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1 绪论1

1.1 引言1

1.2 金属腐蚀的定义1

1.3 金属腐蚀科学在发展国民经济中的意义2

1.4 金属腐蚀科学技术的发展简史3

1.5 金属腐蚀的分类4

1.6 金属腐蚀学课程的内容5

思考题5

2 金属的高温腐蚀6

2.1 高温腐蚀热力学6

2.1.1 金属在单—气体中腐蚀的热力学6

2.1.2 氧化物固相的稳定性7

2.1.3 金属在混合气氛中的优势区相图11

2.2 金属氧化物的结构及性质13

2.2.1 氧化物的结构与缺陷14

2.2.2 与缺陷相关的氧化物的性质17

2.3 金属氧化过程的动力学19

2.3.1 金属氧化的恒温动力学曲线19

2.3.2 薄氧化膜的生长21

2.3.3 厚氧化膜的生长23

2.3.4 氧化膜中的应力与应力松弛27

2.4 合金的氧化29

2.4.1 合金的选择氧化30

2.4.2 合金的内氧化及外氧化32

2.4.3 掺杂对合金氧化的作用34

2.4.4 活性元素效应35

2.5 其它类型的金属高温腐蚀36

2.5.1 金属的高温硫化36

2.5.2 金属在O-S体系中的高温腐蚀37

2.5.3 金属的热腐蚀38

2.5.4 金属的碳化40

思考题41

3 金属腐蚀电化学理论基础42

3.1 金属腐蚀热力学42

3.1.1 自然环境中金属的不稳定性42

3.1.2 腐蚀过程的自发性判据42

3.1.3 电化学电位和电动序45

3.1.4 界面结构和性质48

3.1.5 腐蚀电池53

3.1.6 腐蚀形态与分类59

3.1.7 电位-pH图原理61

3.1.8 电位-pH图在腐蚀研究中的应用与其局限性66

3.2 金属腐蚀动力学68

3.2.1 电化学腐蚀速度和腐蚀速度68

3.2.2 极化与混合电位理论70

3.2.3 腐蚀极化图及其应用80

3.2.4 极化控制下的腐蚀动力学方程84

3.2.5 腐蚀过程中的阴极反应91

3.2.6 腐蚀过程中的阳极溶解反应101

3.2.7 均匀腐蚀动力学102

3.2.8 局部腐蚀及其动力学105

3.3.1 钝化现象111

3.3 金属的钝化111

3.3.2 钝化膜114

3.3.3 金属的自钝化115

3.3.4 钝化理论116

思考题121

4 局部腐蚀122

4.1 点腐蚀122

4.1.1 点腐蚀的形貌与特征122

4.1.2 点腐蚀机理124

4.1.3 影响点蚀的因素129

4.1.4 防止点蚀的措施131

4.2.2 缝隙腐蚀机理132

4.2.1 缝隙腐蚀的特征132

4.2 缝隙腐蚀132

4.2.3 影响缝隙腐蚀的因素133

4.2.4 防止缝隙腐蚀的措施136

4.2.5 丝状腐蚀——缝隙腐蚀的一种特殊形式137

4.3 电偶腐蚀139

4.3.1 电动序和电偶序139

4.3.2 电偶电流及电偶腐蚀效应140

4.3.3 影响电偶腐蚀的因素141

4.3.4 防止电偶腐蚀的措施143

4.4 晶间腐蚀144

4.4.1 晶间腐蚀的机理144

4.4.2 影响晶间腐蚀的因素147

4.4.3 防止晶间腐蚀的措施149

4.4.4 不锈钢焊缝的晶间腐蚀150

4.5 选择性腐蚀151

4.5.1 黄铜脱锌151

4.5.2 石墨化腐蚀152

4.5.3 其它合金系的选择性腐蚀152

思考题152

5 应力作用下的腐蚀153

5.1 应力腐蚀断裂153

5.1.1 应力腐蚀断裂的特征153

5.1.2 应力腐蚀断裂的影响因素155

5.1.3 应力腐蚀机理160

5.1.4 奥氏体不锈钢的氯化物应力腐蚀断裂161

5.1.5 碳钢、低合金钢的应力腐蚀断裂167

5.1.6 铝合金的应力腐蚀断裂172

5.1.7 铜合金的应力腐蚀断裂174

5.1.8 防止应力腐蚀断裂的措施176

5.2 氢致开裂177

5.2.1 氢在金属中的行为177

5.2.2 不可逆氢脆181

5.2.3 可逆氢脆184

5.2.4 减少氢脆敏感性的途径190

5.3 腐蚀疲劳192

5.3.1 疲劳的概念192

