金屬電化學腐蝕基本原理?一、碳鋼與低合金鋼深海腐蝕研究，我來為大家科普一下關于金屬電化學腐蝕基本原理?下面希望有你要的答案，我們一起來看看吧!

金屬電化學腐蝕基本原理

一、碳鋼與低合金鋼深海腐蝕研究

與淺海相比，深海環境中靜水壓力﹑溫度、鹽度、溶解氧濃度和pH值等因素随着海水深度的變化而發生變化，這些因素對碳鋼與低合金鋼腐蝕行為的影響機制錯綜複雜，也必然導緻其在深海環境條件下的腐蝕行為與淺海存在顯著差異。印度國家海洋技術研究所Venkatesan等用實海挂片方法研究了碳鋼在印度洋500、1200、3500、5100 m深度的腐蝕行為，結果表明，深海環境中氧濃度是影響均勻腐蝕過程的主要因素，中碳鋼在深海中的腐蝕速度随溶解氧濃度的降低而減小。美國懷尼米港海軍建造營中心的土木工程實驗室曾在1962—1970年期間，在太平洋開展大規模海水環境試驗，結果表明，碳鋼與低合金鋼在1828 m深海的腐蝕速度是在表層海水中的33%左右，762 m深處的腐蝕速度也比1828 m低，鋼暴露1年的平均腐蝕速度與氧濃度成直線關系。實海試驗結果反映了溶解氧濃度在碳鋼和低合金鋼深海腐蝕進程的關鍵作用，但也有學者指出，深海高靜水壓力的作用也不容忽視。比如，中船重工七二五所研究人員和中國科學院金屬研究所的孫海靜等通過室内模拟試驗研究了深海靜水壓對低合金鋼腐蝕行為的影響，發現高靜水壓不甚影響其陰極過程，但能夠提高Cl-活性，加快陽極溶解速度。Yang等也進行了Ni-Cr-Mo-V鋼的深海腐蝕行為研究，認為高靜水壓能夠降低其耐蝕性，通過加速點蝕萌生速度，降低點蝕生長速度，使腐蝕表面形态趨于均勻。

二、鋁合金深海腐蝕研究

鋁合金在海洋環境中能夠發生鈍化，腐蝕質量損失數值較小，但通過腐蝕質量損失的大小仍可以初步評價鋁合金在各種海水環境中耐蝕性能。Venkatesan研究了1060鋁合金在印度洋海域不同深度暴露168天後腐蝕情況，發現随深度增加(500～5100 m)，其腐蝕速率逐漸增大。此外，2000系鋁合金在太平洋和印度洋不同深度海水環境中的腐蝕速率也呈現類似規律。僅依據現有的數據不能說明深海中鋁合金的腐蝕速率随着深度的增加而線性增大，其中存在不少反常情況，因此鋁合金深海腐蝕評價還要結合點蝕、縫隙腐蝕等其他數據。

鋁合金海洋腐蝕形式以點蝕和縫隙腐蝕為主，高強度鋁合金在應用過程中還存在應力腐蝕問題。印度深海暴露結果表明，鋁鎂合金在各種深度下比純鋁或鋁銅合金的腐蝕率更低。Al-1100在深海環境下産生了點蝕，且在5100 m點蝕最嚴重，鋁鎂合金表現為均勻腐蝕及少量稀疏的點蝕，鋁及鋁-鎂-矽合金Al-6061-T6在深海暴露後表面表現為泥裂特征。特别的是，5000系和6000系鋁合金在淺海具有很好的耐蝕性，但在深海中點蝕和縫隙腐蝕敏感性卻增加。Beccaria等認為局部腐蝕加重的原因是由于壓力的增加引起離子半徑和金屬離子水解程度的變化，改變了金屬離子活性以及金屬配合物的組成，導緻鋁的化合物具有更高的反應常數。Boyd等和Reinhart則分别調查了鋁鎂合金在太平洋表層海水和深海中的腐蝕行為，發現深海環境下5000系列鋁鎂合金點蝕速率加快，在700 m深海水環境下點蝕速率最大，為表層海水的3倍，而在1700 m深處則降為2倍，并認為影響5000系列鋁鎂合金點蝕的主要因素是氧含量。深海中不同系列鋁合金應力腐蝕的研究表明，在屈服強度為50%和75%的應力條件下，760m深海中暴露402天後，除7000系外，其他系列鋁合金均無應力腐蝕敏感性，7000系鋁合金中7075、7079、7178存在應力腐蝕開裂現象。

