材料耐腐蚀性能地评价与衡量方法

1.1材料耐腐蚀性能的评价方法

工程材料在使用时，一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。也就是说，材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀，从而导致工程结构的失效。因此，如何评价在工况环境下，材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。

概括起来，工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类：重量法、表面观察法和电化学测试法。

1.1.1重量法

重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本，同时也是最为有效可信的定量评价方法。尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点，但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化，可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。也正因为如此，它一直在腐蚀研究中广泛使用，是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。

重量法分为增重法和失重法两种，他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样，后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时，应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后，在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况，通常可以考虑采用失重法。例如，通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时，就通常采用失重法, 图1。

而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况，例如材料的高温腐蚀，通常可以考虑采用增重法图2。

为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较，必须采用电位面积上的重量变化为表示单位，及平均腐蚀速度，如g.m -2h -1。根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间的平均腐蚀深度，如m/a 。这两类的速度之间的换图1 失重法测试镁合金腐蚀速度

Ni –30Cr –8Al –0.5Y 铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在（a ）1000℃高温氧化增重

动力学曲线 (b) Na 2SO 4+25%wtNaCl 热腐蚀增重动力学曲线

算公式为：

ρA

B 73.8=

式中 A-按重量计算的腐蚀速度，g.m -2h -1；

B-按深度计算的腐蚀速度，mm/a ；

ρ-金属材料密度， g.cm -3。

从腐蚀实验前后的试样重量变化计算腐蚀速度V （mm/a ），公式为： t

A W V ????=ρ87600 式中 ΔW-试样失重，g ；

ρ-金属材料密度， g.cm -3；

A-试样面积， cm 2；

t-试验周期， h 。

失重法的关键操作之一就是完全清除腐蚀产物，而又不损伤基体金属。常用工程材料去处表面腐蚀产物的标准方法如表所示。

采用失重法对材料进行腐蚀性能评价时，由于不同的研究者会采用不同的试样尺寸、腐蚀介质以及试验温度，导致所获得的数据很难具有可比性。因此，为了解决这个问题，人们规了一种标准的腐蚀试验方法—盐雾腐蚀试验。目前，工业界普遍通过盐雾试验并结合失重测试来表征材料的耐腐蚀性能。根据ASTM B117的要求，试样以15-30度的倾角放置，采用5%的NaCl 溶液进行雾化喷雾，试验温度35℃。盐雾实验要求盐雾箱的容积要足够大，不得将盐雾直接喷射到实验的表面。

1.1.2 表面观察法

1.1.

2.1 宏观观察

就是对材料在腐蚀前后及去除腐蚀产物前后的形态做肉眼分析，还应该注意腐蚀产物的形态和分布，以及他们的厚度、颜色、致密度和附着性；同时还应该注意腐蚀介质中的变化，包括溶液的颜色，腐蚀产物在溶液中的形态、颜色、类型和数量等。虽然这种观察是很粗糙的，但任何精细的服饰研究都辅以这种方法。

1.1.

2.2 显微观测

就是对受腐蚀的试样进行金相检查或断口分析，或者用扫描电镜、透射电镜、电子探针等做微观组织结构和相成分的分析，据此可研究微细的腐蚀特征和腐蚀动力学。

一些工程材料中，常见腐蚀形态的显微形貌如图所示。

对受腐蚀的试样进行显微观察时，需要注意的几点是：

第一，在观察表面形貌时，特别是一些局部腐蚀的形貌时，一定要注意腐蚀截面形貌的观察。这是因为局部腐蚀可能在材料表面所造成的腐蚀并不很显著，而在材料的部发展。不锈钢等材料的点蚀就是一例，图3。

第二，在观察材料的氧化膜截面形貌时，要注意采用扫描电子显微镜的背散射模式进行观察。扫描电镜在腐蚀形貌观察时，通常有两种工作模式，一种是二次电子相模式，一种是背散射模式。二次电子相通过测试二次电子，来获得试样表面的形貌，而背散射模式则可以通过测试背散射电子，获得试样表面元素分布的情况。通过背散射模式观察腐蚀试样氧化膜界面的形貌，可以很容易地分辨出氧化膜元素的分布，从而判断出氧化膜是单层结构还是多层结构， 图4。

图3 不锈钢丝上的点蚀，可以看到典型的花边

耐蚀金属材料课程练习题答案(江苏科技大学)

