的氧化膜即可。有时可在试验前浸入稀硫酸几分钟，以溶解氧化膜，活化试件表面。也可通以50微安/厘米2左右的微小阴极电流1~2分钟进行活化。
2、试件的安放与封装
在进行重量法和容量法的腐蚀试验时，试件的安放形式要视试验的装置而定，但都必须保证试件之间，试件与支架之间，试件与容器之间有一定间隔，防止接触腐蚀、缝隙腐蚀的产生，使试件与介质能充分接触。一般支架与试件之间点接触，支架必须耐蚀。
用悬挂的方法，必须把试件钻个孔。在中性介质中可用马鬃、塑料丝等；在酸性或碱性介质中可用尼龙线、玻璃线、玻璃勾等悬挂。见图1、2所示。
图1 悬挂试件的方法图2安放试件的支架
用支撑的方法不需要把试件打孔，可以把试件用几个支点支放在玻璃、木材、硬橡胶、硬塑性的支架上。图2是支架的一种形式。
在用电化学方法进行腐蚀测试时，必须在试件上引出导线，导线和试件结点必须封装绝缘以防止电偶腐蚀、水线腐蚀、缝隙腐蚀等的干扰。封装要力求绝缘好、牢固、简便。下面是几种常用的封装方法。
图3是一种带夹具的圆柱体试件。利用聚四氟乙烯垫紧压在试件上密封。
图3带聚四氟乙烯垫及图4 环氧树脂涂覆的试件图5 玻璃套管封装的试件螺纹连接的圆柱形试件
图4是用环氧树脂涂覆在预钝化过的圆柱形试件，一端引出导线，一端打磨成试验表面。
图6 石蜡松香封装的试件图7清漆和油胶封装的试件
图5是通过有磨口的玻璃套管与涂有清漆薄层的金属试件之间的紧密配合达到密封的目的。导线由玻璃管内引出。
图6是用松香加石蜡封装的薄长方体试件。在封装前先用30%硝酸钝化一小时，在封装时留下试验表面（可以用一定形状的橡皮塞压紧，在涂覆时使涂料不能渗入），在封装后用细砂纸仔细打磨光亮，除去试验表面的钝化膜。图7是用清漆和油胶封装的试件。一个用螺丝压紧连结引出导线，另一个用汞柱接触连结。
根据试验的需要，有的试件可在封装前预钝化。引出线可以用焊接，铆接，螺钉连接和汞接触连接等。
3、实验条件
（1）试件个数：同一试验通常采用3~5个平行试件。
在同一试验容器中只可以进行一个或几个同一材质的平行试件的腐蚀
试验。
（2）试验溶液的体积
取决于试件的表面积和腐蚀过程的预期速度。试件面积越大，腐蚀速度越快，所需试验周期越长者，试验溶液的体积就需要越大，以保证腐蚀过程中溶液的组分不会有太大的变化。大约每平方厘米的试件表面需要20至500毫升的试验溶液。下限适用于比较温和的条件和不很长的试验时间，上限适用于比较苛刻的条件以及较长时间的试验。
（3）试验时间
可以用 )()
/(50小时年毫米t v t 来估计。一般在48~168小时之间。有的教学实验由于教学时间的限制，可压缩实验周期，只进行基本方法的训练。
（4）试验温度： 要尽量模拟实际腐蚀介质的温度。
4、 腐蚀产物的清除
清除腐蚀产物要最大限度地除净试件上的腐蚀产物而又尽可能不损伤试件的基体，以减少误差。
清除腐蚀产物的方法可以分为：
（1）机械方法：即用毛刷、橡皮、滤纸甚至用砂纸擦，有时还可用喷砂的方法除去。用自来水冲刷。必须避免损伤金属基体。
（2）化学方法：即选择适宜的溶剂，去膜剂及去膜条件，要力求腐蚀产物溶解快，空白失重小，操作简便。
表1介绍几种化学除膜剂的配方及使用条件。在浸洗后用橡皮、刷子擦除腐蚀产物。
表1 几种化学除膜剂
（2）去膜条件
溶液5%硫酸
缓蚀剂有机缓蚀剂（如若丁）2毫升/升（饱和溶液）
阳极石墨
阴极试件
阴极电流密度0.2安培/厘米2
（3）电化学方法：将一直流电源的负极接到待清除腐蚀产物的试件上组成阴极，用一辅助电极（石墨或铅）作阳极，在适当的去膜液中通电，介质中的氢离子在阴极析出氢气，阴极表面原有的腐蚀产物因氢气泡的作用拱起剥落，残留的疏松锈层用机械方法即可冲刷除净。
五、实验报告要求
1、实验目的与要求
2、实验原理或实验方案
3、问题与讨论
六、思考题
1、在制作腐蚀实验样品的取样过程中要注意哪些事项？
2、为什么在进行腐蚀实验时，需要专门制作样品？
实验项目名称：实验二、金属制品腐蚀率的测定
实验项目性质：综合性
所属课程名称：金属腐蚀与防护
实验计划学时：6学时
一、实验目的：
1、掌握用失重法、容量法测定金属腐蚀速度的一般原理和基本方法
2、用失重法、容量法测定铝及铝合金在盐酸中的腐蚀速度。
二、实验内容和要求
金属受到均匀腐蚀时的腐蚀速度的表示方法一般有两种：一种是在单位时间内、单位面积上金属损失（或增加）的重量来表示，通常采用的单位是克/米2.小时；另一种是用单位时间内金属腐蚀的深度来表示，通常采用的单位是毫米/年。
目前测定金属腐蚀的方法很多，有重量法、容量法、极化曲线法、线性极化法（即极化阻力法）、电阻法等等。
本实验主要内容和要求有：
1、失重法测定铝及铝合金在盐酸中的腐蚀速度
铝在盐酸溶液中，由于自然生长的一层保护膜被破坏而发生活性溶解，这种腐蚀属于阴极氢去极化的电化学腐蚀（析氢腐蚀）其电化学反应式为：
Al =Al 3+ + 3e
2H + +2e = H 2
这种腐蚀是均匀的，而且生成的腐蚀产物：三氯化铝溶于盐酸中。在腐蚀的过程中，铝的重量损失即为被腐蚀的金属量。
被腐蚀的金属量可按下列公式计算出单位面积铝失重量：
[]
小时米克??-=-210/t S W W V V - —铝失重时的腐蚀速度[克 /米2.小时] 。
W o — 铝腐蚀前的重量[克]。
W 1— 腐蚀后并清除腐蚀产物的重量[克]。
S — 样品的表面积。
t — 腐蚀进行的时间[小时]。
因此通过测定纯铝试片在腐蚀前后的重量变化，就可以确定纯铝在盐酸介质中的耐腐蚀性。
2、容量法测定铝及铝合金在盐酸中的腐蚀速度
容量法是对于伴随析氢或吸氧的腐蚀过程，通过测定一定时间内的析氢量或吸氧量来计算金属的腐蚀速度的方法。
许多金属在溶液中，某些电负性较强的金属在中性甚至于在碱性溶液中，都会发生氢去极化作用而遭到腐蚀。
其中阳极过程 M → M n+ + ne
阴极过程 nH + + ne → 22
