金属腐蚀理腐蚀控制
（着剑哥走肉吃）
题解答
第 章
1 根表1中列数分计算碳钢铝两种材料试验介质中失重腐蚀速度V 年腐蚀深度Vp进行较说明两种腐蚀速度表示方法差
表1 碳钢铝硝酸中腐蚀试验数
试 验 介 质
30 HNO325°C
试样材料
碳 钢
铝
矩形薄板试样尺寸(mm)
20´40´3
30´40´5
腐蚀前重W0(g)
187153
161820
浸泡时间t (hr)
45
45
腐蚀重W1(g)
186739
161347
解：题意：
（1）碳钢30HNO3( 25℃)中：
V ˉ△Wˉst
(187153186739)45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0000001
04694g m∙h
dmv18715420×40×00037798gcm2∙h
Vp876Vˉd876×046947798053mmy
铝30HNO3(25℃)中：
Vˉ△Wˉ铝st
(161820161347)2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×106
03391g㎡∙h
dm铝v16182030×40×5×00012697gcm3
说明：碳钢Vˉ铝Vp铝铝密度碳钢
（2）锈钢20HNO3( 25℃)：
表面积S2π×＋2π×0015×0004000179 m2
Vˉ△Wˉst(223367222743)000179×400008715 g m2∙h
试样体积：Vπ×152×042827 cm3
dWV22336728277901 gcm3
Vp876Vˉd876×00871579010097mmy
铝：表面积S2π×＋2π×002×0005000314 m2
Vˉ△Wˉst(169646169151)000314×2007882 g m2∙h
试样体积：Vπ××05628 cm3
dWV1696466282701 gcm3
Vp876Vˉd876×078822701256mmy
试样98 HNO3(85℃)时：
锈钢：Vˉ△Wˉst
(223367222906)000179×2128771 g m2∙h
Vp876Vˉd876×12877179011428mmy
铝：Vˉ△Wˉst(169646169250)000314×4003153g m2∙h
Vp876Vˉd876×031532701102mmy
说明：硝酸浓度温度锈钢铝腐蚀速度具相反影响
3 镁05molL NaCl 溶液中浸泡100时放出氢气330cm3试验温度25°C压力760mmHg试样尺寸20´20´05 (mm)薄板计算镁试样失重腐蚀速度Vp（25°C时水饱蒸汽压238mmHg）
解：题意：该试样表面积：
S2×(20×20＋20×05＋20×05)×840× m2
压力P760mmHg238 mmHg 7362 mmHg981519Pa
根PVnRT 放出氢气物质量：
nPVRT981519×330×8315×(25＋27315)001307mol
根Mg ＋ 2 —> ＋
Mg腐蚀量n(Mg)001307mol
：VˉnM(Mg)St001307×243050840××10037817 g m2∙h
查表：dMg174 gcm3
： Vp876Vˉd876×378171741904mmy
4 表面积4cm2铁试样浸泡5盐酸溶液中测出腐蚀电流Icor 055mA计算铁试样腐蚀速度V Vp
解：题意：
根VˉAnFicor知
Vˉ（AnF）Icors
55845×055×00012×268×4×0000114326g m2∙h
查表d(Fe)78g cm3
Vp876Vˉd876×1432678161mmy
铁试样腐蚀速度Vˉ14326 g㎡*h Vp161mmy
第 二 章
1 铜片锌片插3NaCl 溶液中测铜片锌片未接通时电位分 +005V –083V导线通电流表铜片锌片接通原电池开始工作电流表指示稳定电流015mA已知电路欧姆电阻200W
(1) 原电池工作阳极阴极电位差Ec – Ea ？
(2) 阳极极化值 DEa阴极极化值DEc绝值 DEa + ½DEc ½等少