练习题 一、选择题 1、为了提高合金的耐蚀性，向材料中加入强的阴极性元素金属，属于以下哪种 方法A。 A）降低阳极相活性B）降低阴极相活性C）增加系统阻力 2、同样加入强阴极性元素，有的合金耐腐蚀，有的却不耐蚀。其原因是A。 A）前者处于可钝化的，后者不是B）前者腐蚀体系处于常温，后者不是 C）前者腐蚀体系存有活化离子（如Cl－），后者不是D）以上都不是 3、为提高铁金属材料耐蚀性，铬是一种常添加的元素，主要起以下作用B。 A）使腐蚀电位正移，增加材料的热力学稳定性B）合金易进入钝态区 C）致钝电位向正向移动D）以上都对 4、加入Cu、P、Cr元素的耐候钢具有较好的耐大气腐蚀性，机理是D。 A）有序固溶理论B）电子机构理论 C）表面富集理论D）形成致密腐蚀产物膜理论 5、金属产生晶间腐蚀应满足的条件是C A）在高压的环境中，只要其电极电位低且强度不够； B）在高温的环境中，只要其产生的氧化膜不够致密； C）在腐蚀的环境中，只要其晶粒与晶界物－化状态和电化学性能不同； D）在高压、高温、腐蚀的环境中,只要其晶粒与晶界成分不符合塔曼定律； 6、奥氏体不锈钢中添加Nb元素的主要作用是C A）增加膜的致密性B）提高材料的抗点蚀能力 C）作为稳定化元素抑制碳化铬的生成D）增加热力学稳定性 7、黄铜脱锌属于以下哪种腐蚀类型E。 A）点蚀B）缝隙腐蚀C）晶间腐蚀D）电偶腐蚀E）选择性腐蚀 8、下列哪种热处理工艺对1Cr18Ni9Ti的抗晶间腐蚀是必须的B A）固溶处理B)稳定化处理 C）去应力退火处理D）敏化处理 9、加入了稳定化元素Ti、Nb的奥氏体不锈钢，却没有达到耐腐蚀的目的。这可能是该钢种在使用前没能进行过D处理。 A）固溶处理B）敏化处理C）退火处理D）稳定化处理 10、海水腐蚀环境中，以下哪个区域腐蚀最严重A。 A）飞溅带B）潮差带C）全浸带D）海泥带 11．以下关于可逆氢脆说法错误的是C A）氢脆在室温附近最敏感；B）材料强度越高，氢脆越敏感；

介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性

介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性

介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级原则是什么？ 答：（1）职业性接触毒物危险程度分级，是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准。 （2）分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级依据是什么？ 答：（1）急性毒性 以动物试验得出的呼吸道吸入半数致死浓度（LC ）或经口、经皮半数致死量（LD50） 50 或LD50最低值作为急性毒性指标。 的资料为准，选择其中LC 50 （2）急性中毒发病状况 是一项以急性中毒发病率与中毒后果为依据的定性指标：可分为易发生、可发生、偶而发生中毒及不发生急性中毒四级。将易发生致死性中毒或致残定为中毒后果严重；易恢复的定为预后良好。 （3）慢性中毒患病状况 一般以接触毒物的主要行业中，工人的中毒患病率为依据，但在缺乏患病率资料时，可取中毒症状或中毒指标的发生率。 （4）慢性中毒后果 依据慢性中毒的结局，分为脱离接触后，继续进展或不能治愈、基本治愈、自行恢复四级。并可依据动物试验结果的受损病变性质（进行性、不可逆性、可逆性）、靶器官病理生理特性（修复、再生、功能储备能力），确定其慢性中毒后果。 （5）致癌性 主要依据国际肿瘤研究中心公布的或其他公认的有关该毒物的致癌性资料，确定为人体致癌物、可疑人体致癌物、动物致癌物及无致癌性。 （6）最高容许浓度 主要以《工业企业设计卫生标准》TJ36-70中表4车间空气中有害物质最高容许浓度值为准。

金属材料耐腐蚀的选材顺序

金属材料耐腐蚀的选材顺序（由低到高） 一、不锈钢材料耐点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀能力的顺序 1、奥氏体不锈钢： 1Cr18Ni9Ti→0Cr18Ni9（304）→0Cr18Ni11Ti（321）→00Cr19Ni10（304L）0Cr17Ni12Mo2Ti （316）→00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu （904L）→00Cr27Ni31Mo4Cu 2、铁素体不锈钢： 0Cr13（410S）→0Cr13Al（405）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2→00Cr26Mo1→00Cr30Mo2 3、双相不锈钢： 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 二、耐高温腐蚀用材的顺序 20＃→12Cr1MoV→12Cr2Mo1（2Cr-1Mo）→1Cr5Mo→1Cr9Mo→P91(10Cr9Mo1VNb）→0Cr25Ni20(310S) 三、耐应力腐蚀用材 16MnR→20R→12Cr1MoV 00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu（904L）00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507）0Cr13（410S）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2→00Cr26M o1 注：铁素体不锈钢和双相不锈钢不得在大于350℃的环境中使用。 材料的耐腐蚀性能 钽：钽金属材料的耐腐蚀性能可同玻璃相比美，在环境温度下，除了氢氟酸外，对所有的酸都具有良好的耐腐蚀性，钽金属在高温下易被强碱腐蚀。钽金属对除了SO3-2及氟的酸性盐溶液以外的所有氢化性及非氢化性盐溶液具有较强的耐腐蚀性。在高温下在硫酸及碳酸溶液中易受腐蚀，非凡是氟离子存在时腐蚀会严重。 l蒙耐尔合金：蒙耐尔合金在有色金属与合金中，最耐氢氟酸（或氟化氢）腐蚀，在介质相当宽的浓度和强度范围内有很好的稳定性，也可用于氯化物，海水，碱等介质中作防腐材料。蒙耐尔合金不适用于强氧酸，如硝酸及亚硝酸，也不适用酸性铁盐，锡盐等溶液中。

