金屬腐蝕理論及腐蝕控制（第二版）

第1篇  金屬腐蝕原理 
第1章  緒論 2
1.1　腐蝕 2
1.1.1　腐蝕的定義 2
1.1.2　腐蝕過程的本性 3
1.1.3　腐蝕的分類 4
1.1.4　均勻腐蝕速率的表示方法 4
1.2　腐蝕的危害 5
1.2.1　腐蝕造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失 6
1.2.2　腐蝕造成金屬資源和能源的大量浪費(fèi) 6
1.2.3　腐蝕造成設(shè)備破壞事故和環(huán)境污染問題 6
1.2.4　腐蝕阻礙新技術(shù)的發(fā)展 7
思考題 7
習(xí)題 7

第2章  腐蝕電池 8
2.1　腐蝕電池的工作過程 8
2.1.1　什么是腐蝕電池 8
2.1.2　腐蝕電池的工作環(huán)節(jié) 10
2.1.3　腐蝕電流-腐蝕速率的指標(biāo) 10
2.1.4　腐蝕過程的產(chǎn)物 11
2.2　腐蝕電池的形成原因 12
2.2.1　腐蝕電池的形成原因 12
2.2.2　腐蝕電池的種類 12
2.2.3　腐蝕電池的觀察 13
2.3　腐蝕電池的極化 14
2.3.1　極化現(xiàn)象 14
2.3.2　極化曲線 15
2.3.3　Evans 極化圖及其應(yīng)用 16
思考題 18
習(xí)題 18

第3章  電化學(xué)腐蝕的傾向(腐蝕熱力學(xué)) 19
3.1　電極電位 19
3.1.1　電極系統(tǒng)和電極反應(yīng) 20
3.1.2　電極電位 21
3.1.3　平衡電位和能斯特公式 23
3.1.4　非平衡電位 26
3.2　電化學(xué)腐蝕傾向的判斷 27
3.2.1　自由焓準(zhǔn)則 27
3.2.2　電位比較準(zhǔn)則 28
3.3　電位-pH 平衡圖        32
3.3.1　電位-pH平衡圖的定義 32
3.3.2　電位-pH平衡圖的繪制 32
3.3.3　電位-pH 圖上的區(qū)域 34
3.3.4　電位-pH平衡圖的應(yīng)用 35
3.3.5　電位-pH 平衡圖的局限和發(fā)展 35
思考題 36
習(xí)題 36

第4章  電化學(xué)腐蝕速率(腐蝕動(dòng)力學(xué)) 37
4.1　單一電極反應(yīng)速率 38
4.1.1　過電位和電極反應(yīng)速率 38
4.1.2　電極反應(yīng)速率控制步驟 39
4.1.3　活化極化 39
4.1.4　濃度極化 43
4.1.5　活化極化與濃度極化共同存在時(shí)的陰極極化曲線 44
4.2　均相腐蝕電極的極化 46
4.2.1　腐蝕電位和腐蝕電流密度 46
4.2.2　腐蝕電極的極化 47
4.2.3　活化極化腐蝕體系 48
4.2.4　陽(yáng)極反應(yīng)受活化極化控制，陰極反應(yīng)包括濃度極化的腐蝕體系 54
4.2.5　差數(shù)效應(yīng)和陰極保護(hù)效應(yīng) 55
4.3　復(fù)相電極和腐蝕電池 57
4.3.1　電位和電流關(guān)系 57
4.3.2　電偶腐蝕電池 59
4.3.3　氧濃差電池 63
4.3.4　腐蝕微電池 64
思考題 65
習(xí)題 65

第5章  析氫腐蝕和吸氧腐蝕 67
5.1　析氫腐蝕 67
5.1.1　發(fā)生析氫腐蝕的體系 67
5.1.2　析氫腐蝕的陰極過程 69
5.1.3　陽(yáng)極過程 71
5.1.4　析氫腐蝕的控制類型 72
5.1.5　影響因素 74
5.1.6　討論 75
5.2　吸氧腐蝕 77
5.2.1　發(fā)生吸氧腐蝕的體系 77
5.2.2　陰極過程 77
5.2.3　吸氧腐蝕體系 79
5.2.4　吸氧腐蝕的影響因素 81
5.2.5　討論 82
5.2.6　析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較 83
思考題 83
習(xí)題 83

