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1绪论1

1.1材料腐蚀的基本概念1

1.1.1腐蚀的定义1

1.1.2金属腐蚀的定义1

1.2腐蚀的危害与腐蚀控制的重要性2

1.2.1腐蚀的危害2

1.2.2腐蚀控制及其重要性4

1.3腐蚀与防护科学的研究发展5

1.4材料腐蚀的分类6

1.4.1按腐蚀环境分类7

1.4.2按腐蚀机理分类7

1.4.3按腐蚀形态分类8

1.5材料腐蚀程度的评定方法9

1.5.1均匀腐蚀程度的评定方法9

1.5.2局部腐蚀程度的评定方法10

1.6腐蚀与防护科学的任务11

1.6.1金属腐蚀与防护学科的研究内容11

1.6.2普及腐蚀科学知识的重要性11

2腐蚀环境12

2.1水12

2.1.1水中阴极过程的种类12

2.1.2淡水12

2.1.3海水13

2.2土壤腐蚀17

2.2.1土壤的构成17

2.2.2土壤的特性18

2.2.3土壤中的腐蚀机理和特点18

2.2.4影响土壤腐蚀的因素19

2.2.5土壤中常见的腐蚀形式20

2.2.6防止土壤腐蚀的措施21

2.3大气腐蚀21

2.3.1大气腐蚀的类型和特征21

2.3.2大气环境腐蚀性分类22

2.3.3大气腐蚀的影响因素24

2.3.4防止大气腐蚀的方法25

2.4微生物腐蚀26

2.4.1定义26

2.4.2微生物腐蚀的特征27

2.4.3与腐蚀有关的微生物27

2.4.4微生物腐蚀的控制措施28

3金属耐蚀合金化原理29

3.1影响纯金属耐蚀性的因素29

3.1.1金属本身的热力学稳定性29

3.1.2金属由活化态转为钝态的能力29

3.1.3腐蚀产物的性质30

3.1.4杂质的影响30

3.2合金化提高金属耐蚀性的作用机理和途径30

3.2.1金属耐蚀合金化机理30

3.2.2利用合金化提高金属耐蚀性的途径32

3.3组织结构不均匀对金属材料耐蚀性能的影响34

3.3.1电化学不均一性34

3.3.2合金组织不均匀性对金属材料耐蚀性的影响35

4铸铁的腐蚀性能36

4.1概述36

4.1.1铸铁的分类36

4.1.2铸铁腐蚀的基本原理36

4.1.3提高铸铁耐蚀性的理想组织36

4.2铁锈的形成37

4.2.1铁的锈层结构及形成过程37

4.2.2铁的腐蚀产物的性质37

4.3铸铁中合金元素对耐蚀性的影响37

4.3.1合金元素提高铸铁耐蚀性的作用38

4.3.2铸铁中主要合金元素的作用38

4.4常用铸铁的耐蚀性与耐热性39

4.4.1普通铸铁39

4.4.2高硅铸铁41

4.4.3镍铸铁41

4.4.4铬铸铁42

4.4.5铝铸铁42

4.4.6其他耐蚀铸铁42

5碳钢与低合金钢的耐蚀性44

5.1概述44

5.2碳钢的腐蚀特性45

5.2.1化学成分对腐蚀的影响46

5.2.2夹杂物对腐蚀的影响46

5.2.3钢的组织对腐蚀的影响47

5.2.4冷加工和焊接对腐蚀的影响47

5.2.5碳钢在普通环境中的腐蚀倾向48

5.3耐蚀低合金钢48

5.3.1耐大气腐蚀的低合金钢48

5.3.2耐硫酸露点腐蚀低合金钢51

5.3.3耐海水腐蚀低合金钢52

5.3.4抗氢、氮、氨用低合金钢53

5.3.5耐硫化物腐蚀用钢55

6不锈钢的耐蚀性61

6.1概述61

6.1.1不锈钢的定义与分类61

6.1.2不锈钢的耐蚀机理61

6.1.3不锈钢的发展动向62

6.2马氏体不锈钢的耐蚀性63

6.2.1马氏体不锈钢的特征63

6.2.2马氏体不锈钢的用途63

6.2.3马氏体不锈钢的耐蚀性63

6.2.4提高耐蚀性的途径66

6.3铁素体不锈钢的耐蚀性66

6.3.1普通铁素体不锈钢66

6.3.2高纯铁素体不锈钢67

6.3.3普通铁素体不锈钢的耐蚀性能67

6.4奥氏体不锈钢的耐蚀性71

6.4.1奥氏体不锈钢的特点71

6.4.2奥氏体不锈钢的合金化原理71

6.4.3奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能71

6.4.4奥氏体不锈钢的晶间腐蚀72

6.4.5奥氏体不锈钢的点蚀和缝隙腐蚀73

6.4.6奥氏体不锈钢的应力腐蚀73

6.5奥氏体-铁素体双相不锈钢的耐蚀性74

6.5.1奥氏体-铁素体双相不锈钢的特点74

6.5.2奥氏体-铁素体双相不锈钢的成分和组织75

6.5.3双相不锈钢的耐蚀性75

6.5.4双相不锈钢的主要应用75

6.6镍基和铁镍基耐蚀合金76

6.6.1镍基耐蚀合金的发展76

6.6.2镍的耐蚀特点77

6.6.3镍基耐蚀合金的种类78

6.6.4铁-镍基耐蚀合金79

7耐热钢和耐热合金80

7.1概述80

7.1.1耐热钢的分类及特点80

7.1.2合金元素的作用81

7.1.3耐热合金的分类及特点82

7.2耐热钢与耐热合金的主要性能84

7.2.1高温蠕变84

7.2.2应力松弛84

7.2.3组织的稳定性85

7.2.4机械疲劳85

7.2.5热疲劳86

7.3金属材料高温强化机制87

7.3.1固溶强化87

7.3.2晶界强化88

7.3.3沉淀强化89

7.3.4氧化物弥散强化90