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1.1材料耐腐蚀性能的评价方法 工程材料在使用时，一定要考虑材料在相应工况环境下的耐蚀能力。也就是说，材料在此环境下是否会发生严重的腐蚀，从而导致工程结构的失效。因此，如何评价在工况环境下，材料表面腐蚀的形态、腐蚀的速度就显得非常具有现实的工程意义。 概括起来，工程材料的耐腐蚀性能的评价方法可以分为三大类：重量法、表面观察法和电化学测试法。 1.1.1重量法 重量法是材料耐蚀能力的研究中最为基本，同时也是最为有效可信的定量评价方法。尽管重量法具有无法研究材料腐蚀机理的缺点，但是通过测量材料在腐蚀前后重量的变化，可以较为准确、可信的表征材料的耐蚀性能。也正因为如此，它一直在腐蚀研究中广泛使用，是许多电化学的、物理的、化学的现代分析评价方法鉴定比较的基础。 重量法分为增重法和失重法两种，他们都是以试样腐蚀前后的重量差来表征腐蚀速度的。前者是在腐蚀试验后连同全部腐蚀产物一起称重试样，后者则是清除全部腐蚀产物后称重试样。当采用重量法评价工程材料的耐蚀能力时，应当考虑腐蚀产物在腐蚀过程中是否容易脱落、腐蚀产物的厚度及致密性等因素后，在决定选取哪种方法对材料的耐蚀性能进行表征。对于材料的腐蚀产物疏松、容易脱落且易于清除的情况，通常可以考虑采用失重法。例如，通过盐雾试验评价不同镁合金的耐蚀性能时，就通常采用失重法, 图1。

而对于材料的腐蚀产物致密、附着力好且难于清除的情况，例如材料的高温腐蚀，通常可以考虑采用增重法图2。 为了使各次不同实验及不同种类材料的数据能够互相比较，必须采用电位面积上的重量变化为表示单位，及平均腐蚀速度，如g.m -2h -1。根据金属材料的密度又可以把它换算成单位时间内的平均腐蚀深度，如m/a 。这两类的速度之间的 图1 失重法测试镁合金腐蚀速度 Ni –30Cr –8Al –0.5Y 铸态合金、溅射涂层、渗铝涂层在（a ）1000℃高温氧化增重动力学曲线 (b) Na 2SO 4+25%wtNaCl 热腐蚀增重动力学曲线

常用合金纯金属的耐腐蚀性能

常用合金纯金属的耐腐蚀性能 注：为了改善纯金属的机械性能，在冶炼过程中，根据需要加入微量的其它金属。

接触介质部分材质的耐腐蚀性能参考 分类介质名 称 浓度 (%) 温 度 碳 钢 316 钢 哈 氏 C 蒙 耐 尔 钽镍钛 分 类 介质名称 浓度 (%) 温 度 碳 钢 316 钢 哈 氏 C 蒙 耐 尔 钽镍钛 无机盐盐酸 5 RT BP ○ ○○ ○ ○ ● ●○○ 有 机 盐 氢氟酸 5 48 RT RT ○ ○ ○ ○ ○ ○ ●○ ○10 RT BP ○ ○○ ○ ○ ● ●○○ 醋酸100 RT BP ○ ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●20 RT BP ○ ○○ ○ ○ ● ● ○ ○○ 甲酸50 RT BP ○ ○ ○ ○ ● ● ● ●35 RT BP ○ ○○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ ○ 草酸10 RT BP ○ ○○ ●●○ ○ ○ ○硫酸 5 RT BP ● ○ ●●● ● ○ ○ ○ ○ 柠檬酸50 RT BP ○ ○ ● ● ● ● ● ● ●10 RT BP ○ ○ ● ○ ●● ● ○ ○ ○ ○ 碱 苛性钠 20 RT BP ●● ● ●●● ● ●60 RT BP ○○● ○ ●● ● ○ ○ ○ ○ 40 RT BP ●● ● ●○ ○ ● ●80 RT BP○ ○ ○ ● ○ ○●○ ○ ○ ○ 苛性钾50BP●●●●○95 RT BP○ ● ○ ● ○ ○● ○ ○ ○ ○ ○ 盐 氯化铁30 RT BP ○○ ○○ ○ ○ ● ● ○● ●硝酸 10 RT BP ○● ● ○ ○ ● ● ○ ○ ● ● 氯化钠 20° 饱和 RT BP ● ○ ●● ● ● ● ● ●30 RT BP ○● ●○ ○ ○ ● ● ○ ○ ● ○ 氯化铵25 RT BP ○● ● ●● ●68 RT BP ○●● ○ ● ● ○ ○ ● ● 氯化钙25 RT BP● ● ● ● ● ●● ●发烟RT●○○氯化镁42 RT BP ● ● ● ● ● ● ● ●磷酸 30 RT BP ○ ○ ●● ● ○ ○ ● ● ○ ○ 硫 化 物 硫酸铵 20° 饱和 RT BP ●●●● ● ●●50RT ○●●○●○硫化钠10RT ●●●●

