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材料腐蚀与防护复习题(2)

来源:网络收集 时间:2018-12-08 下载这篇文档 手机版
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D、合金,恒定拉应力,腐蚀介质 11.铝合金的丝状腐蚀( D ) A、是金属表面发生的均匀腐蚀。

B、是由于金属暴露在氧中而发生的腐蚀。 C、是由于热处理不当而发生的腐蚀。 D、其特征是漆层下面有隆起。

12.不能用来解释不锈钢点蚀机理的是:( A ) A. 能斯特公式B自催化酸化作用C.闭塞电池 D.“环状”阳极极化曲线 13.、腐蚀疲劳发生的条件是( C )

A特定材料和敏感介质 B静应力和腐蚀介质 C交变应力和腐蚀介质 D特定材料和静应力

14.下列材料在相同条件下较易腐蚀的是( B )

A金属材料表面均匀 B金属材料表面粗糙 C金属材料电位较正 D金属材料表面光滑 15.能够用来判断金属电化学腐蚀速度大小的是 D

A.电极电位 B.能斯特公式 C.电位-pH图 D.腐蚀极化图

16.中性盐水的阴极极化曲线 D A. 只反映氢去极化行为 B. 只反映氧去极化行为

C. 先反映氢去极化行为后反映氢和氧共同去极化行为 D. 先反映氧去极化行为后反映氧和氢共同去极化行为

17.为了控制奥氏体不锈钢的晶间腐蚀,以下方法无效的是:C

A.重新固溶处理 B.稳定化处理 C.降低含碳量 D.低温回火处理 18.钢铁设备在封闭系统的水中发生耗氧腐蚀时,腐蚀速度随着温度的升高而:C A.增大 B.减小 C.先增大后减小 D.不变 19.下列金属中最不易发生钝化的是:B

A.铬 B.铜 C.钛 D.钼 20.牺牲阳极保护法的依据是:D

A. 钝化机理 B. 成膜理论 C. 线性极化理论 D. 电偶腐蚀原理 21.下列体系中,不属于应力腐蚀的体系是:C

A.低碳钢在热浓氢氧化钠溶液中 B.黄铜在氨水溶液中 C.低碳钢在海水中 D.不锈钢在热的氯离子溶液中

22.不能用来解释不锈钢点蚀机理的是:A

A.能斯特公式 B.自催化酸化作用 C.闭塞电池 D.“环状”阳极极化曲线 23.下列物质中不能作为腐蚀过程去极化剂的是:A A.H2 B.O2 C.Cu2+ D.Cl2 24.进行阴极保护时:B

A.被保护设备是阳极 B.辅助电极是阳极 C.设备的极化电位比自腐蚀电位正 D.辅助电极不受腐蚀 25.下面那个图与原电池的极化曲线图最接近:B

26.、下列防腐措施中,属于电化学保护法的是( C ) A、用氧化剂使金属表面生成一层致密稳定的氧化物保护膜 B、在金属中加入一些铬或镍支撑金属或合金 C、在轮船的船壳水线以下部分装上一锌锭 D、金属表面喷漆 27.有关氯离子腐蚀,下列说法错误的是:C

A、氯离子容易穿透金属表面氧化层进入金属内部,破坏金属的钝态。

B、氯离子容易被吸附在金属表面,取代保护金属的氧化层中的氧,使金属受到破坏。 C、大多数金属,在含氯离子的溶液中是通过氢去极化而腐蚀的,所以在氯离子浓度高的时候,容易产生腐蚀。

D、氯离子的电负性质高,离子半径相对较小,使得其对金属的腐蚀很容易发生。

四、简答题

1、化学腐蚀和电化学腐蚀的主要差别是什么

答:化学腐蚀和电化学腐蚀的主要差别在于:化学腐蚀是金属直接与周围介质发生纯化 学作用而引起的腐蚀,腐蚀中没有自由电子的传递;电化学腐蚀是指金属在电解质溶液 中由于原电池的作用而引起的腐蚀,腐蚀中有自由电子的传递。