(3) 果阳极阴极极化电流表指示应少？
(4) 果零电阻电流表溶液电阻忽略计电流达稳态阳极阴极电位差Ec – Ea阳极极化值阴极极化值绝值 DEa + ½DEc ½等少？电流表指示少？
解：题意：
（1）：根EcEaIR ：EcEaIR051mA×200欧30mV003V
原电池工作阳极阴极电压差EcEa003V
（2）：△EaEaEoa |△Ec|EocEc
△Ea＋|△Ec|EaEoa+EocEc(EocEoa)(EcEa)
005＋083003085V
阳极极化值△Ea阴极极化值△Ec绝值085V
（3）：果阳极阴极极化Pc0 Pa0
Icor(EocEoa)R(005＋083)20000044A44mA
电流表指示应44mA
（4）：零电阻电流表时阳极阴极电位差 EcEa：电位差EcEa0
（2）知：△Ea＋|△Ec|(EaEc)(EoaEoc)0(08305)088V
Pc+Pa(EocEc＋EaEoa) Icor(088003)015×56667Ω
I(EocEoa) (Pc+Pa)(005＋083)566670000155A
2 某腐蚀体系参数：
E 0a 04VE0c 08VEcor 02VR 0时Icor 10mA该腐蚀电池属什控制类型？果欧姆电阻R 90WI¢cor ？ 腐蚀电池属什控制类型？
解：题知：R0时：
Icor(EocEoa) （Pc+Pa）
Pc+Pa(EocEoa) Icor（08+04）10×120Ω
Pc(EocEc) Icor(08＋02)10×100Ω
Pa12010020Ω
Pc>>Pa该电池属阳极极化控制
欧姆电阻R90Ω时：
(EocEoa)(Pc+Pa+R)(08+04)(120+90)571mA
RPc接该腐蚀电池欧姆电阻阳极极化控制
第 三 章
1 列情况氧电极反应衡电位变化：
(1) 温度升高10°C (取Po2 1atmpH 7)
(2) 氧压力增原10倍 (温度25°C)
(3) 溶液pH值降1单位 (温度25°C)
解：中性溶液中阴极反应：O2+2H2O+44OH
衡位EeE0（OHO2）+㏑(Po2)
（1） 温度升高10℃：
Ee E0（OHO2）+×㏑(Po2)
E+㏑(Po2)+ ㏑Po2
衡电位变化量△Ee1 Ee’ Ee㏑(Po2)
㏑Po2－㏑
㏑23lg lgpH－14
：△Ee110×8314(4×96500) ×
㏑Po210×8314(4×96500)×4×23×(714)
0+00138700139V>0
：温度升高10℃衡电位正移00139V
（2） 氧压力增加原10倍时
E＋㏑(10Po2)E＋ln10＋㏑(Po2)
△E2 Ee’’－Ee ln10
(8314×29815)(4×96500)×23
00148V>0
氧压力增原10倍时氧电极衡电位正移00148V
（3） 溶液pH值降1时
E＋㏑(Po2)E＋ln Po2－㏑
ΔE3 Ee’’’－EeE＋ln Po2－㏑－(E＋ln Po2－㏑)
23(－14)＋23(pH－14)
×2300591V>0
pH值降1单位氧电压反应衡电位正移00591V
2 铁置饱空气碱溶液(pH 10)中阳极反应
(1) Fe + Fe2+ + 2e
(2) Fe + 2OH Fe(OH)2 + 2e
计算腐蚀倾二者否相？什？
解：pH10碱溶液中极化原反应：
O2+2H2O+44
EeE0（OHO2）+㏑(Po2)
0401＋lg(021)
0627V
(1) 阳极反应Fe＋2
＋2Fe(OH)2↓
查Ksp Fe(OH)2187×
a()Ksp Fe(OH)a187× 187×molL
：Fe＋2
Eea 0440＋002955lg a()
0440＋002955lg18×
0639V
（2）阳极反应 Fe＋2Fe(OH)2＋2
查表0875V [OH] molL
EeE0 +㏑(1a)
0875＋(8315×29815)(2×96500)×2×23lg
0639V
综两种计算结果相二者腐蚀倾样
3 两根铜棒分浸001molL CuSO4溶液05molL CuSO4溶液组成金属离子浓差电池
(1) 根铜棒阳极根铜棒阴极？