H N ↑ 在阳极上金属不断失去电子而溶解的同时，溶液中的氢离子与阴极上过剩的电子结合而析出氢气。金属溶解和氢析出的量相当。即有一摩尔量的金属溶解，就有一摩尔量的氢析出。由实验测出一定时间内的析氢体积V H （毫升），由气压计读出大气压力P （毫米汞柱）和用温度计读出室温，并查出该室温下饱和水蒸汽的压力P H2O （毫米汞柱）。根据理想气体状态方程式
PV ＝ NRT (1)
可以计算出所析出氢气的摩尔数
RT
V P P N H O H H )(2-= (2) 为了得到更准确的结果，还应考虑到氢在该实验介质中的溶解量V ′H ，即由表上查出室温下氢在该介质中的溶解度（厘米3/厘米3），（可用氢在水中的溶解度近似计算，并略去氢在量气管的水中的溶解量）乘以该介质的体积（厘米3）。则金属的腐蚀速度
StRT
V V P P N t S N N V H H O H H ))((222'+-=??= (3) 式中 N ——金属的氧化还原摩尔量，克；
S ——金属的暴露面积，米2；
T ——金属腐蚀的时间，小时；
R —— 气体状态常数62.36毫升?毫米汞柱×103/摩尔?度。
容量法也可用于伴随吸氧的腐蚀过程，此时阴极反应是
-→++OH e O H O 222122
测定一定容积中氧气的减少量，计算方法类似于析氢过程。
3、要求学生独立完成本实验。
4、要求分析比较这两种方法的优劣。
5、通过本综合性实验，要求掌握测定金属腐蚀率的一些基本单位换算方法。
6、通过对实验数据的计算，要求掌握关于金属腐蚀与防护工程实践中，常用的腐蚀失重法熟练计算。
7、要求学会对测试出的各种金属腐蚀率进行分析并解决在测试过程中碰到问题所考虑的解决方法。
三、 实验主要仪器设备和材料
铝合金试件（规格：￠20×5或10（宽）×2～5（厚）×50（长）的长方形）
稀盐酸（5%）
容量法测定腐蚀速度装置 一套
试件打磨用各号砂纸、清洗、干燥，测量用品 一套
分析天平、气压计、温度计 公用
图8 容量法测量腐蚀速度装置
1—水准瓶；2—量气管；3—三通活塞；4—软橡皮管；5、6 —弹簧夹；
7—玻璃管；8—尼龙丝线；9—试件；10—三角烧瓶；11—试液（5%硫酸）
四、实验方法、步骤及结构测试
1、按实验一的方法将试件打磨、编号、测量、清洗和干燥。
2、在分析天平上称重量，精确到0.1毫克。
3、在三角烧瓶10中注入5%盐酸水溶液；将试件系于一根约10厘米长的尼龙丝线的一端，尼龙丝的另一端用弹簧夹5夹牢，用弹簧夹6夹住尼龙丝的中部，恰使试件悬于试液之中，按图8塞紧橡皮塞。
4、检查实验装置的气密性：转动三通活门3使之处于Ⅱ的状态，把水准瓶下移一定距离，并保持在一定的位置，若量气管内的水平面稍稍下降后即可与水准瓶中的水平面保持一定的位差，则表示气密性良好。
否则应检查漏气的环节，加以解决。
5、在确认装置的气密性良好之后，旋活门至Ⅰ的状态，使系统与大气相同。提高水准瓶的位置，使量气管中的水平面上升到接近顶端读数。旋活门至Ⅱ的状态，再使量气管和三角烧瓶相通，调整水准瓶使之与量气管的水平面等高，记下量气管的读数。
6、松开弹簧夹6，使试件悬于试液之中。随着腐蚀反应的发生，氢气逸出，量气管内的水平面下降，将水准瓶缓缓下移，使二个水平面接近。（若每隔一定时间，记下一个读数，即可求出不同时间间隔内的平均腐蚀速度。）浸泡二至三小时，最后使两个水平面等高，读下量气管的读数。
7、及时取出试件，用自来水冲洗，观察和记录试件表面的现象，用机械法和电化学方法脱除腐蚀产物（参考实验一第4点），这一操作叫去膜。
8、试件干燥后（可用冷风吹干），称重，去膜，再称重，如此反复几次，直至两次去膜后的重量差不大于0.5毫克，即视为恒重，记录之。要求学生去膜1至2次即可。
为了获得更准确的结果，应该用刚打磨清洗的试件在同一去膜条件下去膜，求得去膜时的空白腐蚀损失，予以校正。
五、实验报告要求
1、实验目的与要求
2、实验原理
3、原始数据记录
室温气压__ ______
浸入时间取出时间__ _____表2·
4、实验结果及数据分析
在腐蚀试验中，腐蚀介质和试件的表面往往存在不均匀性，所得的数据分散性较大，通常要采用2~5个平行实验。本实验采用三个小组的三个平行试验，取其中两组相近数据的平均值计算腐蚀速度。然后计算出两种方法所测得腐蚀速度的百分误差（以重量法为基础）。
5、结论
6、问题与讨论
六、思考题
1、容量法测定金属腐蚀速度的优点和缺点及适用范围有哪些？
2、、容量法测定金属腐蚀速度的误差来源。
实验项目名称：实验三、Q235钢材的中性盐雾试验
实验项目性质：普通实验
所属课程名称：金属腐蚀与防护
实验计划学时：2学时
一、实验目的
1、掌握Q235钢材的中性盐雾实验方法。
2、掌握金属材料表面层耐腐蚀性检验的常用方法——盐雾试验法。
二、实验内容和要求
目前检验材料及表面层耐蚀性的测试方法，一般有以下几类：
（1）使用环境试验；（2）大气暴露试验；（3）人工加速试验。其中人工加速试验又分为：中性盐雾试验；醋酸盐雾试验；铜盐加速醋酸试验；腐蚀膏试验；周期浸润试验；二氧化硫试验；电解腐蚀试验；硫化氢试验等等。
1、盐雾试验：
根据所用溶液组分不同，盐雾试验可分为中性盐雾试验（NSS）、醋酸盐雾试验（ASS）和铜加速盐雾试验（CASS）。
（1）盐雾试验溶液的配制
配制盐雾试验溶液要用蒸馏水或去离子水。氯化钠中原则上不能含有铜和镍，含碘化钠（NaI）量应少于0.1% 。且折合干盐计算的总杂质不得超过0.4% 。氯化钠（NaCl）含量：50±5g/L; NSS溶液配好
后的pH值应在6.0 ～7.0；试验温度为35±2℃否则应检查水中、盐
中或者两者内的有害杂质。调整pH值可用分析纯的盐酸或氢氧化钠，
在NSS试验溶液中加入醋酸把pH调整到3.1～3.3之间，便可配得ASS
溶液。CASS试液的pH值和ASS试液相同，所不同的仅是在ASS实
验溶液基础上加入0.26 ±0.02g/L氯化钠（CuCl2.2H2O）来加速腐蚀，
同时也要把实验温度提高到50 ±2℃。
2、试样放置要求
