常用金属材料的耐腐蚀性能PDF电子书下载

1绪论 1

1.1材料腐蚀的基本概念 1

1.1.1腐蚀的定义 1

1.1.2金属腐蚀的定义 1

1.2腐蚀的危害与腐蚀控制的重要性 2

1.2.1腐蚀的危害 2

1.2.2腐蚀控制及其重要性 4

1.3腐蚀与防护科学的研究发展 5

1.4材料腐蚀的分类 6

1.4.1按腐蚀环境分类 7

1.4.2按腐蚀机理分类 7

1.4.3按腐蚀形态分类 8

1.5材料腐蚀程度的评定方法 9

1.5.1均匀腐蚀程度的评定方法 9

1.5.2局部腐蚀程度的评定方法 10

1.6腐蚀与防护科学的任务 11

1.6.1金属腐蚀与防护学科的研究内容 11

1.6.2普及腐蚀科学知识的重要性 11

2腐蚀环境 12

2.1水 12

2.1.1水中阴极过程的种类 12

2.1.2淡水 12

2.1.3海水 13

2.2土壤腐蚀 17

2.2.1土壤的构成 17

2.2.2土壤的特性 18

2.2.3土壤中的腐蚀机理和特点 18

2.2.4影响土壤腐蚀的因素 19

2.2.5土壤中常见的腐蚀形式 20

2.2.6防止土壤腐蚀的措施 21

2.3大气腐蚀 21

2.3.1大气腐蚀的类型和特征 21

2.3.2大气环境腐蚀性分类 22

2.3.3大气腐蚀的影响因素 24

2.3.4防止大气腐蚀的方法 25

2.4微生物腐蚀 26

2.4.1定义 26

2.4.2微生物腐蚀的特征 27

2.4.3与腐蚀有关的微生物 27

2.4.4微生物腐蚀的控制措施 28

3金属耐蚀合金化原理 29

3.1影响纯金属耐蚀性的因素 29

3.1.1金属本身的热力学稳定性 29

3.1.2金属由活化态转为钝态的能力 29

3.1.3腐蚀产物的性质 30

3.1.4杂质的影响 30

3.2合金化提高金属耐蚀性的作用机理和途径 30

3.2.1金属耐蚀合金化机理 30

3.2.2利用合金化提高金属耐蚀性的途径 32

3.3组织结构不均匀对金属材料耐蚀性能的影响 34

3.3.1电化学不均一性 34

3.3.2合金组织不均匀性对金属材料耐蚀性的影响 35

4铸铁的腐蚀性能 36

4.1概述 36

4.1.1铸铁的分类 36

4.1.2铸铁腐蚀的基本原理 36

4.1.3提高铸铁耐蚀性的理想组织 36

4.2铁锈的形成 37

4.2.1铁的锈层结构及形成过程 37

4.2.2铁的腐蚀产物的性质 37

4.3铸铁中合金元素对耐蚀性的影响 37

4.3.1合金元素提高铸铁耐蚀性的作用 38

4.3.2铸铁中主要合金元素的作用 38

4.4常用铸铁的耐蚀性与耐热性 39

4.4.1普通铸铁 39

4.4.2高硅铸铁 41

4.4.3镍铸铁 41

4.4.4铬铸铁 42

4.4.5铝铸铁 42

4.4.6其他耐蚀铸铁 42

5碳钢与低合金钢的耐蚀性 44

5.1概述 44

5.2碳钢的腐蚀特性 45

5.2.1化学成分对腐蚀的影响 46

5.2.2夹杂物对腐蚀的影响 46

5.2.3钢的组织对腐蚀的影响 47

5.2.4冷加工和焊接对腐蚀的影响 47

5.2.5碳钢在普通环境中的腐蚀倾向 48

5.3耐蚀低合金钢 48

5.3.1耐大气腐蚀的低合金钢 48

5.3.2耐硫酸露点腐蚀低合金钢 51

5.3.3耐海水腐蚀低合金钢 52

5.3.4抗氢、氮、氨用低合金钢 53

5.3.5耐硫化物腐蚀用钢 55

6不锈钢的耐蚀性 61

6.1概述 61

6.1.1不锈钢的定义与分类 61

6.1.2不锈钢的耐蚀机理 61

6.1.3不锈钢的发展动向 62

6.2马氏体不锈钢的耐蚀性 63

6.2.1马氏体不锈钢的特征 63