(2) 写出阳极反应阴极反应计算衡电位
该金属离子浓差电池腐蚀倾少伏？
解：（1）铜棒001 molLCuSO4溶液中时：Cu＋2
查表：γ()041
根E0＋㏑a()
0337＋lg(001×041)0266V
铜棒05molLCuSO4溶液中时：γ()00668
E0＋㏑a()’
0337＋lg(05×00668)
0293V
<铜001 molLCuSO4溶液中电位05molLCuSO4溶液中电位低铜001 molLCuSO4溶液中作阳极05molLCuSO4溶液中铜棒作阴极
（2）阳极反应：Cu＋2
衡电位Eea0266V
阴极反应＋2Cu 衡电位0293V
（3）Eec 0293V
Eea 0266V
腐蚀倾Eec－Eea0293－02660027V27mV
该金属离子浓差电池腐蚀倾27mV
第四章
1．表面积20cm2 铁样品浸泡PH1氧酸溶液中50h试验测铁样品损失质量01g已知铁表面析氧反应符合Tafel公式η0640125lg|i|η单位Vi单位Acm2 试计算：
（1） 样品厚度减少△h(mm)
（2） 铁电流腐蚀电流密度icor(Am2)
（3） 铁试样腐蚀电位Ecor
解：（1） 根失重腐蚀V
∴Vp876876×178112 mmy
∴△hVpt112×50(365×24)00064mm
样品厚度加少量00064mm
(2)根知：
阴极反应 2H++2eH2
pH1时衡电位
Eec00591pH 00591×1 0059 (V)
腐蚀电位阴极反应电位：
hc Ecor – Eec 064 – 0125 lg│icor│ (V)
Ecor 064 – 0125 lg│icor│ + Eec
064 – 0125×（lg09606×104）–0059
0707V (vs SHE)
0707V –0242 – 0949 (vs SCE)
2海水中含氧量32mgL求年中锌消耗量？（氧扩散层厚度扩散系数D19×105 cm2 sZn原子量654）
解：题知：
海水中阴极反应O2+2H2O+4e4OH
稳定条件时：|ic|Nf||nFD
减零时| ic |idnFD
4×268Ahmol×19×105 cm2s×
[4×268×19×105×32×103(32×104)]×3600×10×103
07332Am2
∴icorid07332Am2
查表dZn71gcm3 Zn2eZn2+
∴腐蚀深度Vp876
失重腐蚀速度V
3 两电极系统：
(a) Hg—01molL HCl
(b) Pt—1molL H2SO4
分进行阴极极化测量数列表1求：
(1) 分画出汞电极铂电极析氢反应阴极极化电位曲线
(2)图求Tafel斜率bc交换电流密度i0
(3)电位偏离衡电位 +10mV需通入外加极化电流(取n 1)？
较两电极极化性
表1 阴极极化实验数 (25°C)
极化电流密度½ic½
极化电位E (V vs SCE)
(Am2)
Hg电极
Pt电极
5×103
05370
25×103
04991
103
16164
04511
5×102
15780
04040
102
15085
03362
10
13815
1
12665
解：（1）Hg电极：阴极反应：2H++2eH2 Y0796
∴Eec
|ic| A㎡ lg|ic|3时
理：|ic|A㎡时lg|ic|27时：
|ic|时lg|ic|2
|ic|10时lg|ic|1
|ic|1时lg|ic|0
Pt电极2H++2eH2 H2SO4 1molL时Y013
∴Eec
|ic|5×103A㎡ lg|ic|3时
|ic|5×103时lg|ic|34
|ic|103时lg|ic|3
|ic|时lg|ic|27
|ic|时lg|ic|2
极化曲线：
(2) 图知直线斜率Tafel斜率bc截距氢电位a
①Hg01molLHCl：
斜率
∴Tafel斜率bc0117V
|ic|取1时 0961V氢电位a 0961V
∴塔菲尔公式： ：
0961 0117lg i0
：lg i0 7265 i0 54×108 Am2
②Pt1molL H2SO4 ：
斜率
∴Tafel斜率bc0112 V
