话说镁合金的腐蚀(二)

2020年06月09日 9:38 4749次浏览 来源:   分类: 镁资讯   作者:

导读: 镁合金的腐蚀类型大概有:晶间腐蚀、应力腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀。本文将逐一详细介绍这些腐蚀类型。

  晶间腐蚀

晶间腐蚀是在晶粒或晶体本身未受到明显腐蚀的情况下,发生在金属或合金晶界处的一种选择性腐蚀。它会导致金属或合金强度和塑性的剧降,造成金属的破坏,甚至可引发灾难性事故。发生晶间腐蚀的原因是在某些条件下,晶界非常活泼,如晶界处有杂质,或此处某一合金元素含量增多或减少。锌含量在黄铜晶界处比较高,或不锈钢晶界处贫铬时,都会发生晶间腐蚀。

应力腐蚀

此种腐蚀是拉应力和特定腐蚀介质共同作用时引发的腐蚀破裂。这种应力可以是外加的,也可以是金属内部残余应力。残余应力可能产生于加工制造时的形变,也可能产生于热处理时的加热与冷却不均匀,还可能是内部结构改变引起的体积变化造成的。铆合、螺栓紧固、压入配合、冷缩配合引起的应力也是残余应力。如果金属表面的拉应力≥屈服应力,肯定会发生应力腐蚀开裂。每种合金系有其特定的产生应力腐蚀的环境条件。冷加工黄铜在氨中的破裂,钢在碱液中产生的碱脆破裂,都是典型的应力腐蚀开裂实例。

选择性腐蚀

此种腐蚀又称合金腐蚀或脱合金腐蚀,是指合金中某一组分由于腐蚀作用而被脱落,黄铜脱锌是选择性腐蚀最典型的例子。黄铜脱锌有两种类型,一种是塞型,另一种是普通型。前者的形状像许多被脱锌塞堵住的小孔,后者则是在未受腐蚀的黄铜核心外面环绕着连续的腐蚀层。铸铁有时也会出现选择性腐蚀,铁被选择性浸出,剩下石墨网状体,这种现象有时称之为石墨化。

磨损腐蚀

磨损腐蚀是金属受到液流或气流(有无固体悬浮物都包含在内)的磨耗与腐蚀共同作用,包括高速流体冲刷引起的冲击腐蚀,金属间彼此滑移引起的磨振腐蚀,流体中瞬时形成的气穴在金属表面爆裂时导致的空泡腐蚀。

由于化学反应、电化学反应、腐蚀反应所产生的原子态氢扩散到金属内部引起的各种破坏,有三种形态:氢鼓泡、氢脆、氢蚀。氢鼓泡是由原子态氢扩散到金属内部,并在金属内部的微孔中形成分子氢。由于氢分子不能扩散,就会聚集微孔内而形成巨大的内压,使金属鼓泡,甚至破裂。氢脆是由原子氢进入金属内部后,使金属晶格高度变形,因而降低了金属的韧性与塑性,导致金属脆化。氢蚀则是由于原子氢进入金属内部后与金属中的组分或元素反应,例如氢渗入碳钢并与钢中的碳反应生成甲烷,使钢的韧性下降,而钢中的碳脱除一些,又导致钢的强度下降。

金属腐蚀类型还有其他分类方法:以腐蚀反应机理来划分,可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是指金属和非电解质直接发生纯化学作用而引起的金属损耗。电化学腐蚀是指金属和电解液发生电化学作用而引起的金属损耗。在电化学腐蚀过程中,同时存在两个相对独立的反应过程:阳极反应和阴极反应,并有电流产生。例如镁合金在水溶液中或土壤中的腐蚀。电化学腐蚀最为普通。

按腐蚀环境分类,可分为:大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀及化学介质腐蚀。在天然水体和土壤腐蚀中值得指出的是生物腐蚀。微生物的代谢活动会直接或间接的影响腐蚀过程,使金属遭受破坏。代谢作用的后果是:产生腐蚀环境,在金属表面上造成电解浓差电池,改变表面膜的抗蚀性,影响阳极或阴极反应速度,改变环境条件。

与腐蚀有关的微生物分为嗜氧性和厌氧性的两类。前者微生物在含氧环境中易生长,而厌氧菌则是在缺氧环境中易繁殖。这类细菌所进行的化学过程极为复杂。有关硫酸盐还原菌(厌氧菌)对腐蚀促进作用已进行过大量研究。在弱酸或弱碱土壤中,硫酸盐会被这类细菌还原为硫化氢或硫化钙。当这些化合物与地下管道接触时,铁被腐蚀而转变为硫化铁。在这种土壤条件下,随着细菌的大量繁殖,将不断促使钢铁转化,最后管路被破坏。

责任编辑:王泽宇

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