第五章不锈钢抗腐蚀性能

第五章不锈钢抗腐蚀性能 不锈钢的一般特性 表面美观，可使用性能多样性； 耐腐蚀性能好，可用于弱腐蚀及各种介质环境较强腐蚀； 强度硬度广泛，使用各种性能要求； 耐高温、低温性能好，使用温度适用范围大； 加工性能好； 可焊性好。 但从不锈钢定义可以看出，不锈钢与其他钢的区别就是不锈性，耐腐蚀性，所以我们研究一下它为什么不锈。 金属的腐蚀类型 金属的腐蚀，是金属与周围介质发生化学或电化学反应而发生破坏的现象。金属的抗腐蚀或耐腐蚀性是指金属抵抗腐蚀作用的能力。 化学腐蚀 化学腐蚀是指金属与周围介质直接发生化学反应而产生的腐蚀，例如钢在高温下氧化，就是一种典型的化学腐蚀，其产物沉积在金属表面上，也有人把这种腐蚀叫干腐蚀。 如果金属表面形成的腐蚀产物非常致密，则金属与腐蚀介质就会隔离，腐蚀就会阻滞，例如钢铁零件的蒸汽处理，法兰（黑）处理，就是使零件表面生成一层致密的Fe3O4薄膜，零件不再与周围介质发生接触，防止其化学反应的进行，零件便被保护起来了。 电化学腐蚀

电化学腐蚀是金属与周围介质接触，由于电化学作用而引起表面腐蚀的现象。例如钢在室温下的生锈主要是电化学腐蚀，在电化学腐蚀过程中有电流产生，电化学腐蚀是由于不同的金属之间或同种金属的各相之间存在不同的电极电位，且相互碰撞，并存在于同一种电解溶液中构成分数电池而引起的。如图5-1。 碳素钢在退火或正火状态下的组织是由铁素体和渗碳体组成的，并相互接触。渗碳体的电极电位一般比铁素体高，两相之间存在着电位差，当钢表面有水膜时，加上空气中O2等气体的溶解，在铁素体和渗碳体之间构成一微电池，电极电位低的铁素体称为阳极而被腐蚀引起钢的破坏。如果将钢件放在酸、碱、盐等水溶液中，电化学腐蚀作用更快。钢中的碳化物、夹杂物等，各部分组织和成分不均，内部应力不均，都促使各部分在电解质中促使相互间形成电极位差。这种电极位差愈大，微阳极与微阴极间的电流强度愈大，钢的腐蚀速度也愈大。 有人把电化学腐蚀称为湿 腐蚀，电化学腐蚀能否进行， 取决于金属能否被离子化， 金属离子化的趋势，可以用 金属的标准电极电位（εσ） 来说明。定性的说，金属标 准电极电位越负，则越容易图5-1 碳素钢在潮湿空 离子化。气中产生电化学腐蚀示意图

金属材料耐腐蚀的选材顺序(由低到高)

金属材料耐腐蚀的选材顺序 （由低到高） 一、不锈钢材料耐点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀能力的顺序 1、奥氏体不锈钢： 1Cr18Ni9Ti →0Cr18Ni9（304）→0Cr18Ni11Ti（321）→00Cr19Ni10（304L）0Cr17Ni12Mo2Ti（316）→00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu（904L）→00Cr27Ni31Mo4Cu 2、铁素体不锈钢： 0Cr13（410S）→0Cr13Al（405）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2 →00Cr26Mo1 →00Cr30Mo2 3、双相不锈钢： 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 二、耐高温腐蚀用材的顺序 20＃→12Cr1MoV→12Cr2Mo1（2 Cr-1Mo）→1Cr5Mo→1Cr9Mo→P91(10Cr9Mo1VNb）→0Cr25Ni20(310S) 三、耐应力腐蚀用材 16MnR→20R→12Cr1MoV 00Cr17Ni14Mo2（316L）→00Cr19Ni13Mo3（317L）→00Cr20Ni25Mo4.5Cu （904L） 00Cr18Ni5Mo3Si2（3RE60）→00Cr22Ni5Mo3N（SAF2205）→00Cr25Ni7Mo4N（SAF2507） 0Cr13（410S）→00Cr12Ti（409L）→00Cr17（430LX）→00Cr18Mo2 →00Cr26Mo1 注：铁素体不锈钢和双相不锈钢不得在大于350℃的环境中使用。