|ic|取1时 0180V氢电位a 0180V
∴塔菲尔公式： 代入：0180 0112lg i0
4046A m2
(3 ) 极化值ΔE10mv时属微极化范畴Fanardy方程式 ：iηRf
①Hg01molLHCl：
RfRT（i0nF）8314×298（96500×107265）4755×105Ω
iHgηRf 0014755×105 21×108 Am2
②Pt1molL H2SO4 ：
RfRT（i0nF）8314×298（96500×101607）6346×104Ω
iPtηRf 0016346×10416 Am2
4 铂电极充氧中性水溶液中进行阴极极化电极表面发生氧离子化反应利氧离子化反应动力学参数(bc 0110Vi0 1198×106 mAcm2 1198×105Am2)计算½ic½ 7×102 mA cm2时阴极极化电位h中浓度极化电位h浓活化极化电位h活占例？
扩散层厚度取d 102cm水中溶解氧浓度32mgL
较氢电极反应氧电极反应阴极极化特征
解： 浓度极化时：
极限扩散电流密度时代入数：
∴
活化极化时：
∴阴极极化电位
∴：
氧电极受浓度极化活化极化控制中活化极化占部分氢电极受活化极化控制
5 活化极化控制腐蚀体系阴极反应阳极反应交换电流密度Tafel斜率bcba腐蚀电位满足条件Eea<设加入阴极性缓蚀剂阴极反应受抑制阴极反应交换电流密度改变假定参数改变时腐蚀电位负移E¢cor腐蚀电流密度降i¢cor
(1) 作加入缓蚀剂前腐蚀体系极化曲线图
(2) 图解法求腐蚀电流密度变化r i¢cor icor腐蚀电位变化DE E¢cor – Ecor
解：极化曲线右图
（1）极化曲线利图解法求解：△ABC中12直线段位两行线：
分未加入缓蚀剂时阳极反应加入缓蚀剂阴极反应斜率：
根
图知：
6 阳极反应受活化极化控制阴极反应受浓度极化控制腐蚀体系阴极反应极限扩散电流密度id腐蚀电位Ecor
搅拌阴极反应极限扩散电流密度升i¢d阳极反应参数变腐蚀电位正移E¢cor
(1) 作腐蚀体系极化曲线图
(2 ) 图解法求腐蚀电位变化DE E¢cor – Ecor
解：（1）极化曲线右图
（2）（1）极化曲线知△ABC中
阳极反应斜率
第 五 章
思考题：
1交换电流密度概念意义电极反应极化性关系电位电极反应速度关系动力学方程般表达式Tafel方程式数学形式图形表示适条件极限扩散电流密度计算
答：析氢腐蚀阴极反应氢离子原反应发生电学腐蚀条件<发生析氢腐蚀体系包括标准电位负值活泼金属数工程金属Fe酸性溶液中正电性金属般会发生析氢腐蚀溶液中含络合剂金属离子活度低时正电性金属发生析氢腐蚀析氢腐蚀阴极反应阳极反应受活化极化控制电极反应阻力表现交换电流密度较电极反应阻力需较交换电流密度氢离子原反应受活化极化控制析氢反应符合Tafel公式ablg 中影响析氢反应动力a值 关材料身状态环境PH值等关综合影响素：pH值温度溶液中组分金属身杂质阴极原面积表面状态等
2 受氧扩散控制吸氧腐蚀体系id增加定程度阴极反应浓度极化控制转变浓度极化活化极化影响种控制特征变化电极金属材料什关系？极化图进行分析
答：id时D2原反应受活化极化控制增加约id时原反应受活化极化浓度极化控制id增阳极极化曲线交点越出氧化扩散控制电位然状态阴极反应受浓度极化控制曲线3示阳极极化曲线交点混合控制电位区间必须考虑活化极化作分析腐蚀速度影响素时应包括氧化极限扩散电流密度id原反应交换电流密度两方面
3 (1) pH 0氧硫酸铜溶液中()铜否发生析氢腐蚀生成Cu2+？果发生腐蚀倾少伏？
(2) pH 10氧氰化钾溶液中()铜否发生析氢腐蚀？果发生腐蚀倾少伏？
设腐蚀生成[Cu(CN)2]离子活度等104molL已知电极反应
Cu + 2CN [Cu(CN)2] + e
标准电位E0 0446V
解（1）题意知铜氧化反应Cu＋2e
查表知铜电极反应标准电位0337V
铜氧化反应衡电位
Eea＋lnCu
0337＋05×0059×lg01
03075V
PH0氧硫酸铜溶液中2＋2e
析氢反应衡电位Eec＋lnPH2
Eec－00591×PH00591×00V
电位较准知Eea> Eec铜发生析氢腐蚀生成
