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钢材的腐蚀

时间:2022-10-24 百科知识 版权反馈
【摘要】:钢材与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀,称为化学腐蚀。通常是由于氧化作用,使钢材中的铁形成疏松的氧化铁而被腐蚀。钢铁在酸碱盐溶液及海水中发生的腐蚀,地下管线的土壤腐蚀,在大气中的腐蚀,与其他金属接触处的腐蚀,均属于电化学腐蚀,可见电化学腐蚀是钢材腐蚀的主要形式。钢材在应力状态下腐蚀加快的现象,称为应力腐蚀。

一、钢材的腐蚀

1.化学腐蚀

钢材与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀,称为化学腐蚀。通常是由于氧化作用,使钢材中的铁形成疏松的氧化铁而被腐蚀。在干燥环境中,化学腐蚀进行缓慢,但在潮湿环境和温度较高时,腐蚀速度加快,这种腐蚀亦可由空气中的二氧化碳或二氧化硫作用,以及其他腐蚀性物质的作用而产生。

2.电化学腐蚀

金属在潮湿气体以及导电液体(电解质)中,由于电子流动而引起的腐蚀,称为电化学腐蚀。这是由于两种不同电化学势的金属之间的电势差,使负极金属发生溶解的结果。就钢材而言,当凝聚在钢铁表面的水分中溶入二氧化碳或硫化物气体时,即形成一层电解质水膜,钢铁本身是铁和铁碳化合物,以及其他杂质化合物的混合物。它们之间形成以铁为负极,以碳化铁为正极的原电池,由于电化学反应生成铁锈。

在钢铁表面,微电池的两极反应如下:

img186

从电极反应中所逸出的离子在水膜中的反应:

img187

Fe(OH)2又与水中溶解的氧发生下列反应:

img188

所以Fe(OH)2、Fe(OH)3及Fe2+、Fe3+img189生成的FeCO3、Fe2(CO33等是铁锈的主要成分,为方便,通常以Fe(OH)3表示铁锈。

钢铁在酸碱盐溶液及海水中发生的腐蚀,地下管线的土壤腐蚀,在大气中的腐蚀,与其他金属接触处的腐蚀,均属于电化学腐蚀,可见电化学腐蚀是钢材腐蚀的主要形式。

3.应力腐蚀

钢材在应力状态下腐蚀加快的现象,称为应力腐蚀。所以,钢筋冷弯处、预应力钢筋等都会因应力存在而加速腐蚀。

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