电极材料的耐腐蚀性能

电极材料的耐腐蚀性能 电极材料耐腐蚀性能 含钼不锈钢: (316L)对于硝酸，室温下＜5％硫酸，沸 (00Cr17Ni14Mo2) 腾的磷酸，蚁酸，碱溶液，在一定压力下的亚硫酸，海水，醋酸等介质，有较强的耐腐蚀性，可广泛用于石油化工，尿素，维尼纶等工业．海水，盐水，弱酸，弱碱； 哈氏合金B:对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐 （HB）腐蚀性，也耐硫酸，磷酸，氢氟酸，有机 酸等非氧化性酸，碱，非氧化盐液的腐蚀； 哈氏合金C：能耐环境的氧化性酸，如硝酸，混酸或铬 （HC）酸与硫酸的混合物的腐蚀，也耐氧化性的盐类， 如Fe+++，Cu++ak或含其他氧化剂的腐蚀．如高于常温的 次氩酸盐溶液，海水的腐蚀； 钛（Ti）：能耐海水，各种氯化物和次氯化盐，氧化 性酸（包括发烟，硝酸），有机酸，碱等的腐蚀． 不耐较纯的还原性酸（如硫酸，盐酸）的腐蚀， 但如果酸中含有氟化剂时，则腐蚀大为降低； 钽(T a)：具有优良的耐腐蚀性，和玻璃很相似．除了氢氟酸， 发烟硫酸，碱外，几乎能耐一切化学介质腐蚀． 根据被测介质的种类与温度，来选定衬里的材质。 衬里材料主要性能适用范围 氯丁橡胶耐磨性好，有极好的弹性，〈80℃、一般水、污水 Neoprene 高扯断力，耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。 碱盐介质的腐蚀。

聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能，耐酸碱〈60℃、中性强磨损的 Polyurethane 性能略差。矿浆、煤浆、泥浆。 聚四氟乙烯它是化学性能最稳定的一种〈180℃、浓酸、碱 PTFE 材料，能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质， 酸、硝酸和王水，浓碱和各卫生类介质、高温种有机溶剂，不耐三氟化氯二氟化氧。 F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、〈180℃盐酸、硫 不粘性和不燃性与PTFE相仿，酸、王水和强氧化 F46材料强度、耐老化性、耐温性剂等，卫生类介质。 能和低温柔韧性优于PTFE。与金 属粘接性能好，耐磨性好于PTFE， 具有交好的抗撕裂性能。 五、电极材质的选择 电极材质的选择应根据被测介质的腐蚀性、磨耗性，由用户选定，对一般介质，可查有关腐蚀手册，选定电极材质；对混酸等成分介质，应做挂片试验。 材质耐腐蚀性能 316L 对于硝酸、室温下〈5%的硫酸，沸腾的硝酸、碱 溶液；在一定压力下的亚硝酸、海水、醋酸等介质

不锈钢的耐腐蚀性能

不锈钢的耐腐蚀性能 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀。不锈钢的耐腐蚀性取决于铬，但是因为铬是钢的组成部分之一，所以保护方法不尽相同。 在铬的添加量达到10．5％时，钢的耐大气腐蚀性能显着增加，但铬含量更高时，尽管仍可提高耐腐蚀性，但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时，把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面，防止进一步地氧化。这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面。而且，如果损坏了表层，所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理，重新形成这种氧化物"钝化膜"，继续起保护作用。 因此，所有的不锈钢元素都具有一种共同的特性，即铬含量均在10．5％以上。 普通碳钢与大气中氧，在金属表面形成过氧化膜，然后继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，形成“千层糕”式的腐蚀物，直至烂穿。不锈钢的不锈性与钢中铬含量有光。钢中铬含量达到12%时，与大气接触，在不锈钢表面产生一层钝化膜（Cr2O3），它是致密的富铬氧化物，有效地保护着不锈钢表面，特别是能防止进一步再氧化。这