5.3.2 腐蚀疲劳的特点193

5.3.3 影响腐蚀疲劳的因素194

5.3.4 腐蚀疲劳裂纹扩展规律197

5.3.5 腐蚀疲劳的机理199

5.3.6 防止腐蚀疲劳的措施200

5.4 与磨损有关的腐蚀200

5.4.1 冲刷腐蚀200

5.4.2 腐蚀磨损205

思考题207

6 自然环境中的腐蚀208

6.1 大气腐蚀208

6.1.1 大气腐蚀的特征208

6.1.2 大气腐蚀的影响因素211

6.1.3 金属在大气中的耐蚀性216

6.2.1 土壤腐蚀的特征218

6.2 土壤腐蚀218

6.1.4 防止大气腐蚀的措施218

6.2.2 土壤腐蚀的影响因素221

6.2.3 金属在土壤中的耐蚀性224

6.2.4 防止土壤腐蚀的措施225

6.3 淡水和海水腐蚀226

6.3.1 淡水腐蚀226

6.3.2 海水腐蚀228

6.3.3 金属在海水中的耐蚀性234

6.3.4 防止海水腐蚀的措施236

6.4 微生物腐蚀237

6.4.1 微生物腐蚀的特征237

6.4.2 与腐蚀有关的主要微生物237

思考题240

6.4.3 防止微生物腐蚀的措施240

7.1 酸、碱、盐介质中的腐蚀241

7.1.1 酸溶液中的腐蚀241

7 工业介质中的腐蚀与防护241

7.1.2 碱溶液中的腐蚀253

7.1.3 金属在盐类水溶液中的腐蚀255

7.2 工业水腐蚀256

7.2.1 冷却水腐蚀257

7.2.2 高温高压水腐蚀262

7.3 熔盐腐蚀270

7.3.1 熔盐腐蚀的特征270

7.3.2 金属在熔盐中的耐蚀性272

7.4.1 液态金属腐蚀的特征273

7.4 液态金属腐蚀273

7.4.2 金属材料在液态金属中的耐蚀性275

思考题276

8 金属材料的耐蚀性能277

8.1 纯金属的耐蚀性277

8.1.1 纯金属的热力学稳定性277

8.1.2 金属的耐蚀性与元素周期表277

8.2 提高金属材料耐蚀性的合金化途径280

8.2.1 金属耐蚀合金化的电化学原理280

8.2.2 增加金属的热力学稳定性281

8.2.3 阻滞阴极过程282

8.2.4 阻滞阳极过程283

8.2.5 增大腐蚀体系电阻285

8.3 铁的耐蚀性286

8.3.1 铁的电化学性质286

8.3.2 铁的耐蚀性286

8.3.3 铁在各种电解质中的腐蚀287

8.4 铸铁的耐蚀性及其应用288

8.4.1 高合金铸铁的耐蚀性289

8.4.2 低合金铸铁的耐蚀性289

8.5 碳钢和低合金钢的耐蚀性290

8.5.1 碳钢的耐蚀性290

8.5.2 低合金钢的耐蚀性291

8.6.1 不锈钢的成分与组织结构297

8.6 不锈钢297

8.6.2 不锈钢的耐蚀性300

8.6.3 铬不锈钢300

8.6.4 高纯高铬铁素体不锈钢303

8.6.5 奥氏体不锈钢304

8.6.6 奥氏体-铁素体双相不锈钢309

8.6.7 沉淀硬化不锈钢312

8.7 耐热钢及耐热合金314

8.7.1 耐热铸铁314

8.7.2 耐热钢314

8.7.3 高温合金317

8.7.4 钴基高温合金318

8.7.5 新型高温材料319

8.8.1 镍及其合金321

8.8 镍、钴、铬及其合金321

8.8.2 钴及其合金328

8.8.3 铬及其合金328

8.9 铜及其合金329

8.9.1 纯铜329

8.9.2 青铜330

8.9.3 黄铜331

8.10 轻金属及其合金332

8.10.1 铝及其合金332

8.10.2 镁及其合金337

8.10.3 铍及其合金339

8.11 钛、锆、铪及其合金339

8.11.1 钛及其合金339

8.11.2 锆343

8.11.3 铪344

8.12 铅、锡、锌、镉的耐蚀性及其应用344

8.12.1 铅344

8.12.2 锡345

8.12.3 锌345

8.12.4 镉346

8.13 贵金属346

8.13.1 银346

8.13.2 金347

8.13.3 铂347

8.13.4 钯348

思考题348

主要参考文献349