6.2.2马氏体不锈钢的用途 63

6.2.3马氏体不锈钢的耐蚀性 63

6.2.4提高耐蚀性的途径 66

6.3铁素体不锈钢的耐蚀性 66

6.3.1普通铁素体不锈钢 66

6.3.2高纯铁素体不锈钢 67

6.3.3普通铁素体不锈钢的耐蚀性能 67

6.4奥氏体不锈钢的耐蚀性 71

6.4.1奥氏体不锈钢的特点 71

6.4.2奥氏体不锈钢的合金化原理 71

6.4.3奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能 71

6.4.4奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 72

6.4.5奥氏体不锈钢的点蚀和缝隙腐蚀 73

6.4.6奥氏体不锈钢的应力腐蚀 73

6.5奥氏体-铁素体双相不锈钢的耐蚀性 74

6.5.1奥氏体-铁素体双相不锈钢的特点 74

6.5.2奥氏体-铁素体双相不锈钢的成分和组织 75

6.5.3双相不锈钢的耐蚀性 75

6.5.4双相不锈钢的主要应用 75

6.6镍基和铁镍基耐蚀合金 76

6.6.1镍基耐蚀合金的发展 76

6.6.2镍的耐蚀特点 77

6.6.3镍基耐蚀合金的种类 78

6.6.4铁-镍基耐蚀合金 79

7耐热钢和耐热合金 80

7.1概述 80

7.1.1耐热钢的分类及特点 80

7.1.2合金元素的作用 81

7.1.3耐热合金的分类及特点 82

7.2耐热钢与耐热合金的主要性能 84

7.2.1高温蠕变 84

7.2.2应力松弛 84

7.2.3组织的稳定性 85

7.2.4机械疲劳 85

7.2.5热疲劳 86

7.3金属材料高温强化机制 87

7.3.1固溶强化 87

7.3.2晶界强化 88

7.3.3沉淀强化 89

7.3.4氧化物弥散强化 90

7.3.5复合强化 91

7.4金属材料高温氧化与热腐蚀行为 91

7.4.1高温氧化 91

7.4.2热腐蚀 94

7.5其他高温合金 96

7.5.1定向凝固高温合金 96

7.5.2粉末高温合金 96

7.6金属间化合物 97

7.6.1概述 97

7.6.2金属间化合物的强度 98

7.6.3金属间化合物的塑韧性 98

7.6.4抗氧化性能 98

7.6.5几种金属间化合物材料 98

7.7耐热钢和高温合金的应用 100

7.7.1在航空发动机上的应用 100

7.7.2在航天火箭发动机上的应用 100

7.7.3在汽车工业中的应用 101

7.7.4在原子能工业中的应用 101

7.7.5在水泥和搪瓷工业中的应用 102

7.7.6在玻璃工业中的应用 102

7.7.7在冶金工业中的应用 102

7.7.8在电力工业中的应用 102

8铝及铝合金的耐蚀性 104

8.1概述 104

8.1.1纯铝的物理性质 104

8.1.2纯铝及铝合金的力学性能 104

8.1.3纯铝及铝合金的工艺性能 104

8.2纯铝的耐蚀性 105

8.2.1电化学特性 105

8.2.2氧化膜的特点 105

8.2.3氧化膜的结构 105

8.2.4纯铝在不同介质中的腐蚀行为 105

8.2.5铝在几种典型的介质中的腐蚀速度 106

8.3铝合金常见的几种腐蚀破坏形式 106

8.3.1点蚀 106

8.3.2晶间腐蚀 107

8.3.3应力腐蚀开裂 107

8.3.4铝合金的剥蚀 108

8.4铝合金的耐蚀性 108

8.4.1铝-锰合金 108

8.4.2铝-镁合金 109

8.4.3铝-铜系合金 109

8.4.4铝-锌-镁-铜合金 110

8.4.5铝合金在各种环境中的耐蚀性 110

9铜及铜合金的耐蚀性 113