种氧化膜极薄（只有几个微米），头各国它可以看到钢表面的自然光泽，使不惜刚既有独特的表面。若表面钝化膜一旦被破坏，钢中的铬与大气中的氧心生成钝化膜，继续起保护作用。 不锈钢遇到特殊环境，也会出现某些局部腐蚀，如孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀等。为了克服这些腐蚀，在钢中分别加入了钼、氮、钛或铌等元素，并研制出了低碳、超低碳、双相不锈钢等新品种，提高不锈钢的耐腐性。 不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高。其基本原理是，当钢中有足够的铬时，在钢的表面形成非常薄的至密的氧化膜，它可以防止进一步的氧化或义腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境则必然破坏这种膜，造成钢的腐蚀。 （一）在各种环境中的耐腐蚀性能 1.大气腐蚀 不锈钢耐大气腐蚀基本上是随大气中的氯化物的含量而变化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水，只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 农村环境 1Cr13、1Cr17和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途，其外观上不会有显着的改变。因此，在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格，市场供应情况，力学性能、制作加工性能和外观来选择。

各种材料的耐腐蚀性

说明：材料耐腐蚀性能 含钼不锈钢： (316L)对于硝酸，室温下＜5% 硫酸，沸(00Cr17Ni14Mo2)腾的磷酸，蚁酸，碱溶液，在一定压力下的亚硫酸，海水，醋酸等介质，有较强的耐腐蚀 性，可广泛用于石油化工，尿素，维尼纶等工业．海水，盐水，弱酸，弱碱； 哈氏合金B: 对沸点以下一切浓度的盐酸有良好的耐（HB）腐蚀性，也耐硫酸，磷酸，氢氟酸，有机酸等非氧化性酸，碱，非氧化盐液的腐蚀； 哈氏合金C：能耐环境的氧化性酸，如硝酸，混酸或铬（HC）酸与硫酸的混合物的腐蚀，也耐氧化性的盐类，如Fe+++，Cu++ak或含其他氧化剂的腐蚀．如高于 常温的次氩酸盐溶液，海水的腐蚀； 钛（Ti）：能耐海水，各种氯化物和次氯化盐，氧化性酸（包括发烟，硝酸），有机酸，碱等的腐蚀．不耐较纯的还原性酸（如硫酸，盐酸）的腐蚀，但如果酸中 含有氟化剂时，则腐蚀大为降低； 钽(Ta)：具有优良的耐腐蚀性，和玻璃很相似．除了氢氟酸，发烟硫酸，碱外，几乎能耐一切化学介质腐蚀． 根据被测介质的种类与温度，来选定衬里的材质。 衬里材料主要性能适用范围 氯丁橡胶耐磨性好，有极好的弹性，<80℃、一般水、污水,Neoprene高扯断力，耐一般低浓度酸、泥浆、矿浆。碱盐介质的腐蚀。 聚氨酯橡胶有极好的耐磨性能，耐酸碱 <60℃、中性强磨损的 Polyurethane 性能略差。矿浆、煤浆、泥浆。 聚四氟乙烯它是化学性能最稳定的一种 <180℃、浓酸、碱,PTFE 材料，能耐沸腾的盐酸、硫等强腐蚀性介质，酸、硝酸和王水，浓碱和各卫生类介质、高温 种有机溶剂，不耐三氟化氯二氟化氧。 F46 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、〈180℃盐酸、硫,不粘性和不燃性与P TFE相仿，酸、王水和强氧化,F46材料强度、耐老化性、耐温性剂等，卫生类介 质。能和低温柔韧性优于PTFE。与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有交好的 抗撕裂性能。

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金属材料使用选择表 材料 流体 碳钢铸铁302/304 316 青铜蒙乃尔哈氏合金B 不锈钢不锈钢 乙醛 A A A A A A I 、L 醋酸、气 C C B B B B A 醋酸、汽化 C C A A A A A 醋酸、蒸汽 C C A A B B I 、L 丙酮 A A A A A A A 乙炔 A A A A I 、L A A 醇 A A A A A A A 硫酸铅 C C A A B B A 氨 A A A A C A A 氯化铵 C C B B B B A 硝（酸）铵 A C A A C C A 磷酸铵（单基） C C A A B B A 硫酸铵 C C B A B A A 亚硫酸铵 C C A A C C I 、L 苯胺 C C A A C B A 苯 A A A A A A A 苯（甲）酸 C C A A A A I 、L 硼酸 C C A A A A A 丁烷 A A A A A A A 氯化钙 B B C B C A A 次氯酸钙 C C B B B B C 石炭酸 B B A A A A A 二氧化碳（干） A A A A A A A 二氧化碳（湿） C C A A B A A 二氧化碳 A A A A C B A 四氯化碳 B B B B A A B 碳酸H2CO3 C C B B B A A 氯气，干 A A B B B A A 氯气，湿 C C C C C C C 氯气，液态 C C C C B C C 铬酸H2CrO4 C C C B C A C 焦炉气 A A A A B B A 硫酸铜 C C B B B C I 、L 乙烷 A A A A A A A 醚 B B A A A A A 氯乙烷 C C A A A A A 乙烯 A A A A A A I 、L 乙二醇 A A A A A A I 、L 氯化铁 C C C C C C C 甲酮HCHO B B A A A A A 甲醛HCO2H I 、L C B B A A A 氟里昂，湿 B B B A A A A 氟里昂，干 B B A A A A A 糖醛 A A A A A A A