第6章  金屬的鈍化 85
6.1　鈍化現(xiàn)象 85
6.1.1　研究鈍化現(xiàn)象的意義 85
6.1.2　鈍化現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 86
6.1.3　金屬鈍化的定義 88
6.2　鈍化體系的極化曲線 88
6.2.1　陽(yáng)極鈍化的陽(yáng)極極化曲線 88
6.2.2　鈍化體系的類型 90
6.2.3　實(shí)現(xiàn)自鈍化的途徑 92
6.3　金屬鈍化的理論 94
6.3.1　研究鈍化的方法 94
6.3.2　主要的鈍化理論簡(jiǎn)介 94
6.3.3　鈍化研究中的幾個(gè)問題 97
思考題 99
習(xí)題 100

第7章  金屬的高溫氧化 101
7.1　高溫氧化的熱力學(xué)問題 102
7.1.1　高溫氧化傾向的判斷 102
7.1.2　ΔG??-T 平衡圖 104
7.2　金屬表面上的膜 104
7.2.1　膜具有保護(hù)的條件 104
7.2.2　表面膜的破壞 105
7.2.3　氧化膜成長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 106
7.3　高溫氧化理論簡(jiǎn)介 110 
7.3.1　氧化膜的半導(dǎo)體性質(zhì) 110
7.3.2　氧化膜成長(zhǎng)的電化學(xué)歷程 112
7.3.3　合金的高溫氧化 113
7.3.4　鐵的高溫氧化 115
7.4　材料高溫氧化的研究 117
思考題 118
習(xí)題 118

第8章  局部腐蝕 119
8.1　概述 119
8.1.1　定義 119
8.1.2　主要類型 120
8.1.3　危害性 120
8.1.4　發(fā)生局部腐蝕的條件 120
8.2　電偶腐蝕 121
8.2.1　發(fā)生電偶腐蝕的幾種情況 121
8.2.2　電偶腐蝕的影響因素 121
8.2.3　電偶腐蝕案例 125
8.3　晶間腐蝕 125
8.3.1　發(fā)生晶間腐蝕的電化學(xué)條件 125
8.3.2　不銹鋼的晶間腐蝕 126
8.3.3　不銹鋼晶間腐蝕理論 127
8.3.4　提高不銹鋼抗晶間腐蝕性能的冶金方法 128
8.3.5　晶間腐蝕的危害及案例 129
8.4　選擇性腐蝕 129
8.4.1　黃銅脫鋅 129
8.4.2　灰鑄鐵石墨化 130
8.5　孔蝕和縫隙腐蝕 131
8.5.1　孔蝕 131
8.5.2　縫隙腐蝕 134
8.5.3　閉塞腐蝕電池理論 136
8.5.4　孔蝕和縫隙腐蝕的比較 137
8.5.5　孔蝕和縫隙腐蝕案例 138
8.6　應(yīng)力腐蝕 138
8.6.1　應(yīng)力腐蝕破裂（SCC）的概況 139
8.6.2　SCC 的影響因素 140
8.6.3　應(yīng)力腐蝕破裂的機(jī)理 144
8.6.4　腐蝕疲勞 147
8.6.5　應(yīng)力腐蝕的案例 148
8.7　磨損腐蝕 149
8.7.1　定義和影響因素 149
8.7.2　磨損腐蝕的兩種重要形式 150
8.7.3　空泡腐蝕的案例 151
8.8　氫損傷 152
8.8.1　氫損傷概況 152
8.8.2　氫損傷的影響因素 152
8.8.3　氫損傷機(jī)理 153
8.8.4　氫損傷的控制措施 154
8.8.5　氫脆的案例 155
思考題 155
習(xí)題 155


第2篇  金屬腐蝕控制
第9章  腐蝕控制原理 158
9.1　腐蝕控制的要求 158
9.1.1　什么是腐蝕控制 158
9.1.2　確定腐蝕控制水平時(shí)需要考慮的因素 159
9.2　腐蝕控制的途徑 159
9.2.1　從腐蝕體系的構(gòu)成分析 159
9.2.2　從電化學(xué)腐蝕歷程分析 160
9.2.3　腐蝕控制途徑的歸納 160
9.3　腐蝕控制的環(huán)節(jié) 161
思考題 161