2、金属点蚀一般在什么条件下发生?以铝材在充气的NaCl溶液中孔蚀为例简述小孔腐蚀的机理。

答:金属点蚀发生条件有:(1)表面容易产生钝化膜的金属材料;(2)有特殊介质离子存在;(3)电位大于点蚀电位。 点蚀的发展机理目前主要用蚀孔内自催化机制作用(闭塞腐蚀电池理论)。铝材易于钝化,在充气的NaCl 溶液中,易于形成蚀孔,于是蚀孔内外构成膜-孔电池,孔内金属处于活化状态(电位较负),蚀孔外的金属表面处于钝态(电位较正)。 孔内阳极反应: Al→Al 3+ +3e 孔外 阴极反应: 1/2O2+H2O+2e→2OH - 孔口 PH 数值增高,产生二次反应: Al 3+ +2OH - →Al(OH)3 ? Al(OH)3 ? 沉积在孔口形成多孔的蘑菇状壳层,使得孔内外物质交换困难,孔内介 质相对孔外介质呈滞流状态。孔内O2 浓度继续下降,孔外富氧,形成氧浓差电池。其作 用加快孔内不断离子化,孔内Al 3+ 浓度不断增加,为保持中性,孔外Cl - 向孔内迁移,与孔内 Al 3+ 形成 AlCl3,AlCl3 浓缩、水解等使得孔内 PH 数值下降,PH 可以达到 2~3,点 蚀以自催化过程不断发展下去。 孔底 由于孔内的酸化、H + 去极化的发生以及孔外氧去极化综合作用,加速孔底金属溶解速度,从而使蚀孔不断向纵深迅速发展。

3、简述金属在极化过程中腐蚀速度减慢的主要原因是什么

答:金属在极化过程中腐蚀速度减慢的原因主要有以下三方面:(1)活化极化。由于电 极反应速度缓慢引起极化,从而造成金属腐蚀速度减慢。(2)浓差极化。电极反应过程 中,由于电化学反应进行得很快,而电解质中物质传输过程很缓慢,导致反应物扩散迁 移速度不能满足电

极反应速度的需要,而引起极化,从而造成金属腐蚀速度减慢;生成 物从电极表面向溶液深处扩散过程的滞后,使反应物或生成物在电极表面的浓度和溶液 中的浓度出现差异,形成浓度差,而引起极化,从而造成金属腐蚀速度减慢。(3)电阻极化。在电极表面生成钝化膜,从而产生极化,造成金属腐蚀速度减慢。

4.简述钝化产生的原因及钝化的意义。

化学因素:由强氧化剂引起的;电化学因素:外加电流的阳极极化产生的钝化。

意义:提高金属材料的钝化性能;促使金属材料在使用环境中钝化,是腐蚀控制的最有效途径之一。

5.简述晶间腐蚀产生的条件、机理、影响因素及其防止晶间腐蚀的措施。

产生的条件:组织因素--晶界与晶内的物理化学状态及化学成分不同,导致其电化学性质不均匀;环境因素--腐蚀介质能显示出晶粒与晶界的电化学不均匀性。

机理:贫化理论和晶间杂质偏聚理论。贫化理论:在某些条件作用下,铬沿晶界扩散速度要比晶粒内扩散慢,补充不上,在晶界上出现贫铬区,当处于适宜的介质条件下时,就会形成腐蚀原电池,Cr23C6及晶粒为阴极,贫铬区为阳极而遭受腐蚀。杂质偏聚或第二相析出理论:这种晶间腐蚀与σ 相在晶界析出有关。在过钝化电位下,发生的σ相选择溶解。 影响因素:1)加热温度与时间,钢的最短加热时间和晶间腐蚀敏感性大小都与它的成分有关。2)合金成分:碳:奥氏体不锈钢中碳量愈高,晶间腐蚀倾向愈严重;铬:能提高不锈钢耐晶间腐蚀的稳定性。镍:增加不锈钢晶间腐蚀敏感性。钛、铌:高温能形成稳定的碳化物。

