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1 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 金属腐蚀的定义 1

1.3 金属腐蚀科学在发展国民经济中的意义 2

1.4 金属腐蚀科学技术的发展简史 3

1.5 金属腐蚀的分类 4

1.6 金属腐蚀学课程的讲授内容 5

2 金属的高温氧化 6

2.1 引言 6

2.1.1 金属高温氧化的含义 6

2.1.2 研究金属高温氧化的工业背景 6

2.1.3 影响金属高温氧化的因素 6

2.2 金属高温氧化的热力学判据 8

2.2.1 高温氧化的可能性及方向性 8

2.2.2 △G°-T平衡图 9

2.2.3 金属氧化物的高温稳定性 10

2.3 金属的氧化膜 12

2.3.1 金属高温氧化的历程 12

2.3.2 金属氧化膜的保护性与完整性 13

2.3.3 金属氧化物的类型 14

2.3.4 金属氧化膜的晶体结构 18

2.3.5 基体金属的结构与氧化膜生长的定向适应性 20

2.3.6 氧化膜中的应力 20

2.3.7 氧化膜的机械损伤 21

2.4 金属氧化过程的动力学 22

2.4.1 氧化膜生长速率的表示方法 22

2.4.2 金属氧化的恒温动力学曲线 22

2.4.3 金属氧化机理 25

2.4.4 Wagner理论 30

2.5 影响金属氧化速度的因素 32

2.5.1 温度的影响 32

2.5.2 氧压的影响 34

2.5.3 气体介质的影响 34

2.6 合金的氧化 36

2.6.1 合金氧化的特点 36

2.6.2 提高合金抗氧化的可能途径 38

2.6.3 耐热钢 43

3 电化学腐蚀的理论基础 48

3.1 腐蚀电池 48

3.1.1 金属腐蚀的电化学现象 48

3.1.2 金属腐蚀的电化学历程 49

3.1.3 腐蚀原电池 50

3.1.4 腐蚀原电池的导电机制和电化学反应 52

3.2 电位-pH图(Pourbaix图) 54

3.2.1 双电层与电极电位 54

3.2.2 电极类型 56

3.2.3 电位-pH图的原理 59

3.2.4 电位-pH图在腐蚀研究中的应用与其局限性 64

3.3 极化与腐蚀速度 67

3.3.1 电化学腐蚀速度 67

3.3.2 极化 69

3.3.3 极化曲线及其测定 75

3.3.4 腐蚀极化图及其应用 78

3.3.5 线性极化技术及其在腐蚀研究中的应用 83

3.4 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 84

3.4.1 析氢腐蚀 85

3.4.2 吸氧腐蚀 87

3.4.3 影响吸氧腐蚀的因素 89

3.5 金属的钝化 92

3.5.1 金属钝化的表观现象 92

3.5.2 钝态的特性 92

3.5.3 金属钝化理论 94

4 腐蚀形态与局部腐蚀 97

4.1 全面腐蚀 97

4.2 局部腐蚀 98

4.2.1 盐水滴实验 98

4.2.2 腐蚀电池的类型 99

4.2.3 局部腐蚀分类 102

4.3 点腐蚀 102

4.3.1 点腐蚀的形貌与特征 102

4.3.2 点腐蚀机理 103

4.3.3 影响点蚀的因素 108

4.3.4 防止点蚀的措施 110

4.4 缝隙腐蚀 111

4.4.1 缝隙腐蚀的特征 111

4.4.2 缝隙腐蚀机理 111

4.4.3 影响缝隙腐蚀的因素 112

4.4.4 防止缝隙腐蚀的措施 114

4.4.5 丝状腐蚀——缝隙腐蚀的一种特殊形式 115

4.5 电偶腐蚀 117

4.5.1 电动序和电偶序 117

4.5.2 电偶电流及电偶腐蚀效应 117

4.5.3 影响电偶腐蚀的因素 119

4.5.4 防止电偶腐蚀的措施 120

4.6 晶间腐蚀 120

4.6.1 晶间腐蚀的机理 121

4.6.2 影响晶间腐蚀的因素 126

4.6.3 防止晶间腐蚀的措施 128

4.6.4 不锈钢焊缝的晶间腐蚀 129

4.7 选择性腐蚀 130

4.7.1 黄铜脱锌 130

4.7.2 石墨化腐蚀 131

4.7.3 其它合金系的选择性腐蚀 131

5 应力与环境共同作用下的腐蚀 133

5.1 应力腐蚀断裂 133

5.1.1 应力腐蚀断裂的特征 133

5.1.2 应力腐蚀断裂机理 135

5.1.3 影响应力腐蚀断裂的因素 137