（1）试样数量一般规定为3件。
。（2）试样在箱内放置的位置，应使受试平板试样与垂直直线成15~30
角，试样的主要表面向上，并与盐雾在箱内流动的主要方向平行。（3）试样支架必须用惰性的非金属材料制造，如玻璃、塑料或适当涂覆过的木料。如果试样需要悬挂，挂具材料不能采用金属，必须用尼龙，人造纤维、棉纤维或期高惰性绝缘材料。
（4）试样的切割边缘应涂适当材料加以保护。
本评定方法只适用于试样主要面积大于100mm2,试样总表面积不小于
5000mm2，若为单个试样，则试样主要表面面积为5000mm2，则应取
含有足够数量的试样，使得试样总表面积不小于5000mm2。否则不可
采用本评级法。
3、腐蚀率的计算
（1）如果是测试原材料的耐腐蚀性能，则用失重法计算腐蚀率。
（2）如果是测试涂层、镀层或者测试其它表面处理层的耐腐蚀性则可
金属腐蚀与防护
第一章绪论 腐蚀：由于材料与其介质相互作用(化学与电化学)而导致的变质和破坏。 腐蚀控制的方法： 1）、改换材料 2）、表面涂漆/覆盖层 3）、改变腐蚀介质和环境 4）、合理的结构设计 5）、电化学保护 均匀腐蚀速率的评定方法： 失重法和增重法；深度法； 容量法(析氢腐蚀)；电流密度； 机械性能(晶间腐蚀)；电阻性. 第二章电化学腐蚀热力学 热力学第零定律状态函数(温度) 热力学第一定律(能量守恒定律) 状态函数(内能) 热力学第二定律状态函数(熵) 热力学第三定律绝对零度不可能达到 2.1、腐蚀的倾向性的热力学原理 腐蚀反应自发性及倾向性的判据： ?G：反应自发进行 < ?G：反应达到平衡 = ?G：反应不能自发进行 > 注：ΔG的负值的绝对值越大，该腐蚀的自发倾向性越大. 热力学上不稳定金属，也有许多在适当条件下能发生钝化而变得耐蚀. 2.2、腐蚀电池 2.2.1、电化学腐蚀现象与腐蚀电池 电化学腐蚀：即金属材料与电解质接触时，由于腐蚀电池作用而引起金属材料腐蚀破坏. 腐蚀电池(或腐蚀原电池)：即只能导致金属材料破坏而不能对外做工的短路原电 池. 注：1)、通过直接接触也能形成原电池而不一定要有导线的连接； 2)、一块金属不与其他金属接触，在电解质溶液中也会产生腐蚀电池. 丹尼尔电池：(只要有电势差存在) a)、电极反应具有热力学上的可逆性； b)、电极反应在无限接近电化学平衡条件下进行； c)、电池中进行的其它过程也必须是可逆的. 电极电势略高者为阴极 电极电势略低者为阳极 电化学不均匀性微观阴、阳极微观、亚微观腐蚀电池均匀腐蚀
2.2.2、金属腐蚀的电化学历程 腐蚀电池： 四个部分：阴极、阳极、电解质溶液、连接两极的电子导体(即电路) 三个环节：阴极过程、阳极过程、电荷转移过程(即电子流动) 1)、阳极过程氧化反应 ++ - M n M →ne 金属变为金属离子进入电解液，电子通过电路向阴极转移. 2)、阴极过程还原反应 []- -? D D ne +ne → 电解液中能接受电子的物质捕获电子生成新物质. (即去极化剂) 3)、金属的腐蚀将集中出现在阳极区，阴极区不发生可察觉的金属损失，只起到了传递电荷的作用 金属电化学腐蚀能够持续进行的条件是溶液中存在可使金属氧化的去极化剂，而且这些去极化剂的阳极还原反应的电极电位比金属阴极氧化反应的电位高2.2.3、电化学腐蚀的次生过程 难溶性产物称二次产物或次生物质由于扩散作用形成，且形成于一次产物相遇的地方 阳极——[]+n M(金属阳离子浓度) (形成致密对金属起保护作用) 阴极——pH高 2.3、腐蚀电池类型 宏观腐蚀电池、微观腐蚀电池、超微观腐蚀电池 2.3.1、宏观腐蚀电池 特点：a)、阴、阳极用肉眼可看到； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、产生明显的局部腐蚀 1)、异金属(电偶)腐蚀电池——保护电位低的阴极区域 2)浓差电池由于同一金属的不同部位所接触的介质浓度不同所致 a、氧浓差电池——与富氧溶液接触的金属表面电位高而成为阳极区 eg：水线腐蚀——靠近水线的下部区域极易腐蚀 b、盐浓差电池——稀溶液中的金属电位低成为阴极区 c、温差电池——不同材料在不同温度下电位不同 eg：碳钢——高温阳极低温阴极 铜——高温阴极低温阳极 2.3.2、微观腐蚀电池 特点：a)、电极尺寸与晶粒尺寸相近(0.1mm-0.1μm)； b)、阴、阳极区能长时间保持稳定； c)、引起微观局部腐蚀(如孔蚀、晶间腐蚀)
不锈钢腐蚀实验报告
不锈钢腐蚀行为及影响因素的综合评价 洪宇浩 实验一、钝化曲线法评价不同种不锈钢在同一介质中的腐蚀能力 1.实验目的 ●掌握金属腐蚀原理和金属钝化原理 ●掌握不锈钢阳极钝化曲线的测量 ●掌握恒电位仪软件的操作 2.实验原理 3.实验步骤 本实验测试430不锈钢（黑）和304不锈钢（黄）在0.25mol/L H2SO4和含1.0% NaCl 的0.25mol/L H2SO4中钝化曲线. 电位：-0.60 →1.20 V，50 mV/s 4.注意事项 ●电极的处理 ●灵敏度的选择 5.实验结果 1、304钢在0.25mol/L H2SO4的钝化曲线
-800 -600-400-20002004006008001000 -8-6 -4 -2 2 电流(m A ) 电位(mV) -293,1.841 -139,0.635410,0.235 904,0.708 2、304钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4 中的钝化曲线. -800 -600-400-20002004006008001000 -7-6-5-4-3-2-1 01电流(m A ) 电位(mV) (-267, 0.59829) (-69, 0.38967) (398, 0.20901) (799, 0.38485) 3、430钢在0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线.
