均勻腐蝕是最常見的一種腐蝕。在整個暴露的金屬構件表面或相當大的面積上發生化學或電化學反應而被腐蝕。金屬由于腐蝕減薄至最終失效。嚴格地說,減薄的程度在各部位并不一定完全均勻(相等),但腐蝕又確實發生在整個或大面積表面,因此也有把均勻腐蝕稱作全面腐蝕。
均勻腐蝕耗費掉大量的金屬材料,相對來說,危險程度是最小的,比較容易用腐蝕速率進行預測,防護的方法較多,監測也較容易。即使均勻腐蝕在某些情況下不可避免,又難以防護,但也可在金屬構件因腐蝕而減薄至一定許可程度就進行更換,不至于造成快速穿孔或突然斷裂。
無論在實驗室預測或失效分析饃擬均勻腐蝕速率時,常用失重法來研究腐蝕速率。
晶間腐蝕失效分析
工業上使用的金屬結構材料絕大多數是多晶體,晶粒間的晶界上由于成分和能量的不均勻性,一般較晶粒內部活潑,更易被腐蝕。如果晶界的活潑程度不顯著,晶界的優先腐蝕還不突出,均勻腐蝕就屬于這種情況。然而在一定條件下,造成晶界對腐蝕反應十分活潑,局部腐蝕就專門沿晶界或晶界附近的兩側進行,形成晶間腐蝕。
晶間腐蝕是十分有害的,它可以使金屬或合金材料沿晶界分離、失去強度。偏聚在晶界上的雜質、晶界上合金元素的富集與貧化是造成晶間腐蝕的主要原因,因為它們提供了晶界或晶界附近電化學腐蝕的陰極或陽極,構成了反應電池。鋁合金中若含有少量的鐵,因為鐵在鋁中的溶解度低而偏聚在晶界,引起鋁合金的晶間腐蝕;黃銅中的鋅原子也易偏聚在晶界。
應力腐蝕與氫損
應力腐蝕(SCC)指的是金屬材料在一定的環境介質和名義穩定應力(主要是拉伸應力)的共同交互作用下發生的開裂。發生SCC失效的金屬構件往往整個外表面不腐蝕或腐蝕程度很輕,而是由于萌生了尖銳的裂紋并逐漸擴展,導致最終突然破斷。SCC失效常常帶來災難性的破壞,生命和財產的損失巨大,因此引起了人們的高度重視。SCC是環境敏感斷裂現象的一種,也是最基本的一種。
氫損傷指在金屬中發生的一些過程,這些過程導致金屬的承載能力因氫的出現而下降。氫損傷可以按照不同方式分類。按照氫損傷敏感性與應變速度的關系可分為兩大類。第一類氫損傷的敏感性隨應變速度的增加而增加,其本質是在加載前材料內部已存在某種裂紋源,故加載后在應力作用下加快了裂紋的形成和擴展。第二類氫損傷的敏感性隨應變速度的增加而降低,其本質是加載前材料內部并不存在裂紋源,加載后由于應力與氫的互作用逐漸形成裂紋源,最終導致材料的脆性斷裂。
點腐蝕縫隙腐蝕
點腐蝕和縫隙腐蝕的共同特征都是通過形成一個局部閉塞電池的過程而發生。不同的是,點腐蝕先要有保護性表面膜(鈍化膜)的局部溶解或破壞,往往發生在表面有缺陷或夾雜的地方,或鈍化膜的薄弱部位,而且要有活性陰離子的存在。而縫隙腐蝕的縫隙經常是工程結構上的原因所形成,在金屬與金屬之間或金屬與非金屬之間形成縫隙(包括肉眼看不見的縫隙)。應當說,沉淀的腐蝕產物與金屬基體之間,氧化皮和金屬基體之間也是縫隙腐蝕易于發生的位置。
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