TPA3007D1PWR圖2-3所示為飛機(jī)結(jié)構(gòu)中由于不同金屬接觸產(chǎn)生的典型的電化學(xué)腐蝕。鋁合金結(jié)構(gòu)中使用鋼螺栓,兩者之間又沒(méi)有進(jìn)行有效的隔離,在電解液存在的情況下,電位比較低的活潑的金屬鋁合金將受到腐蝕。

另外,由于工業(yè)中所使用金屬材料有雜質(zhì),雜質(zhì)的電位一般都比金屬高。因此,當(dāng)這種金屬浸在某種電解質(zhì)溶液中,其表面將會(huì)形成許多微小腐蝕電池,使金屬材料受到腐蝕。圖2-4所示為工業(yè)用鋅在硫酸中的溶解情況。

電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件,腐蝕產(chǎn)物,電解液,鋼緊固件,2024鋁合金

圖2-2 與銅接觸的鋅在稀硫酸中的溶解示意要一個(gè)腐蝕電池必須具各以下二個(gè)條件:

兩個(gè)電位不同的金屬形成陽(yáng)極、明概,電解質(zhì)溶液;陽(yáng)極和陰之形路。否則,就不能構(gòu)成腐蝕屯池,也就不會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕了。防出金屬產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕的措施就是破壞三個(gè)條件中的任何一個(gè)。來(lái)阻止電化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生。

宏觀與微觀腐蝕電池,宏觀腐蝕電池

圖2-3與鋼緊固件接觸的2024鋁合金發(fā)生電化學(xué)腐蝕,電偶腐蝕電池音圖2¨2和團(tuán)2-3所示的電池就是這種電池。電位低的金屬(鋅)不斷遭到腐蝕雨溶解9電位較高的金屬t錮)得到保護(hù),這種腐蝕稱為接觸腐蝕或電偶腐蝕。兩種金屬的電極電位相差越大,電偶腐蝕越嚴(yán)重。

濃差電池:同一種金屬浸人到同一種電解溶液中,當(dāng)電解溶液局部的濃度(或溫度)不同時(shí),構(gòu)成的腐蝕電池稱為濃差電池。

實(shí)際中,最有意義的濃差電池是氧濃差電池。這是由于金屬與含氧量不于司的溶液接觸而形成的。在含氧量較高的部位,金屬電極電位較高是陰極導(dǎo)狂含氧量較低的部位,金屬電極電位較低是陽(yáng)極,這部位的金屬將會(huì)受到腐蝕。金屬構(gòu)件由于生銹形成的縫隙,或金屬構(gòu)件之間互相連接形成的縫隙處,往往會(huì)形成氧濃差電池,使金屬受要自腐蝕破壞。

微觀腐蝕電池,由于金屬表面電化學(xué)不均勻性,在電解溶液中9金屬表面形成微小區(qū)域之間電位羞∴結(jié)果造成電位低的部位金屬受到腐蝕,這種腐蝕電池叫微觀腐蝕電池9其特點(diǎn)是屯池的電極無(wú)法用肉眼辨認(rèn)。圖2-4中所示的腐蝕電池即是微觀腐蝕電池。造成金屬表面電化學(xué)不均勻性的原因有以下幾種:

金屬化學(xué)成分不均勻。比如,電解質(zhì)溶液接觸時(shí),這些雜質(zhì)與基體金屬之間形成

微觀腐蝕電池。這些雜質(zhì)的電極電位與基體金屬相比較高,從而加速了基體金屬的腐蝕。

金屬組織的不均勻。比如金屬及合金的晶雜質(zhì)粒與晶界間存在著電位差異。一般晶界比晶粒內(nèi)更為活潑,能量高,具有較低的電極電位,所以,晶界成為微電池的陽(yáng)極,腐蝕首先從晶界開(kāi)始。

金屬表面的物理狀態(tài)不均勻。在機(jī)械加工過(guò)程中,或在金屬構(gòu)件使用過(guò)程中,承受載荷或發(fā)生變形,常會(huì)造成金屬某些部位的變形或應(yīng)力狀態(tài)不均勻。――般情況下,變形較大和應(yīng)力集中的部位,電極電位較低為陽(yáng)極,腐蝕首先從這些稀H2sO4部位開(kāi)始。

表面膜不完整。金屬與空氣中某種成分起反應(yīng)生成的表面膜不致密,有孔

隙或裂紋,沒(méi)有被表面膜覆蓋的金屬與表面膜相比,具有較低的電極電位,成為微觀電池的陽(yáng)極而遭受腐蝕。

全面腐蝕和局部腐蝕,全面腐蝕是指金屬表面均發(fā)生腐蝕。金屬構(gòu)件變薄,最后破壞。全面腐蝕的速率常以失重或變薄法表示。

在工程結(jié)構(gòu)中,發(fā)生的腐蝕破壞事故,全而腐蝕占較小的比例,而且全面腐蝕雖然會(huì)導(dǎo)致金屬的大量損傷,但不會(huì)造成突然破壞事故,與局部腐蝕相比危險(xiǎn)性小些。在大氣中,鐵生銹或鋼失澤以及金屬的高溫氧化均屬于全面腐蝕。

局部腐蝕,如果腐蝕只集中在金屬表面特定部位進(jìn)行,其余大部分幾乎不發(fā)生腐蝕,這種腐蝕稱為局部腐蝕。

局部腐蝕的特點(diǎn)是陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)截然分開(kāi),腐蝕電池中的陽(yáng)極反應(yīng)和腐蝕劑的還原反應(yīng)可以在不同的區(qū)域發(fā)生。通常陽(yáng)極區(qū)域較小,陰極區(qū)域較大,從而加劇了局部腐蝕中陽(yáng)極區(qū)的溶解損傷速度。在工程結(jié)構(gòu)中,由于局部腐蝕造成的事故遠(yuǎn)比全面腐蝕的事故多,危害性也較大。

圖2-4 工業(yè)鋅在硫酸中的腐蝕

局部腐蝕類(lèi)型主要有點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕,點(diǎn)腐蝕,電偶腐蝕等。金屬表面大部分不發(fā)生腐蝕或腐蝕很輕微,但是趕盅腐蝕或生工孔腐蝕。點(diǎn)腐蝕是破壞性和隱患較大的腐蝕形態(tài)之一,它在失重很小的情況下,就會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件發(fā)生穿孔破壞。由于點(diǎn)腐蝕是向深度方向迅速發(fā)展,給腐蝕物的清除和修復(fù)也帶來(lái)一定的困難。此外,在承受應(yīng)力的情況下,點(diǎn)腐蝕會(huì)成為應(yīng)力腐蝕源,誘發(fā)構(gòu)件

腐蝕開(kāi)裂。