-800 -600-400-200020040060080010001200 -4-202468 1012电流( m A ) 电位(mV) (-287, 11.133) (930, 1.7327) (174, 1.1011) (-21, 1.5724) 4、430钢在含1.0% NaCl 的0.25mol/L H 2SO 4中的钝化曲线. -600 -400 -200 200 400 -10 -5 5 10 15 20 电流(m A ) 电位(mV) (-221, 15.914) (180, 1.1999) (328, 1.9463) (-84, 4.9479)
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案
金属腐蚀与防护试卷1 一、解释概念:（共8分，每个2分） 钝性，碱脆、SCC、缝隙腐蚀 二、填空题：（共30分，每空1分） 1．称为好氧腐蚀，中性溶液中阴极反应为，好氧腐蚀主要为控制，其过电位与电流密度的关系为。 2．在水的电位-pH图上，线?表示关系，线?表示关系，线?下方是的稳定存在区，线?上方是的稳定存在区，线?与线?之间是的稳定存在区。 3．热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是，其腐蚀特征是，防止游离CO2腐蚀的措施是，运行中将给水的pH值控制在范围为宜。 4．凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。淡水作冷却水时易发生脱锌，海水作冷却水时易发生脱锌。 5．过电位越大，金属的腐蚀速度越，活化极化控制的腐蚀体系，当极化电位偏离E corr足够远时，电极电位与极化电密呈关系，活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。 ) 6．为了防止热力设备发生氧腐蚀，向给水中加入，使水中氧含量达到以下，其含量应控制在，与氧的反应式为，加药点常在。 7．在腐蚀极化图上，若P c>>P a，极极化曲线比极极化曲线陡，这时E corr值偏向电位值，是控制。 三、问答题：（共24分，每小题4分） 1．说明协调磷酸盐处理原理。 2．自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么 3．锅炉发生苛性脆化的条件是什么 4．凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么 5．说明热力设备氧腐蚀的机理。 6．说明腐蚀电池的电化学历程，并说明其四个组成部分。 /
四、计算：（共24分， 每小题8分） 1．在中性溶液中，Fe +2=106-mol/L ，温度为25℃，此条件下碳钢是否发生析氢腐蚀并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。（E 0Fe 2+/Fe = - ） 2．写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式，并说明式中各项的物理意义。 3．已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位： Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + H 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = + 问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀 五、分析：（共14分，每小题7分） 1．试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低 { 2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1，如何根据此图实施炉水水质控制，试分析之。 (25 15 20 pH o C) 9.809.609.409.209.008.80 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R =2.8R =2.6 R =2.4R =2.3R =2.2R =2.1
金属腐蚀与防护的实验报告中南大学粉冶院
实验一恒电位法测定阳极极化曲线 一、目的 1．了解金属活化、钝化转变过程及金属钝化在研究腐蚀与防护中的作用。 2．熟悉恒电位测定极化曲线的方法。 3．通过阳极极化曲线的测定，学会选取阳极保护的技术参数。 二、实验基本原理 测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度（以下简称电密）之间的关系。 测量极化曲线的方法可以采用恒电位和恒电流两种不同方法。以电密为自变量测量极化曲线的方法叫恒电流法，以电位为自变量的测量方法叫恒电位法。 一般情况下，若电极电位是电密的单值函数时，恒电流法和恒电位法测得的结果是一致的。但是如果某种金属在阳极极化过程中，电极表面壮态发生变化，具有活化/钝化变化，那么该金属的阳极过程只能用恒电位法才能将其历程全部揭示出来，这时若采用恒电流法，则阳极过程某些部分将被掩盖，而得不到完整的阳极极化曲线。 在许多情况下，一条完整的极化曲线中与一个电密相对应可以有几个电极电位。例如，对于具有活化/钝化行为的金属在腐蚀体系中的阳极极化曲线是很典型的。由阳极极化曲线可知，在一定的电位范围内，金属存在活化区、钝化过渡区、钝化区和过钝化区，还可知金属的自腐蚀电位（稳定电位）、致钝电密、维钝电密和维钝电位范围。 用恒电流法测量时，由自腐蚀电位点开始逐渐增加电密，当达到致钝电密点时金属开始钝化，由于人为控制电密恒定，故电极电位突然增加到很正的数值（到达过钝化区），跳过钝化区，当再增加电密时，所测得的曲线在过钝化区。因此，用恒电流法测不出金属进入钝化区的真实情况，而是从活化区跃入过钝化区。 图1 恒电位极化曲线测量装置
三、实验仪器及药品 电化学工作站CHI660D、铂电极、饱和甘汞电极、碳钢、天平、量筒、烧杯、 电炉、水砂纸、U型管 蒸馏水、碳酸氢铵、浓氨水、浓硫酸、琼脂、氯化钠、氯化钾、无水乙醇、棉花 四、实验步骤 1.琼脂-饱和氯化钾盐桥的制备 烧杯中加入3g琼脂和97ml蒸馏水，使用水浴加热法将琼脂加热至完全溶解。然后加入30克KCl充分搅拌，KCl完全溶解后趁热用滴管或虹吸将此溶液加入已事先弯好的玻璃管中，静置待琼脂凝结后便可使用。 2.溶液的配制 (a) H2SO4溶液（0.5 M）的配制：烧杯内放入475 mL去离子水，加入 浓硫酸25 mL，搅拌均匀待用; (b) NH4HCO3-NH4OH溶液的配制：烧杯中放入700 mL去离子水，加 入160 g NH4HCO3，65 mL浓氨水，搅拌均匀。 (c) 饱和氯化钠溶液的配制。 3.操作步骤 （1）用水砂纸打磨工作电极表面，并用无水乙醇棉擦试干净待用。 （2）将辅助电极和研究电极放入极化池中，甘汞电极浸入饱和KCl溶液 中，用盐桥连接二者，盐桥鲁金毛细管尖端距离研究电极1～2mm左右。 按图1连接好线路并进行测量。 （3）测碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中的开路电压，稳定 5min。 （4）在-0.9 V和1.2 V (相对饱和甘汞电极：SCE)，以0.05，0.01和0.005 Vs-1的扫描速度测定碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中阳极极 化曲线。 （5）存储数据，转化为TXT文本，用ORIGIN软件做图。 五、实验结果及数据处理 1.绘制碳钢在H2SO4溶液和NH4HCO3-NH4OH溶液中阳极极化曲线；
金属腐蚀与防护课后答案