第10章  防腐蝕設(shè)計(jì) 163
10.1　耐蝕材料的選擇 164
10.1.1　選擇的依據(jù) 164
10.1.2　耐蝕材料評(píng)價(jià) 165
10.1.3　主要的金屬材料 170
10.2　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 177
10.2.1　腐蝕控制對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求 177
10.2.2　防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干細(xì)則 178
10.3　應(yīng)力影響和強(qiáng)度設(shè)計(jì) 185
10.3.1　應(yīng)力對(duì)腐蝕的影響 185
10.3.2　消除殘余應(yīng)力影響的措施 186
思考題 188
習(xí)題 188

第11章  加工建造和操作運(yùn)行中的腐蝕控制 189
11.1　加工建造 189
11.1.1　焊接對(duì)腐蝕的影響和對(duì)策 189
11.1.2　加工 191
11.1.3　安裝，檢修和貯運(yùn) 191
11.2　工藝操作 192
11.2.1　一般原則 192
11.2.2　從工藝路線解決腐蝕問題的實(shí)例 192
11.3　維護(hù)管理 193
11.3.1　維護(hù)管理要求 193
11.3.2　設(shè)備腐蝕事故分析 194
11.3.3　腐蝕破壞分析實(shí)例 194
思考題 195

第12章  防護(hù)方法 196
12.1　電化學(xué)保護(hù) 197
12.1.1　保護(hù)原理及保護(hù)參數(shù) 197
12.1.2　電化學(xué)保護(hù)中的輔助電極系統(tǒng) 203
12.1.3　直流電源和控制方式 207
12.1.4　犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù) 208
12.1.5　陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)的比較 210
12.1.6　電化學(xué)保護(hù)應(yīng)用實(shí)例 211
12.2　控制環(huán)境方法 215
12.2.1　除去環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì) 215
12.2.2　緩蝕劑 216
12.3　覆蓋層保護(hù) 231
12.3.1　概述 231
12.3.2　金屬覆蓋層 232
12.3.3　非金屬覆蓋層 241
12.3.4　化學(xué)轉(zhuǎn)化膜 245
12.3.5　金屬表面清潔處理 251
思考題 254
習(xí)題 254

第13章  特定環(huán)境的金屬腐蝕與防護(hù) 256
13.1　大氣腐蝕與防銹 257
13.1.1　大氣的腐蝕性 257
13.1.2　大氣腐蝕的特點(diǎn) 258
13.1.3　大氣腐蝕的影響因素 260
13.1.4　防銹 261
13.1.5　鋼鐵大氣腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù) 264
13.1.6　大氣腐蝕防護(hù)案例 265
13.2　土壤腐蝕與地下金屬管道保護(hù) 265
13.2.1　土壤腐蝕的特點(diǎn) 265
13.2.2　土壤腐蝕的幾種常見形式 267
13.2.3　埋地鋼鐵管道的保護(hù) 269
13.2.4　埋地鋼鐵管道的保護(hù)案例 271
13.3　海水腐蝕與海洋設(shè)施防護(hù) 271
13.3.1　海水腐蝕 271
13.3.2　船舶和海洋設(shè)施的保護(hù) 273
13.3.3　海洋工程及設(shè)施保護(hù) 274
13.4　高溫氣體腐蝕及防護(hù) 276
13.4.1　高溫氣體腐蝕 276
13.4.2　高溫氣體腐蝕的防護(hù) 277
13.5　循環(huán)冷卻水的腐蝕和水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù) 279
13.5.1　循環(huán)冷卻水 279
13.5.2　循環(huán)冷卻水的腐蝕 281
13.5.3　循環(huán)冷卻水的結(jié)垢 281
13.5.4　水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù) 282
13.6　工業(yè)建筑物和構(gòu)筑物的腐蝕與保護(hù) 285
13.6.1　建筑材料的腐蝕 285
13.6.2　建筑和構(gòu)筑物的防護(hù) 286
思考題 290
習(xí)題 290

參考文獻(xiàn)