电极和衬里材料耐腐蚀性能一览表.doc

电极和衬里材料耐腐蚀性能一览表（仅供参考） 液体电极材料衬里材料 名称浓度 /% 温度 /℃不锈钢哈氏 钛钽铂 聚四 PFA 聚氨氯丁 氟乙烯酯橡胶橡胶合金 C 5~10 R~S A A A A A A A N A 乙酸，醋酸50 以上R~S N A A A A A A N N S R~S N A A X A A A N 明矾10~100 R N N A A A A B 矾土，氧化铝 A X A A A N 氯化铝 10 100 以下N N A B A A A(M) 25~100 100 以下N N N B A A A(M) 氯化铝水合物N N A A A A 氯酸铝100 N N A A A 氢氧化铝100 B N A A A A 硝酸铝100 N N B N A A A A 10 R~S A X A A A A A B A 硫酸铝＞ 10~100 R~50 X A X A A A A 57 120 X A X A A A N 氨水 10 R A A A X A A 10~100 S 以下 B A A N A A A A(M) 硼酸铵100 N N A A 碳酸氢铵N N A A 硫酸氢铵50 以下N N A A A A A 碳酸铵Sat 以上R~S N N A A A A A(M) 氯化铵 10~20 R~S N B B A A A A A(M) 50 以上R~S N B B X A A A N 氢氟酸铵50 N B N N A A A A A 氢氧化铵10~30 20~60 B B A B A A A A A 硝酸铵10~50 R N B B X A A N A 10~50 ＜S N B B X A A N A(M) 过硫酸铵100 N N N A A A N B 磷酸铵100 N N A A A A 硫酸铵20~ Sat N N B A A A A A 硫化铵100 B B A 王水100 N N B A N N 砷酸100 N N A A A A A 亚砷酸100 N N A A A A A 乙酸钡（醋酸钡）100 N N A A A 碳酸钡100 N N A A A A 氯化钡 20 R N B B A A A A A A 20~30 ＜ 100 N B B A A A A A(M)

不锈钢的耐腐蚀性能

不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理 金属受环境介质的化学及电化学作用而被破坏的现象即腐蚀。化学腐蚀的环境介质是非电解质（汽油、苯、润滑油等），电化学腐蚀的环境介质是电解质（各种水溶液）。电化学腐蚀是涉及电子转移的化学过程，该过程能否进行取决于金属能否离子化，而离子化的趋势可用金属的标准电极电位（ε0）来表示。 由于碳化物、夹杂物，以及组织、化学成分和内部应力的不均匀等的作用，将促使各部分在电解液中产生相互间的电极电位差。电极电位差愈大，微阳极和微阴极间的电流强度愈大，钢的腐蚀速度也愈大，微阳极部分产生严重的腐蚀。在电化学腐蚀中能够控制腐蚀反应速度的现象称为极化，极化可使阳极与阴极参与反应的速度得到减弱和减缓。电解液中离子的缓慢移动、原子缓慢结合成气体分子或电解液中离子的缓慢溶解，都可能是极化的表现形式。反应面积、搅拌或电解液流动、氧气、温度等因素，都将影响极化的速度。用极化技术与临界电位可衡量金属与合金在氯化物溶液中点腐蚀与缝隙腐蚀的敏感性。当不锈钢与异种金属接触时，需考虑电化学腐蚀。但若不锈钢是正极，则不会产生电流腐蚀。 钝化状态金属的耐腐蚀性取决于铬含量、环境中的氯化物和氧含量以及温度。某些元素（如氯）可以击穿钝化膜，造成钝化膜不连续处的金属被腐蚀，故使用钝化状态金属的用户应特别注意点腐蚀、应力腐蚀开裂、敏化以及贫氧腐蚀等。为了提高不锈钢的耐腐蚀性能，其应易处于钝化状态（必要条件），钝化后腐蚀电流密度要低（腐蚀速度），钝化状态的电位范围要宽（相对稳定性）。 对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。另一方面，像合金400这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。这是由于合金400可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。 不锈钢耐腐蚀性机理：在不锈钢表面形成明显的Cr2O3薄膜，O和Cr的含量有最低要求（10.5%）以获得连续的保护性薄膜，以抑制侵蚀的发生。若保护性薄膜被损坏，它可以自然恢复。氧化膜的抗腐蚀性能取决于Mo、Ni、Cr、及N的含量。提高Cr含量可以提高不锈钢的抗侵蚀性和当Cr2O3薄膜被损坏时增强了其自修复能力。Cr2O3薄膜对基体结构（铁素体或奥氏体）没有任何影响。 蚀斑：在较高温度范围内处于氯化物、氟化物或氧化性溶液中，最初产生在夹杂物、表面损伤等保护膜不连续表面，而后将产生穿孔或形成新的保护膜（除去腐蚀物质和冲洗过的部分）。主要产生于海边环境、盐水、海水或高氧化性溶液环境。为此，需除去或减少氯、氟含量，加强冲洗维护，提高铬、钼含量。 缝隙腐蚀：在氯化物、氟化物或硫环境中，最初存在缝隙且氧极少，导致产生腐蚀直至缝隙扩展、裂开。主要产生于接缝、焊缝或附着物之下。为此，需消除缝隙和避免搭接，采用腐蚀抑制剂，不透水密封，提高铬、钼含量。 由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。因而，设备的寿命也不能精确地预计。这里给出几种局部腐蚀的例子。 第一例是电化学腐蚀。当两种或多种不同的金属在某种导电液（电解液）存在条件下接触和连接时，电化学腐蚀就发生了。此时，两种金属间建立了势能差，同时电流将流动。电流会从抗腐蚀能力较差的金属（即阳极）流向抗腐蚀能力较强的金属（即阴极）。腐蚀由阴极上的反应情况而控制，如氢气的生成或氧气的还原。如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。这种情况必须避免。另一方面，当我们将此情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时，两种金属之间则会产生小的电流流动。这种情况是我们所期望的。在实用指南中，我们将位于某一容器或槽中的焊接金属接点设计为阴极。紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件（小面积）与阳极件（大面积）连接在一起。此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中，铜质固定件为小的阴极面，而钢板为大的阳极面。这种设计是非常便利的，而且可产生良好的相容性。另