9.1概述 113

9.1.1纯铜的物理化学性质 113

9.1.2铜合金的分类 113

9.2纯铜的耐蚀性 114

9.2.1纯铜的电化学特性 114

9.2.2纯铜的耐蚀性 114

9.3铜合金的耐蚀性 115

9.3.1黄铜的耐蚀性 115

9.3.2青铜的耐蚀性 117

9.3.3白铜的耐蚀性 118

9.3.4装饰铜合金的耐蚀性 118

10镁及镁合金的耐蚀性 119

10.1镁的腐蚀电化学 119

10.1.1纯镁的耐蚀性 119

10.1.2镁腐蚀基本现象 120

10.2镁合金的耐蚀性 123

10.2.1腐蚀特点 124

10.2.2镁合金腐蚀的影响因素 127

10.2.3镁合金的腐蚀防护方法 131

11钛及钛合金的耐蚀性 134

11.1概述 134

11.1.1钛的力学性能特点 135

11.1.2钛的加工工艺性 135

11.2纯钛的耐蚀性 135

11.2.1钛的电化学特性 135

11.2.2钛的钝化和表面氧化膜 135

11.2.3钛在常用介质中的耐蚀性 136

11.2.4钛的腐蚀形式 136

11.3钛合金的耐蚀性 138

11.3.1钛合金相分类 139

11.3.2钛合金元素的作用 139

11.3.3钛合金的热处理 140

11.3.4钛-钯合金 140

11.3.5钛-镍-钼合金 141

11.3.6钛合金的耐蚀性 141

12锌和锌合金的耐蚀性 145

12.1锌的耐蚀性 145

12.1.1锌的电化学特性 145

12.1.2锌的钝化膜 145

12.1.3锌的耐蚀性 147

12.2锌的腐蚀类型 148

12.2.1电偶腐蚀 149

12.2.2极性逆转 150

12.2.3点蚀 152

12.2.4晶间腐蚀 153

12.2.5潮湿贮存锈斑 154

12.2.6氢脆和应力腐蚀破裂 155

12.3锌合金的耐蚀性 155

12.3.1锌合金中各元素的作用 155

12.3.2锌合金主要的腐蚀形式 156

13非晶态合金和纳米晶金属的耐蚀性 157

13.1非晶态合金的结构 157

13.1.1非晶态合金的结构特点 157

13.1.2非晶态合金的结构缺陷 158

13.2非晶态合金的形成和制备方法 158

13.2.1非晶态合金形成的热力学与动力学 158

13.2.2非晶态合金的制备方法 159

13.3非晶态合金的耐腐蚀性 160

13.3.1非晶态合金与晶态合金耐蚀性的差异 160

13.3.2合金组成对耐蚀性的影响 162

13.3.3非晶态合金的局部腐蚀 163

13.3.4非晶态合金的氢致脆化 163

13.4纳米晶金属材料的耐腐蚀性能 165

13.4.1纳米粉末 165

13.4.2纳米薄膜 165

13.4.3纳米块体 166

14腐蚀控制方法及其选择 167

14.1正确选用材料及合理设计结构和加工工艺 167

14.1.1正确选用材料 167

14.1.2结构设计中的腐蚀控制 168

14.1.3实施合理的工艺设计 169

14.2腐蚀环境处理与缓蚀剂的应用 170

14.2.1腐蚀环境的处理 170

14.2.2缓蚀剂的类型 171

14.2.3缓蚀剂的作用机理 174

14.2.4缓蚀剂的选择和应用 177

14.3电化学保护 179

14.3.1阴极保护 179

14.3.2阳极保护 186

14.3.3阴极保护和阳极保护的比较与选择 189

14.4表面涂镀层与改性技术 191

14.4.1金属覆盖层 192

14.4.2非金属覆盖层 195

14.4.3表面机械形变强化处理 198

14.5腐蚀控制方法的选择原则 201

参考文献 203