5.1.4 奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀断裂 138

5.1.5 碳钢、低合金钢的应力腐蚀断裂 146

5.1.6 铝合金的应力腐蚀断裂 151

5.1.7 铜合金的应力腐蚀断裂 154

5.1.8 防止应力腐蚀断裂的措施 155

5.2 氢损伤 157

5.2.1 氢在金属中的行为 157

5.2.2 不可逆氢脆 161

5.2.3 可逆氢脆 164

5.2.4 减少氢脆敏感性的途径 171

5.3 腐蚀疲劳 173

5.3.1 腐蚀疲劳的特点 173

5.3.2 影响腐蚀疲劳的因素 174

5.3.3 腐蚀疲劳的机理 177

5.3.4 防止腐蚀疲劳的措施 178

5.4 应力作用下的其它类型腐蚀 178

5.4.1 湍流腐蚀 178

5.4.2 冲蚀 179

5.4.3 气蚀(空泡腐蚀) 180

5.4.4 微振腐蚀 180

5.4.5 防止磨损磨蚀的措施 182

6 在自然环境中的腐蚀与防护 183

6.1 大气腐蚀 183

6.1.1 大气腐蚀的分类 183

6.1.2 大气腐蚀机理 184

6.1.3 影响大气腐蚀的因素 187

6.1.4 防止大气腐蚀的措施 192

6.2 土壤腐蚀 194

6.2.1 土壤腐蚀的特征 195

6.2.2 影响土壤腐蚀的因素 198

6.2.3 金属材料在土壤中的耐蚀性及保护方法 200

6.3 淡水和海水腐蚀 202

6.3.1 淡水腐蚀 202

6.3.2 海水腐蚀 204

6.3.3 淡水、海水、盐水中的腐蚀比较 209

6.3.4 海水中常用金属材料的耐蚀性 210

6.3.5 海水腐蚀的防护措施 210

6.4 微生物腐蚀 212

6.4.1 微生物腐蚀的特征 212

6.4.2 与腐蚀有关的主要微生物 213

6.4.3 微生物腐蚀的控制 215

7 工业介质中的腐蚀与防护 216

7.1 酸、碱、盐介质中的腐蚀 216

7.1.1 酸溶液中的腐蚀 216

7.1.2 碱溶液中的腐蚀 229

7.1.3 金属在盐类水溶液中的腐蚀 231

7.2 工业水腐蚀 232

7.2.1 冷却水腐蚀 233

7.2.2 高温高压水的腐蚀 239

8 金属材料的耐蚀性能 248

8.1 纯金属的耐蚀性 248

8.1.1 纯金属的热力学稳定性 248

8.1.2 金属的耐蚀性与元素周期表 248

8.2 提高金属材料耐蚀性的合金化原则 251

8.2.1 提高合金耐蚀性的方向 251

8.2.2 组织结构与合金耐蚀性的关系 254

8.2.3 耐蚀合金化的基本原理 256

8.2.4 耐蚀金属材料的分类 258

8.3 铁的耐蚀性 258

8.3.1 铁的电化学性质 258

8.3.2 铁的耐蚀性 259

8.3.3 铁在各种电解质中的腐蚀 260

8.4 铸铁的耐蚀性及其应用 262

8.4.1 高合金铸铁的耐蚀性 262

8.4.2 低合金铸铁的耐蚀性 263

8.5 碳钢和低合金钢的耐蚀性 263

8.5.1 碳钢的耐蚀性 263

8.5.2 低合金钢的耐蚀性 265

8.6 不锈钢 272

8.6.1 不锈钢的成分与组织结构 272

8.6.2 不锈钢的耐蚀性 274

8.6.3 铬不锈钢 275

8.6.4 高纯高铬铁素体不锈钢 278

8.6.5 奥氏体不锈钢 282

8.6.6 奥氏体-铁素体双相不锈钢 288

8.6.7 超高强度不锈钢 292

8.7 耐热钢及耐热合金 293

8.7.1 耐热铸铁 293

8.7.2 耐热钢 294

8.7.3 镍基高温合金 295

8.8 镍、钴、铬及其合金 295

8.8.1 镍及其合金 295

8.8.2 钴及其合金 297

8.8.3 铬及其合金 298

8.9 铜及其合金 298

8.9.1 纯铜 299

8.9.2 青铜 299

8.9.3 黄铜 300

8.10 轻金属及其合金 301

8.10.1 铝及其合金 301

8.10.2 镁及其合金 306

8.10.3 铍及其合金 307

8.11 钛、锆、铪及其合金 309

8.11.1 钛及其合金 309

8.11.2 锆 312

8.11.3 铪 312

8.12 铅、锡、锌、镉的耐蚀性及其应用 313

8.12.1 铅 313

8.12.2 锡 314

8.12.3 锌 314

8.12.4 镉 315

8.13 贵金属 316

8.13.1 银 316

8.13.2 金 316

8.13.3 铂 317

8.13.4 钯 317