《金属腐蚀理论及腐蚀控制》 习题解答 第一章 1.根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度V p，并进行比较，说明两种腐蚀速度表示方法的差别。 解：由题意得： （1）对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有： Vˉ=△Wˉ/st =(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0.000001 =0.4694g/ m?h 又有d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有： Vˉ=△Wˉ铝/st =(16.1820-16.1347)/2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×10-6
=0.3391g/㎡?h d=m铝/v=16.1820/30×40×5×0.001=2.697g/cm3 说明：碳钢的Vˉ比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。 （2）对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有： 表面积S=2π×2 .0＋2π×0.015×0.004=0.00179 m2 015 Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2?h 试样体积为：V=π×1.52×0.4=2.827 cm3 d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y 对铝有：表面积S=2π×2 .0＋2π×0.02×0.005=0.00314 m2 02 Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2?h 试样体积为：V=π×2 2×0.5=6.28 cm3 d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3 Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y 试样在98% HNO3(85℃)时有： 对不锈钢：Vˉ=△Wˉ/st =(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y 对铝：Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2?h Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y 说明：硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
腐蚀电化学实验报告
腐蚀电化学分析 杨聪仁教授编撰 一、实验目的 以电化学分析法测量金属在不同环境下的腐蚀速率。 二、实验原理 2-1 腐蚀形态 腐蚀可被定义为材料受到外在环境的化学侵蚀而导致退化的象。大多数材料的腐蚀包含了由电化学引起的化学侵蚀。我们可根据被腐蚀金属的表面，简便地将腐蚀型态分类，如图一。有许多类型易被辨识，但各种腐蚀类型彼此间都有某种程度的关连。这些类型包括： 均匀或一般侵蚀腐蚀应力腐蚀 化学或两金属腐蚀冲蚀腐蚀 孔蚀腐蚀涡穴损伤 间隙腐蚀移擦腐蚀 粒间腐蚀选择性腐蚀 均匀或一般侵蚀腐蚀 均匀腐蚀是指当金属处于腐蚀环境时，金属整个表面会同时进行电化学反应。就重量而言，均匀腐蚀是金属所面临的最大腐蚀破坏，尤其是对钢铁来说。然而，它很容易藉由保护性镀层、抑制剂及阴极保护等方法来控制。 化学或两金属腐蚀 由于不同金属具有不同的电化学电位，因此当要将不同金属放在一起时，必须格外小心，以免产生腐蚀现象。两金属化学腐蚀的另一个重要考虑因素是阳极与阴极的比率，也就是面积效应(area effect)。阴极面积大而阳极面积小是一种不利的面积比率，因为当某特定量的电流经过金属对时，例如不同尺寸的铜极及铁极，小电极的电流密度会远大于大电极，因此小阳极将会加速腐蚀。所以大阴极面积对小阳极面积的情形应尽量避免。
孔蚀腐蚀 孔蚀是会在金属上产生空孔的局部腐蚀类型。此类型的腐蚀若造成贯穿金属的孔洞，则对工程结构会有相当的破坏效果。但若没有贯穿现象，则小蚀孔有时对工程设备而言是可接受的。孔蚀通常是很难检测的，这是因为小蚀孔常会被腐蚀生成物覆盖所致。另外蚀孔的数目及深度变化也很大，因此对孔蚀所造成的破坏不太容易做评估。也因为如此，由于孔蚀的局部本质，它常会导致突然不可预测的破坏。蚀孔会在腐蚀速率增加的局部区域发生。金属表面的夹杂物，其他结构不均匀物及成份不均匀处，都是蚀孔开始发生的地方。当离子和氧浓度差异形成浓淡电池时也可产生蚀孔。 间隙腐蚀是发生于间隙及有停滞溶液之遮蔽表面处的局部电化学腐蚀。若要产生间隙腐蚀，必须有一个间隙其宽度足够让液体进入，但却也可使液体停滞不流出。因此，间隙腐蚀通常发生于开口处有百万分之几公尺或更小宽度的间隙。 粒间腐蚀 粒间腐蚀是发生在合金晶界及晶界附近的局部腐蚀现象。在正常情况下，若金属均匀腐蚀时，晶界的反应只会稍快于基地的反应。但在某些情况下，晶界区域会变得很容易起反应而导致粒间腐蚀，如此会使合金的强度下，甚至导致晶界分裂。 应力腐蚀 金属的应力腐蚀破裂(SCC)是指由拉伸应力及腐蚀环境结合效应所导致的破裂。在SCC期间，金属表面通常只受到很轻微的侵蚀，但局部裂缝却很快沿着金属横断面传播。产生SCC所需的应力可以是残留应力或施加应力。裂缝会开始于金属表面上的蚀孔或其他不连续处。在裂缝开始成长时，其尖端会开始向前，此时作用在金属上的拉伸应力会在裂缝尖端处形成高应力，当裂缝尖端向前传播时，在裂缝尖端处也会产生电化学腐蚀而使阳极金属溶解。裂缝会沿着垂直于拉伸应力的方向成长，直到金属破坏为止。若应力或腐蚀其中任一停止，则裂缝将停止成长。 冲蚀腐蚀 冲蚀腐蚀可被定义为由于腐蚀性流体与金属表面相对运动而导致金属腐蚀速率加速的现象。当腐蚀性流体的相对运动速率相当快时，机械磨擦效应将会相当严重。冲蚀腐蚀的特征为金属表面具有与腐蚀性流体流动方向相同的凹槽、蚀孔与圆孔等。 涡穴损伤 此类型的冲蚀腐蚀是由接近金属表面之液体中的气泡及充气孔穴破灭所造成的。涡穴损伤通常发生在具有高速液体流动及压力改变的金属表面。 移擦腐蚀 移擦腐蚀发生在材料承受振动及滑动负荷的界面处，它会形成具有腐蚀生成物的凹槽或蚀孔。当金属发生移擦腐蚀时，磨擦表面间的金属碎片会被氧化且某些氧化膜会因磨擦动作而剥落，因此摩擦表面间会累积可当研磨剂用的氧化物颗粒。
金属腐蚀研究报告方法
金属腐蚀研究方法 院（系）：材料科学与工程学院专业班级：金材1101班 学生姓名：卢阳 学号：9 完成日期：2014年11月16日
金属腐蚀研究方法 ——缝隙腐蚀的研究 缝隙腐蚀是在电解质溶液(特别是含有卤族离子的介质)中，在金属与金属或金属与非金属表面之间狭窄的缝隙内，溶液的移动受到阻滞，当缝隙内溶液中的氧耗竭后，氯离子从缝隙外向缝隙内迁移，金属氯化物的水解酸化过程发生，导致钝化膜的破裂而产生与自催化点腐蚀相类似的局部腐蚀。缝隙腐蚀现象非常普遍，对一些耐蚀金属材料的危害尤其明显[1]。 1、缝隙腐蚀的机理[2] 缝隙腐蚀可分为初期阶段和后期阶段。在初期阶段，发生金属的溶解和阴极的氧还原为氢氧离子的反应： 阳极：M→M++e 阴极：O2+2H2O+4e→4OH- 阳极阴极此时金属和溶液之间电荷是守恒的，金属溶解产生的电子立即被氧还原消耗掉。在经过一段时间后，缝内的氧消耗完后，氧的还原反应不再进行。这时缝内缺氧，缝外富氧，形成了氧浓差电池，金属M在缝内继续溶解，缝内溶液中M+过剩，为了保持电荷平衡，缝隙外部迁移性大的阴离子（如氯离子）迁移到缝内，同时阴极过程转到缝外。缝内已形成金属的盐类(包括氯化物和硫酸盐)发生水解： M+CI+H2O→MOH↓+H+CI- 结果使缝内pH值下降，可达2至3，这就促使缝内金属溶解速度增加，相应缝外邻近表面的阴极过程，即氧的还原速度也增加，使外部表面得到阴极保护，而加速了缝内金属的腐蚀。 而Myer等人认为，至少还有氢离子、中性盐和缓蚀剂的浓差电池存在于缝隙腐蚀过程中，Brown以水解后局部酸化引起局部腐蚀的依据，提出了闭塞腐蚀电池（occluded corrosion cell）的概念。另外，Fontana和Rosefeld等人，指出了蚀孔或缝隙闭塞电池的自催化理论。 缝内外溶液的对流和扩散受阻，导致闭塞区贫氧，缝隙外仍然富氧，造成的氧浓差电池使缝隙内金属的电位低于缝隙外金属的电位，pH值的降低以及H+和Cl-的作用（HCl）使金属处于活化状态，促进闭塞区内金属的溶解，形成二次腐蚀产物Fe(OH)3在缝口，造成正电荷过剩，Cl-迁入。而氯化物在水中发生水解，使缝隙内介质（H+离浓度增加）酸化，pH值下降，因此，加速了阳极的溶解。阳极的加速溶解，又引起更多的Cl-离子迁入，氯化物浓度又增加，氯化物的水解又使介质进一步酸化，如此反复循环，形成了一个闭塞电池内的自催化效应。 2、缝隙腐蚀试验方法 在相对闭塞的狭小缝隙中存留的溶液容量甚微，因此必须设计一些特殊的研究方法