耐腐蚀泵用材质选用参数表

耐腐蚀泵用材质选用参数表 硝酸( HNO 3 ) 一般特点：属氧化性介质。浓HNO 3工作温度一般为40℃以下，元素 Cr 、Si为抗氧化性，含 Cr 、Si 的不锈钢和其它材料为浓 HNO 3 的耐蚀理想材料。 高硅铸铁(STSi15R)：温度 93% 以下的一切温度； 高铬铸铁(Cr28)：温度 80% 以下的一切温度； 不锈钢(SUS304 、 SUS316 、 SUS316L)：温度 80% 以下的一切温度； S-05钢(0Cr13Ni7Si4)：温度 98% 以下的一切温度； 工业纯钛(TA1 、TA2)：沸点以下的一切温度（除发烟外）； 工业纯铝(Al)：室温的一切温度（仅用于容器）； CD-4MCu 时效硬化合金：沸点以下的一切温度； 因可耐、哈氏合金 C 、金、钽等都有良好的耐蚀性。 硫酸 (H 2 SO 4 ) 一般特点：沸点随浓度升高而升高。如：浓度 5% ，其沸点为 101 ℃；浓度 50% ，其沸点为124℃；浓度 98% ，其沸点为 332℃。浓度 75%以下呈还原性（或呈中性），超过75% 呈氧化性。 不锈钢 (SUS316 、 SUS316L) ：温度 40 ℃以下，浓度 20% 左右； 904 钢 (SUS904 、 SUS904L) ：适于温度 40~60 ℃、浓度 20~75% ；温度 80 ℃、浓度 60% 以下； 高硅铸铁 (STSi15R) ：室温至 90 ℃之间各种浓度； 纯铅、硬铅：室温的各种温度； S-05 钢 (0Cr13Ni7Si4) ： 90 ℃以下的浓硫酸，高温浓硫酸（ 120~150 ℃）； 普通碳钢：室温 70% 以上的浓硫酸； 铸铁：温度为室温的浓硫酸； 蒙乃尔、金属镍、因可耐尔：中温中等浓度的硫酸； 钛钼合金 (Ti-32Mo) ：沸点以下、 60% 的硫酸和 50 ℃以下、 98% 的硫酸； 哈氏合金 B 、 D ： 100 ℃以下、 75% 的硫酸； 哈氏合金 C ： 100 ℃左右的各种温度； 镍铸铁 (STNiCr202) ：室温 60~90% 的硫酸。 盐酸 (HCl) 一般特点：还原性介质，最高温度为36~37%.沸点：浓度在 20% 时，为110 ℃；浓度在20~36% 时，为50℃；因此盐酸的最高温度为 50 ℃。 金属钽 (Ta) ：对盐酸是最理想的耐蚀材料，但价昂贵，常用于要求精度的计量装置； 哈氏合金 B ：温度≤ 50 ℃、浓度 36% 的盐酸； 钛钼合金 (Ti-32Mo) ：全温度和全浓度； 镍钼合金 (Ch1orimetz 、 0Ni62Mo32Fe3) ：全温度和全浓度； 工业纯钛 (TA1 、 TA2) ：室温 10% 以下的盐酸； ZXSNM(L) 合金 (00Ni70Mo28Fe2) ：温度 50 ℃、浓度 36% 的盐酸；