7.3.5复合强化91

7.4金属材料高温氧化与热腐蚀行为91

7.4.1高温氧化91

7.4.2热腐蚀94

7.5其他高温合金96

7.5.1定向凝固高温合金96

7.5.2粉末高温合金96

7.6金属间化合物97

7.6.1概述97

7.6.2金属间化合物的强度98

7.6.3金属间化合物的塑韧性98

7.6.4抗氧化性能98

7.6.5几种金属间化合物材料98

7.7耐热钢和高温合金的应用100

7.7.1在航空发动机上的应用100

7.7.2在航天火箭发动机上的应用100

7.7.3在汽车工业中的应用101

7.7.4在原子能工业中的应用101

7.7.5在水泥和搪瓷工业中的应用102

7.7.6在玻璃工业中的应用102

7.7.7在冶金工业中的应用102

7.7.8在电力工业中的应用102

8铝及铝合金的耐蚀性104

8.1概述104

8.1.1纯铝的物理性质104

8.1.2纯铝及铝合金的力学性能104

8.1.3纯铝及铝合金的工艺性能104

8.2纯铝的耐蚀性105

8.2.1电化学特性105

8.2.2氧化膜的特点105

8.2.3氧化膜的结构105

8.2.4纯铝在不同介质中的腐蚀行为105

8.2.5铝在几种典型的介质中的腐蚀速度106

8.3铝合金常见的几种腐蚀破坏形式106

8.3.1点蚀106

8.3.2晶间腐蚀107

8.3.3应力腐蚀开裂107

8.3.4铝合金的剥蚀108

8.4铝合金的耐蚀性108

8.4.1铝-锰合金108

8.4.2铝-镁合金109

8.4.3铝-铜系合金109

8.4.4铝-锌-镁-铜合金110

8.4.5铝合金在各种环境中的耐蚀性110

9铜及铜合金的耐蚀性113

9.1概述113

9.1.1纯铜的物理化学性质113

9.1.2铜合金的分类113

9.2纯铜的耐蚀性114

9.2.1纯铜的电化学特性114

9.2.2纯铜的耐蚀性114

9.3铜合金的耐蚀性115

9.3.1黄铜的耐蚀性115

9.3.2青铜的耐蚀性117

9.3.3白铜的耐蚀性118

9.3.4装饰铜合金的耐蚀性118

10镁及镁合金的耐蚀性119

10.1镁的腐蚀电化学119

10.1.1纯镁的耐蚀性119

10.1.2镁腐蚀基本现象120

10.2镁合金的耐蚀性123

10.2.1腐蚀特点124

10.2.2镁合金腐蚀的影响因素127

10.2.3镁合金的腐蚀防护方法131

11钛及钛合金的耐蚀性134

11.1概述134

11.1.1钛的力学性能特点135

11.1.2钛的加工工艺性135

11.2纯钛的耐蚀性135

11.2.1钛的电化学特性135

11.2.2钛的钝化和表面氧化膜135

11.2.3钛在常用介质中的耐蚀性136

11.2.4钛的腐蚀形式136

11.3钛合金的耐蚀性138

11.3.1钛合金相分类139

11.3.2钛合金元素的作用139

11.3.3钛合金的热处理140

11.3.4钛-钯合金140

11.3.5钛-镍-钼合金141

11.3.6钛合金的耐蚀性141

12锌和锌合金的耐蚀性145

12.1锌的耐蚀性145

12.1.1锌的电化学特性145

12.1.2锌的钝化膜145

12.1.3锌的耐蚀性147

12.2锌的腐蚀类型148

12.2.1电偶腐蚀149

12.2.2极性逆转150

12.2.3点蚀152

12.2.4晶间腐蚀153

12.2.5潮湿贮存锈斑154

12.2.6氢脆和应力腐蚀破裂155

12.3锌合金的耐蚀性155

12.3.1锌合金中各元素的作用155

12.3.2锌合金主要的腐蚀形式156

13非晶态合金和纳米晶金属的耐蚀性157

13.1非晶态合金的结构157

13.1.1非晶态合金的结构特点157

13.1.2非晶态合金的结构缺陷158

13.2非晶态合金的形成和制备方法158

13.2.1非晶态合金形成的热力学与动力学158

13.2.2非晶态合金的制备方法159

13.3非晶态合金的耐腐蚀性160

13.3.1非晶态合金与晶态合金耐蚀性的差异160

13.3.2合金组成对耐蚀性的影响162

13.3.3非晶态合金的局部腐蚀163

13.3.4非晶态合金的氢致脆化163

13.4纳米晶金属材料的耐腐蚀性能165

13.4.1纳米粉末165

13.4.2纳米薄膜165

13.4.3纳米块体166

14腐蚀控制方法及其选择167

14.1正确选用材料及合理设计结构和加工工艺167

14.1.1正确选用材料167

14.1.2结构设计中的腐蚀控制168

14.1.3实施合理的工艺设计169

14.2腐蚀环境处理与缓蚀剂的应用170

14.2.1腐蚀环境的处理170

14.2.2缓蚀剂的类型171

14.2.3缓蚀剂的作用机理174

14.2.4缓蚀剂的选择和应用177

14.3电化学保护179

14.3.1阴极保护179

14.3.2阳极保护186

14.3.3阴极保护和阳极保护的比较与选择189

14.4表面涂镀层与改性技术191

14.4.1金属覆盖层192

14.4.2非金属覆盖层195

14.4.3表面机械形变强化处理198

14.5腐蚀控制方法的选择原则201

参考文献203