（2）题意知铜氧化反应 Cu＋2＋e
该电极反应标准电位0446V
铜氧化反应衡电位
Eea＋ln ([ ]×[ ])
0446＋00591lg
0647V
PH10氧硫酸铜溶液中2＋2e
析氢反应衡电位Eec－00591×PH00591×100591V
电位较准知Eec>Eea铜发生析氢腐蚀
腐蚀倾△EEec－Eea0591(0647)0056V56mV
2 (1) 推导氢电极反应交换电流密度i0溶液pH值关系式
(2) 1molL盐酸溶液中Fe表面氢电极反应i0 25×106Acm2001molL 盐酸溶液中Fe表面氢电极反应i0 (取Tafel斜率b 0118V)
(3) 酸溶液pH值改变单位氢电极反应Tafel公式中a绝值½a½改变少伏？
解：（1）nFexp(Eec)
两边时数lnln[nFexp(Eec)]
中Eeclg23PH
代入式中
23 lg23lg(nF)＋(23PH)
lg lg(nF)＋PH
lg(nF)－PH＋PH
令lg(nF)k常数取05
lgk－PH＋05PH k－05PH
氢电极反应交换电流密度溶液PH值关系式
lgk－05PH
（2）1molL HCl溶液中：
1 molL PH lg[]lg10
lgk－05PH lg(25×)k－0
k56
001molL HCl溶液时
①考虑活度αH+ 001 molL PH lg[]lg0012
lgk－05PH
5605×266
25×Acm2
②考虑活度系数1molL HCl溶液中活度系数0809
PHlg[]lg08090092
lgk－05PH
lg(25×)k－05×0092
k5556
001molL HCl溶液中活度系数0904
PHlg[]lg(904×)2044
lgk－05PH
055605×2044
6578
265× Acm2
001molL HCl溶液中考虑活度系数25× Acm2考虑活度系数265× Acm2
（3）PH值改变单位时0118△lg
△lg( k－05pH)－(k－05 pH’)
05(pH’－PH)05
0118×050059V59mV
酸溶液PH值改变单位氢电极反应Tafel公式中a绝值改变59mV
3 钢制容器作酸溶液中间贮槽酸溶液接触表面积15m2进入贮槽酸溶液工艺条件：
pH 2525°C1atm含45mgL 溶解氧流量01m3min
实验测出容器表面腐蚀电位Ecor 054V(vsSCE)
(1) 求钢容器腐蚀速度
(2) 求流出酸溶液中氧含量
扩散层厚度取d 5×103cm
解：（1）析氢反应 阴极2＋2e
Eec＋ln[]×[]PH2
00591lg[]00591×lg0148V
lg5602－05PH560205×256852
141× Acm2
Ecor＋0242Eec054＋0242－(0148)015V
0118lg ×141×
26× Acm2
吸氧反应＋＋4e2O
nFD
4×96500×19×(141×)(5×)×
207× Acm2
＋ 207×＋26×
21× Acm2
Vp876×d mmy × g(㎡h)
Vp 876d×× ××21××
243 mmy
（2）氧消耗速度：
(×S)(Fn)×60×A(207×15)(96500×4)×60×32 0154 gmin
流入酸中氧流量045 gmin
剩余氧量045－01540296 gmin296 mgmin
钢容器腐蚀速度Vp243 mmy流出酸溶液中氧含量0296 gmin296 mgmin
第六章
1 铁两种锈钢氧05molL 硫酸溶液中钝化参数列表1(锈钢表面析氢反应动力学参数采铁数)
（1）三种体系阳极反应电流峰值ip分少？
（2）果通入氧气铁锈钢钝化溶液中少需含少氧(mgL)？
表1 三种腐蚀体系钝化参数
材 料
溶 液
Ep (V)
i致 (mAcm2)
Fe
05molL H2SO4
+046
200
Cr25锈钢
05molL H2SO4
018
254
Cr25Ni3锈钢
05molL H2SO4
011
20
（1）解：阴极反应：2H+ + 2e H2
∴
查表：硫酸溶液05molL时0154
∴Eec00591lg05´2´0154 –0048V