金属腐蚀性测定
2.2.4 消毒剂对金属腐蚀性的测定 2.2.4..1 目的 测定消毒剂对各种金属的腐蚀程度，以能注明在使用时是否需给予应有的注意。 2.2.4.2 常用器材 (1) 金属片 圆形，直径24.0 mm，厚1.0 mm，穿一直径为2.0mm 小孔，表面积总值约为9.80 cm2 (包括上、下、周边表面与小孔侧面)。光洁度为6。原料如下: 碳钢(规格见GB 700-65)；铜(规格见GB 2060-80)； 铝(规格见GB 1173-74)；不锈钢(规格见GB 1220-75)。 碳钢易氧化生锈，应保存于油中。 (2) 浸泡容器(玻璃制，带盖，容积为800 ml～1000 ml)。 (3) 砂纸(120号粒度水砂纸，GB 2477)。 (4) 称量杯。 (5) 天平(感量0.1 mg)。 2.2.4.3 操作程序 (1)在有表面活性作用的清洁剂中浸泡10 min，充分去油，洗净；亦可用氧化镁糊剂涂抹除油后洗净；以120号粒度水砂纸磨去金属片两面和周边表面的氧化层，再用自来水冲净。测量片的直径、厚度、孔径（精确至0.1 mm）。用无水丙酮或无水乙醇再次脱脂。置50℃恒温箱中干燥1 h，待其温度降至室温后称重(每金属片待天平回零后称重3次，精确至0.1 mg，取其平均值作为试验前重量。称重时，应戴洁净手套，勿以手直接接触样片。 (2) 按消毒剂最高使用浓度配制试验用消毒液，用以浸泡试验样片。浸泡时，每一金属片需浸泡在200 ml 消毒液中。 (3) 金属样片用塑料线系以标签，编号和注明日期，悬挂于消毒液中。一次性浸泡72 h。易挥发性或有效成分不稳定的消毒剂，根据情况，酌情定时更换消毒液，直至浸泡72 h。 (4) 每种金属每次试验放置3片样片。浸泡时，若同种金属每一样片相隔1 cm以上，可在同一容器内(含600 ml消毒液) 进行。 (5) 浸泡到规定时间后，取出金属片，先用自来水冲洗，再用毛刷或其它软性器具去除腐蚀产物。如仍有清除不掉的腐蚀产物，可按GB 10124-88所介绍的下列方法清除: 铜片: 在室温下浸泡于盐酸溶液(500ml 36%～38% 盐酸加蒸馏水至1000ml，盐酸比重为1.19)中1min～3min。 碳钢片：置含锌粉200 g/L的氢氧化钠溶液中，煮沸5 min～30 min。 铝片：浸泡于三氧化铬磷酸溶液(三氧化铬20 g，磷酸500ml，加蒸馏水至1000ml。磷酸比重为1.69)中，升温至80℃，持续5min～10min。如还未清除干净，可在室温浸于硝酸(比重1.42)溶液中1min。 不锈钢：浸泡于60℃硝酸溶液(66%～68%硝酸100 ml加蒸馏水至1000 ml) 20 min。或浸于70℃柠檬酸铵溶液(柠檬酸铵150 g 加蒸馏水至1000 ml)中10 min～60 min。 (6) 金属样片除去腐蚀产物并清洗后，用粗滤纸吸干水分，置于垫有滤纸的平皿中，放入50℃温箱，干燥1h，用镊子夹取，待其温度降至室温后分别在天平上称重。天平回零后称3 次，以其平均值作为试验后重量。 称重时，与试验前相同，应戴洁净手套，勿以手直接接触样片(下同)。 (7) 样片在用化学法去除腐蚀物时，需设相应空白对照以校正误差。空白对照样片与试验组样片同样进行表面处理、洗净和称重，但不经消毒剂浸泡。事后随同试验组样片用相同
实验报告-极化曲线测量金属的腐蚀速度
课程 实 验 者 名 称 页数（ ） 专业 年级、班 同组者姓名 级别 姓 名 实验 日 期 年 月 日 一、目的和要求 1、 掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。通过测定Fe 在NaCl 溶液中的极化曲线，求算Fe 的自腐蚀电位，自腐蚀电流 2、论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用 二、基本原理 当金属浸于腐蚀介质时，如果金属的平衡电极电位低于介质中去极化剂（如H +或氧分子）的平衡电极电位，则金属和介质构成一个腐蚀体系，称为共轭体系。此时，金属发生阳极溶解，去极化剂发生还原。在本实验中，镁合金和钢分别与0.5mol/L 的NaCl 溶液构成腐蚀体系。 镁合金与NaCl 溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为： 阳极： Mg= Mg 2++2e 阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH - 钢与NaCl 溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为： 阳极： Fe= Fe 2++2e 阴极： 2H 2O+2e=H 2+2OH - 腐蚀体系进行电化学反应时的阳极反应的电流密度以 i a 表示， 阴极反应的速度以 i k 表示， 当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，i a =i k =i corr （i corr 为腐蚀电流），体系不会有净的电流积累，体系处于一稳定电位c ?。根据法拉第定律，即在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比，故可阴阳极反应的电流密度代表阴阳极反应的腐蚀速度。金属自腐蚀状态的腐蚀电流密度即代表了金属的腐蚀速度。因此求得金属腐蚀电流即代表了金属的腐蚀速度。金属处于自腐蚀状态时，外测电流为零。 极化电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线称为极化曲线。测量腐蚀体系的阴阳极极化曲线可以揭示腐蚀的控制因素及缓蚀剂的作用机理。在腐蚀点位附近积弱极化区的举行集会测量可以可以快速求得腐蚀速度。在活化极化控制下，金属腐蚀速度的一般方程式为： 其中 I 为外测电流密度，i a 为金属阳极溶解的速度，i k 为去极化剂还原的速度，βa 、βk 分别 为金属阳极溶解的自然对数塔菲尔斜率和去极化剂还原的自然对数塔菲尔斜率。 令?E 称为腐蚀金属电极的极化值，?E ＝0时，I ＝0；?E>0时，是阳极极化，I>0,体系通过阳极电流。?E<0时，I<0， 体系通过的是阴极电流，此时是对腐蚀金属电极进行阴极极化。因此外测电流密度也称为极化电流密度 测定腐蚀速度的塔菲尔直线外推法：当对电极进行阳极极化，在强极化区，阴极分支电流i k =0, )]ex p()[ex p(k c a c corr k a i i i I β??β??---=-=c E ??-=?)]ex p()[ex p(k a corr E E i I ββ?--?=)ex p(a corr a E i i I β?==
金属腐蚀与防护课后习题答案