防止晶间腐蚀措施。 ①变介质的腐蚀性;

②采用适当的工艺措施以尽量避免金属或合金在不适宜的温度受热,③采用低碳和高纯的不锈钢或合金,把碳、氮等含量降到合理水平;

④在不锈钢中添加钛、铌等强碳化物形成元素,形成碳化钛和碳化铌,以减少晶界贫铬现象。 6.以不锈钢在充气的溶液中孔蚀为例,简述小孔腐蚀的机理。

蚀孔内的自催化酸化机制,即闭塞电池作用。蚀孔一旦形成,孔内金属处于活化状态(电位

较负),蚀孔外的金属表面仍处于钝态(电位较正),蚀孔内外构成了膜 孔电池。孔内阳极反应:

孔外阴极反应:

孔口PH值增高,产生二次反应:

Fe(OH)3沉积在孔口形成多孔的蘑菇状壳层。使孔内外物质交换困难。孔内O2浓度继续下降,孔外富氧,形成氧浓差电池。其作用加速了孔内不断离子化,孔内Fe浓度不断增加,为保持电中性,孔外Cl向孔内迁移,并与孔内形成FeCL2。孔内氯化物浓缩、水解等使PH值下降,点蚀以自催化过程不断发展下去。孔底,由于孔内的酸化,H+去极化的发生及孔外氧去极化的综合作用,加速了孔底金属的溶解速度。

7.简述应力腐蚀产生的条件、机理、影响因素及其防止应力腐蚀的措施。 产生的条件:1. 敏感材料:合金比纯金属更易发生应力腐蚀开裂。

2.特定的腐蚀介质:发生应力腐蚀断裂与其所处的特定的腐蚀介质有关.3.拉伸应力:增加拉伸应力会降低疲劳寿命,增加拉伸应力会降低疲劳寿命,而增加压缩应力则可提高疲劳强度。 机理:闭塞电池理论:认为在已存在的阳极溶解的活化通道上,腐蚀优先沿着这些通道进行,在应力协同作用下,闭塞电池腐蚀所引发的蚀孔扩展为裂纹,产生SCC 。这种闭塞电池作用与前面的孔蚀相似,也是一个自催化的腐蚀过程,在拉应力作用下使裂纹不断扩展,直至断裂。膜破裂理论:认为金属表面是由钝化膜覆盖,并不直接与介质接触。在应力或活性离子Cl的作用下易引起钝化膜破裂,露出活性的金属表面。介质沿着某一择优途径浸入并溶解活性金属,最终导致应力腐蚀断裂。 影响因素:应力、环境、冶金因素。

防止应力腐蚀的措施: a. 合理选择材料;b. 减少或消除残余拉应力;c. 改善介质条件; d.电化学保护;e. 涂层保护

8. 简述腐蚀电池的三个工作环节。

(1)阳极反应:通式:Me→Men++ne (2)阴极反应:通式:D+me=[D.me] 析氢反应:2H++2e=H2

吸氧反应:O2+4H++4e=2H2O (酸性溶液中); O2+2H2O+4e=4OH-(中性或碱性溶液中)

(3)电流回路 金属部分:电子由阳极流向阴极 溶液部分:正离子由阳极向阴极迁移

--2+

9. 金属氧化膜具有良好保护性需要满足哪些基本条件?

1)PBR大于1;2)膜要致密、连续、无空洞、晶体缺陷少;3)稳定性好、蒸汽压低、熔点高;4)膜与基体的附着力强,不易脱落;5)生长内应力小;6)与基体具有相近的热膨胀系数;7)膜的自愈能力强。

10.绘出Fe—H2O的E—pH图,指出保护区、腐蚀区、钝化区和过钝化区。并举例说明该图的应用。 答案:

金属的E—pH图的应用

预计一定条件下的金属腐蚀行为 反应金属自发腐蚀热力学倾向

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