三、銅合金深海腐蝕研究

銅合金在深海環境下仍以均勻腐蝕為主，基于質量損失計算的腐蝕速度能可靠地應用于結構設計，但這并不适用于脫成分腐蝕敏感的銅基合金。已有實海挂片試驗結果顯示，不同深度海水中，除含砷海軍黃銅、鋁黃銅、鎳黃銅、鋁青銅以及矽青銅外，所有含10%～42%鋅的黃銅都出現脫成分腐蝕。有研究指出，深海中銅合金比在表層海水中腐蝕更緩慢，但這種傾向不明顯，除紫銅和矽青銅外，其他銅合金的腐蝕速度随氧濃度的增加而增加[1]。Sawant等研究了銅、黃銅及銅鎳合金在阿拉伯海和孟加拉海灣淺海、1000～2900 m深處暴露1年的腐蝕行為，發現除了黃銅的腐蝕速度與深度沒有關系外，其他材料在2900 m深處比在1000 m和淺海環境下的腐蝕速度更低。同時，文中也指出了銅合金腐蝕速率受到溶解氧含量的控制。北京科技大學李曉剛課題組借助中國船舶重工集團公司第七二五研究所環試平台在中國南海海域開展了500 m和1200 m級實海暴露實驗，研究了H62黃銅、QAl9-2鋁青銅、QSn6.5-0.1錫青銅在深海暴露3年的腐蝕行為。結果表明，随着水深的增加，H62黃銅的腐蝕速率呈線性降低，QAl9-2鋁青銅和QSn6.5-0.1錫青銅的腐蝕速率随水深的增加先降低後升高，腐蝕速率的最小值出現在水深800～1200 m之間，腐蝕速率的大小依次為:H62黃銅>QSn6.5-0.1錫青銅>QAl9-2鋁青銅。由此可知，國内外相關領域的研究結果呈現較好的一緻性，銅合金深海腐蝕規律相對單一，且已有數據表明，任何一種銅合金均對應力腐蝕不敏感，所有這些均為深海環境下銅合金的選材和應用提供了數據基礎和指導。

四、不鏽鋼深海腐蝕研究

對不鏽鋼來說，随着海水深度的增加，其腐蝕速率一般呈減小趨勢，且數值相差不大。印度洋海域深海不鏽鋼挂片試驗表明，500、1200、3500、5100 m深度條件下不鏽鋼仍能形成緻密鈍化膜，暴露168天後的腐蝕速率接近0。Reinhart則研究了1000、1500、2000 m的海水深度對AISI 300和400系列不鏽鋼腐蝕的影響，得到類似結果。不鏽鋼在海水中多發生局部腐蝕，其在深海環境下同樣可能發生點蝕、縫隙腐蝕乃至隧道腐蝕。301不鏽鋼在太平洋海域1615 m深處暴露1064天後，隧道腐蝕幾乎橫過整個試樣，但AISI304在5300 m深度暴露相同時間，則未發生隧道腐蝕。由此可知，不同材質的不鏽鋼在深海條件下發生縫隙腐蝕的幾率是不一緻的。

在深海條件下，不鏽鋼構件承受很大的靜壓力，應力腐蝕敏感性升高，力學性能劣化，威脅深海結構物/裝備的服役安全。已有研究表明，AISI405與焊接并敏化處理的AISI316不鏽鋼分别在1830 m和762 m處暴露近400天後，抗拉強度、屈服強度和伸長率出現嚴重下降;15-7AMV、RH1150和RH950在1719 m的深海下暴露751天發生應力腐蝕開裂;AISI201和AISI300系列不鏽鋼在不同深海條件下，力學性能并未受到不良影響。這進一步反映了不鏽鋼深海局部腐蝕敏感性與材質密切相關。整體上，從幾種腐蝕的出現率和嚴重程度而言，AISI300系不鏽鋼優于AISI400系不鏽鋼和沉澱硬化不鏽鋼。

五、钛合金深海腐蝕研究

钛合金在海水環境中具有優異的抗腐蝕和抗點蝕性能，深海條件下基本不發生腐蝕。美國土木工程實驗室研究了钛合金深海應力腐蝕敏感性，結果顯示，除了對焊接的13V-11Cr-3Al合金外，當對其他任何未焊接的和焊接的合金施加數值等于屈服強度的75%的應力，并在表層海水暴露180天、在762 m深處暴露402天和在1828m深處暴露1751天時，均未發生應力腐蝕開裂破壞。

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