腐蚀与防护试题 1化学腐蚀的概念、及特点 答案：化学腐蚀：介质与金属直接发生化学反应而引起的变质或损坏现象称为金属的化学腐蚀。 是一种纯氧化-还原反应过程，即腐蚀介质中的氧化剂直接与金属表面上的原子相互作用而形成腐蚀产物。在腐蚀过程中，电子的传递是在介质与金属之间直接进行的，没有腐蚀电流产生，反应速度受多项化学反应动力学控制。 归纳化学腐蚀的特点 在不电离、不导电的介质环境下 反应中没有电流产生，直接完成氧化还原反应 腐蚀速度与程度与外界电位变化无关 2、金属氧化膜具有保护作用条件，举例说明哪些金属氧化膜有保护作用，那些没有保护作用，为什么？ 答案：氧化膜保护作用条件： ①氧化膜致密完整程度；②氧化膜本身化学与物理稳定性质；③氧化膜与基体结合能力；④氧化膜有足够的强度 氧化膜完整性的必要条件：PB原理：生成的氧化物的体积大于消耗掉的金属的体积，是形成致密氧化膜的前提。 PB原理的数学表示： 反应的金属体积：V M = m/ρ m-摩尔质量 氧化物的体积： V MO = m'/ ρ ' 用? = V MO/ V M = m' ρ /（ m ρ ' ） 当? > 1 金属氧化膜具备完整性条件 部分金属的?值 氧化物?氧化物?氧化物? MoO3 3.4 WO3 3.4 V2O5 3.2 Nb2O5 2.7 Sb2O5 2.4 Bi2O5 2.3 Cr2O3 2.0 TiO2 1.9 MnO 1.8 FeO 1.8 Cu2O 1.7 ZnO 1.6 Ag2O 1.6 NiO 1.5 PbO2 1.4 SnO2 1.3 Al2O3 1.3 CdO 1.2 MgO 1.0 CaO 0.7 MoO3 WO3 V2O5这三种氧化物在高温下易挥发，在常温下由于?值太大会使体积膨胀，当超过金属膜的本身强度、塑性时，会发生氧化膜鼓泡、破裂、剥离、脱落。 Cr2O3 TiO2 MnO FeO Cu2O ZnO Ag2O NiO PbO2 SnO2 Al2O3 这些氧化物在一定温度范围内稳定存在，?值适中。这些金属的氧化膜致密、稳定，有较好的保护作用。 MgO CaO ?值较小，氧化膜不致密，不起保护作用。 3、电化学腐蚀的概念，与化学腐蚀的区别 答案：电化学腐蚀：金属与介质发生电化学反应而引起的变质与损坏。 与化学腐蚀比较： ①是“湿”腐蚀 ②氧化还原发生在不同部位 ③有电流产生 ④与环境电位密切相关
ASTM G31——金属的实验室浸泡腐蚀标准
Designation:G31–72(Reapproved2004) Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals1 This standard is issued under the?xed designation G31;the number immediately following the designation indicates the year of original adoption or,in the case of revision,the year of last revision.A number in parentheses indicates the year of last reapproval.A superscript epsilon(e)indicates an editorial change since the last revision or reapproval. 1.Scope 1.1This practice2describes accepted procedures for and factors that in?uence laboratory immersion corrosion tests, particularly mass loss tests.These factors include specimen preparation,apparatus,test conditions,methods of cleaning specimens,evaluation of results,and calculation and reporting of corrosion rates.This practice also emphasizes the impor-tance of recording all pertinent data and provides a checklist for reporting test data.Other ASTM procedures for laboratory corrosion tests are tabulated in the Appendix.(Warning—In many cases the corrosion product on the reactive metals titanium and zirconium is a hard and tightly bonded oxide that de?es removal by chemical or ordinary mechanical means.In many such cases,corrosion rates are established by mass gain rather than mass loss.) 1.2The values stated in SI units are to be regarded as the standard.The values given in parentheses are for information only. 1.3This standard does not purport to address all of the safety concerns,if any,associated with its use.It is the responsibility of the user of this standard to establish appro-priate safety and health practices and determine the applica-bility of regulatory limitations prior to use. 2.Referenced Documents 2.1ASTM Standards:3 A262Practices for Detecting Susceptibility to Intergranu-lar Attack in Austenitic Stainless Steels E8Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials G1Practice for Preparing,Cleaning,and Evaluating Cor-rosion Test Specimens G4Guide for Conducting Corrosion Coupon Tests in Field Applications G16Guide for Applying Statistics to Analysis of Corrosion Data G46Guide for Examination and Evaluation of Pitting Corrosion 3.Signi?cance and Use 3.1Corrosion testing by its very nature precludes complete standardization.This practice,rather than a standardized pro-cedure,is presented as a guide so that some of the pitfalls of such testing may be avoided. 