blg中
查表：a070V b0125V
①Fe：
∴217´1010 (Ac m2)
∴+200´+217´≈20002 Ac m2
② Cr25锈钢：
∴286´105 Ac m2
∴+254´+286´≈ 253 ´ Ac m2
③ Cr25Ni3锈钢
∴787´106 Ac m2
∴+2´+787´≈2´ Ac m2
(2) 铁锈钢钝化时应满足：
∴
查表：
① Fe：
氧含量达0273molLFe钝化
② Cr25锈钢
Cr25锈钢钝化溶液中氧含量少应346´102 molL
③ Cr25Ni3锈钢：
Cr25Ni3锈钢钝化溶液中氧含量少应273´103molL
2 果钝化体系真实阳极化曲线真实阴极极化曲线相交产生三点时什会出现阴极极化电流现象？
答：然腐蚀状态金属发生活性溶解腐蚀钝化阳极极化程中发生析氧反应阴极电流密度造成i+〈 0表现阴极电流实测阳极极化曲线出现段阴极极化电流区
第 七 章
1金属表面膜具保护性条件什？
（1）体积条件（PB）氧化物体积消耗金属体积1氧化膜具保护性必条件
（2）膜良化学稳定性致密缺陷少蒸气压低
（3）生成膜定强度塑性基体结合牢固否膜生长程中体积膨胀产生应力造成膜破裂剥离
（4）膜基体金属热膨胀系数差异少温度急剧变化时致造成膜破裂
2提高合金抗高温氧化性途径？
（1）Hauffe原子价定律加入适合金元素减少氧化膜中缺陷浓度
（2）生成具良保护作复合氧化物膜
（3）通选择性氧化形成保护性优良氧化膜
（4）增加氧化物膜基体金属结合力耐热钢耐热合金中加入稀土元素显著提高抗高温氧化性
3 已知PdO850°C时分解压力等500mmHg该温度Pd空气中1atm氧气中否氧化？
解：题意：2Pd＋O22PdO
分解压力0658atm
（1）（850＋27315）K时1atm中焓变化：
△ GRTln(8314×(850＋27315)×ln)Jmol
390986 Jmol
391kJmol
1atm>0658atm △G391kJmol<0
根焓准知金属Pd1atmO2中氧化
（2）P空气021 atm
Pd空气中时：
△ G RTln(8314×112315×ln)
106647 Jmol
1066kJmol
△G＞0根焓准知Pd空气中氧化
4 已知锌发生高温氧化时P—B等155锌密度71gcm3400°C120时氧化测出增重腐蚀速度0063gm2×hr锌试样表面氧化膜厚度等少？
解：题意：2Zn＋O22ZnO
PB （Mzno81 A56）
155(81×71gcm3)(1×56×D) （D57gcm3）
△(st)0063 g( m2·h)
根
知△(st) (SD)(St)02559g(㎡·h)
Zn发生氧化时减质量 △SD （—Zn减厚度）
：△(st) (SD)(St) 02559g(m2·h)
htd(02559g(㎡·h)×120)(71×106gcm3)
43257×106m
生成氧化膜ZnO增加质量：
△ShD－S D （h—生成氧化膜厚度）
(ShD－SD)(St)
h(t＋h)D
(0063×120＋43257×106×71×)(57×106)m
6714×106 m
生成氧化膜厚度6714×106 m
第八章
1 氯离子活度四种锈钢击穿点位Eb影响分：
（1）Cr17 Eb0084lgaCl+0020(V)
（2）Cr18Ni9 Eb0115 lgaCl +0247(V)
（3）Cr17M12M025 Eb0068 lgaCl +049048(v) (V)
（4）Cr26M01 Eb0198lgaCl +0485(V)
排出3NaCl溶液2molLNaCl溶液中4种锈钢耐腐蚀性序
解：（1） 2molLNaCl溶液中： r067
∴ a Cl C(Cl)r
∴ Cr17 Eb0084lgaCl+0020(v)
Cr18Ni9 Eb0115 lgaCl +02470232(v)
Cr17M12M025 Eb0068 lgaCl +049048(v)
Cr26M01 Eb0198lgaCl +048504598(v)
击穿点位越正材料耐腐蚀性越2molLNaCl溶液中4种锈钢耐腐蚀性序强弱分：
Cr17M12M025> Cr26M01>Cr18Ni9 > Cr17
（2） 3NaCl溶液中
设100克水中溶x克NaCl
解
查表知r0675 ∴
Cr17 Eb0084lg0347+0020(v)
Cr18Ni9 Eb0115 lg0347 +02470300(v)
Cr17M12M025 Eb0068 lg0347+0490521(v)
Cr26M01 Eb0198lg0347 +04850576(v)
3NaCl溶液中4种锈钢耐腐蚀性序强弱分：
Cr26M01> Cr17M12M025> Cr18Ni9> Cr17
2 金属酸溶液中发生缝隙腐蚀氢离子浓差电差电池说明设Fe试样浸泡pH0酸溶液（25℃）中缝氢离子难补充pH升3 问：
（1）缝Fe表面缝外Fe表面阴极阳极？
（2）求缝外Fe表面阳极溶解电流密度缝外Fe表面阳极溶解电流密度ia2值
解：
(1) 缝Eec00591×301773V
缝外Eec0V
Fe酸溶液中发生析氢腐蚀Eec溶液pH值增高负移缝Fe表面电位负移腐蚀电池阳极缝外Fe表面电位正移腐蚀电池阴极
(2) 溶液电阻计时缝表面（阳极）缝外表面（阴极）相互极化达极化点位EgTafel方程式写出缝缝外铁表面阳极溶液溶解电流密度：
（Ⅰ）缝：根知：
：
（Ⅱ）缝外：
中分缝缝外反应物浓度分缝缝外OH 活度
3锈钢组织分类分类举出耐腐蚀性举例
答：锈钢显微组织分四种类型：铁素体锈钢马氏体锈钢奥氏体锈钢沉淀硬化锈钢
(1) 铁素体锈钢：基铁铬二元合金铬含量12—30间许环境中具优良抗腐蚀性碳铁素体中溶解度铬铁素体中扩散速度较熵温冷时较易析出碳化铬形成晶界贫铬区材料抗腐蚀性降低
17Cr0012C铁素体锈钢退火状态组织等轴铁素体晶粒中弥散分布碳化物碳化物存降低材料抗腐蚀性通700—800摄氏度退货时铬较快晶粒部晶界扩散消贫铬区晶间腐蚀性倾降低时铁素体锈钢耐氯化物应力腐蚀较
（2）马氏体锈钢：马氏体锈钢基含12—17铬铁铬合金中加015—10碳抗腐蚀性铁素体2CrB3CrB4CrB等碳含量增加耐腐蚀性降般弱腐蚀性介质中
（3）奥氏体锈钢：基铁镍铬三元合金铬含量约16—25镍含量约7—20抗腐蚀性通常铁素体锈钢马氏体锈钢Cr18Ni19锈钢870—600摄氏度间缓慢冷会引起喊铬碳化物晶界沉淀产生晶间腐蚀时条件会出现孔蚀缝隙应力腐蚀等通 提高铬镍含量二加入合金元素MoCuSiTi(Nb)等三降低含碳量
（4）沉淀硬化锈钢成分奥氏体锈钢成分相增加铝铌钽类钢具高强度174PHCooCr17M4Cu3耐腐蚀性般锈钢相
4 1Cr18Ni9锈钢1Cr17锈钢晶间腐蚀原理采取什热处理方法消晶间腐蚀感性？
答：1Cr18Ni9锈钢属奥氏体锈钢类（组分分）弱氧化环境中发生晶间腐蚀贫铬理解释锈钢固溶温度冷时碳属饱受敏化处理时碳铬形成碳化铬(CFe)23C6型晶界析出晶粒处晶界处电化学性质存差异造成晶间腐蚀
1Cr17铁素体锈钢碳铁素体中溶解度更铬铁素体中扩散速度较素体锈钢高温区快速冷时较易析出碳化物形成晶界贫铬区造成晶间腐蚀采热处理方法退火（700—800摄氏度）消晶间腐蚀敏感性
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（着剑哥走肉吃）
题解答
第 章
1 根表1中列数分计算碳钢铝两种材料试验介质中失重腐蚀速度V 年腐蚀深度Vp进行较说明两种腐蚀速度表示方法差
表1 碳钢铝硝酸中腐蚀试验数
试 验 介 质
30 HNO325°C
试样材料
碳 钢
铝
矩形薄板试样尺寸(mm)
20´40´3
30´40´5
腐蚀前重W0(g)
187153
161820
浸泡时间t (hr)
45
45
腐蚀重W1(g)
186739
161347
解：题意：
（1）碳钢30HNO3( 25℃)中：
V ˉ△Wˉst
(187153186739)45×2×(20×40＋20×3＋40×30)×0000001
04694g m∙h
dmv18715420×40×00037798gcm2∙h
Vp876Vˉd876×046947798053mmy
铝30HNO3(25℃)中：
Vˉ△Wˉ铝st