3.2Experience has shown that all metals and alloys do not respond alike to the many factors that affect corrosion and that “accelerated”corrosion tests give indicative results only,or may even be entirely misleading.It is impractical to propose an in?exible standard laboratory corrosion testing procedure for general use,except for material quali?cation tests where standardization is obviously required. 3.3In designing any corrosion test,consideration must be given to the various factors discussed in this practice,because these factors have been found to affect greatly the results obtained. 4.Interferences 4.1The methods and procedures described herein represent the best current practices for conducting laboratory corrosion tests as developed by corrosion specialists in the process industries.For proper interpretation of the results obtained,the speci?c in?uence of certain variables must be considered. These include: 4.1.1Metal specimens immersed in a speci?c hot liquid may not corrode at the same rate or in the same manner as in equipment where the metal acts as a heat transfer medium in heating or cooling the liquid.If the in?uence of heat transfer effects is speci?cally of interest,specialized procedures(in which the corrosion specimen serves as a heat transfer agent) must be employed(1).4 4.1.2In laboratory tests,the velocity of the environment relative to the specimens will normally be determined by convection currents or the effects induced by aeration or boiling or both.If the speci?c effects of high velocity are to be studied,special techniques must be employed to transfer the 1This practice is under the jurisdiction of ASTM Committee G01on Corrosion of Metals and is the direct responsibility of Subcommittee G01.05on Laboratory Corrosion Tests. Current edition approved May1,2004.Published May2004.Originally approved https://www.sodocs.net/doc/d42925888.html,st previous edition approved in1998as G31–72(1998). 2This practice is based upon NACE Standard TM-01-69,“Test Method-Laboratory Corrosion Testing of Metals for the Process Industries,”with modi?ca-tions to relate more directly to Practices G1and G31and Guide G4. 3For referenced ASTM standards,visit the ASTM website,https://www.sodocs.net/doc/d42925888.html,,or contact ASTM Customer Service at service@https://www.sodocs.net/doc/d42925888.html,.For Annual Book of ASTM Standards volume information,refer to the standard’s Document Summary page on the ASTM website. 4The boldface numbers in parentheses refer to the list of references at the end of this practice. 1 Copyright?ASTM International,100Barr Harbor Drive,PO Box C700,West Conshohocken,PA19428-2959,United States.
金属腐蚀学讲义(试验2011)
金属腐蚀学试验讲义 实验一重量法测定金属腐蚀速度 一、目的要求 1、通过实验进一步了解金属腐蚀的基本原理及各种因素（如温度、介质及其浓度、缓蚀剂）对它的影响；加强对金属腐蚀与环境条件密切相关的认识。 2、通过实验掌握重量法测定金属腐蚀速度的方法。 3、初步了解缓蚀剂对金属腐蚀的抑制作用。 二、实验原理 测定金属腐蚀速度的方法很多，如重量法、电阻法、极化曲线法等等。重量法是一种古典方法，然而重量法得到的数据比较真实可靠。所以使用快速测定法如电阻法、线性极化法等得到的数据一般都要与重量法得到的加以对照，并以重量法为依据。但是，这种方法主要只能用于全面腐蚀，不宜用于晶间腐蚀、孔蚀等局部腐蚀。 重量法分为增重法和失重法。前者只限于腐蚀产物不脱落而且附着牢固的情况，如高温氧化及耐蚀金属的大气腐蚀等。失重法应用范围较广，但测定精度因试片大小、实验时间、腐蚀程度而异。重量法一般采用分析天平，精确到0.1mg。 酸在工业上广泛使用，金属在酸中的腐蚀属于电化学腐蚀，其腐蚀严重，规律复杂。酸对金属的腐蚀规律在很大程度上取决于酸的氧化性质。非氧化性酸如盐酸，其阴极过程纯粹是氢去极化过程，而氧化性酸如浓硝酸，其阴极过程主要是氧化剂的还原过程，在金属表面生成一层耐蚀的氧化膜。 但是我们不可能把酸类截然分为氧化酸与非氧化酸，如硝酸的浓度较稀时，腐蚀随浓度增加而增加，属氢去极化腐蚀，当浓度超过30%，则腐蚀速度迅速下降，浓度达到50%时，腐蚀速度降到最小，此时硝酸成为氧化性的酸，如碳钢在浓硝酸中腐蚀的阴极过程。 NO3- + 2H++e→NO2 + H2O 或NO3-+4H++3e→NO+2H2O 缓蚀剂是添加到腐蚀介质中能阻止金属腐蚀或降低腐蚀速度的物质，在用化学法除锈时，酸中加入少量的硫脲或乌洛托品就是起该种作用，它们能抑制金属的腐蚀，但却并不妨碍氧化皮层及锈层的溶解和脱落。有的缓蚀剂还能减小氢脆。 三、实验内容及步骤 （一）试片的准备 1、准确测量碳钢试片的尺寸（每组十二片）