(161820161347)2×(30×40＋30×5＋40×5)×45×106
03391g㎡∙h
dm铝v16182030×40×5×00012697gcm3
说明：碳钢Vˉ铝Vp铝铝密度碳钢
（2）锈钢20HNO3( 25℃)：
表面积S2π×＋2π×0015×0004000179 m2
Vˉ△Wˉst(223367222743)000179×400008715 g m2∙h
试样体积：Vπ×152×042827 cm3
dWV22336728277901 gcm3
Vp876Vˉd876×00871579010097mmy
铝：表面积S2π×＋2π×002×0005000314 m2
Vˉ△Wˉst(169646169151)000314×2007882 g m2∙h
试样体积：Vπ××05628 cm3
dWV1696466282701 gcm3
Vp876Vˉd876×078822701256mmy
试样98 HNO3(85℃)时：
锈钢：Vˉ△Wˉst
(223367222906)000179×2128771 g m2∙h
Vp876Vˉd876×12877179011428mmy
铝：Vˉ△Wˉst(169646169250)000314×4003153g m2∙h
Vp876Vˉd876×031532701102mmy
说明：硝酸浓度温度锈钢铝腐蚀速度具相反影响
3 镁05molL NaCl 溶液中浸泡100时放出氢气330cm3试验温度25°C压力760mmHg试样尺寸20´20´05 (mm)薄板计算镁试样失重腐蚀速度Vp（25°C时水饱蒸汽压238mmHg）
解：题意：该试样表面积：
S2×(20×20＋20×05＋20×05)×840× m2
压力P760mmHg238 mmHg 7362 mmHg981519Pa
根PVnRT 放出氢气物质量：
nPVRT981519×330×8315×(25＋27315)001307mol
根Mg ＋ 2 —> ＋
Mg腐蚀量n(Mg)001307mol
：VˉnM(Mg)St001307×243050840××10037817 g m2∙h
查表：dMg174 gcm3
： Vp876Vˉd876×378171741904mmy
4 表面积4cm2铁试样浸泡5盐酸溶液中测出腐蚀电流Icor 055mA计算铁试样腐蚀速度V Vp
解：题意：
根VˉAnFicor知
Vˉ（AnF）Icors
55845×055×00012×268×4×0000114326g m2∙h
查表d(Fe)78g cm3
Vp876Vˉd876×1432678161mmy
铁试样腐蚀速度Vˉ14326 g㎡*h Vp161mmy
第 二 章
1 铜片锌片插3NaCl 溶液中测铜片锌片未接通时电位分 +005V –083V导线通电流表铜片锌片接通原电池开始工作电流表指示稳定电流015mA已知电路欧姆电阻200W
(1) 原电池工作阳极阴极电位差Ec – Ea ？
(2) 阳极极化值 DEa阴极极化值DEc绝值 DEa + ½DEc ½等少
(3) 果阳极阴极极化电流表指示应少？
(4) 果零电阻电流表溶液电阻忽略计电流达稳态阳极阴极电位差Ec – Ea阳极极化值阴极极化值绝值 DEa + ½DEc ½等少？电流表指示少？
解：题意：
（1）：根EcEaIR ：EcEaIR051mA×200欧30mV003V
原电池工作阳极阴极电压差EcEa003V
（2）：△EaEaEoa |△Ec|EocEc
△Ea＋|△Ec|EaEoa+EocEc(EocEoa)(EcEa)
005＋083003085V
阳极极化值△Ea阴极极化值△Ec绝值085V
（3）：果阳极阴极极化Pc0 Pa0
Icor(EocEoa)R(005＋083)20000044A44mA
电流表指示应44mA
（4）：零电阻电流表时阳极阴极电位差 EcEa：电位差EcEa0
（2）知：△Ea＋|△Ec|(EaEc)(EoaEoc)0(08305)088V
Pc+Pa(EocEc＋EaEoa) Icor(088003)015×56667Ω
I(EocEoa) (Pc+Pa)(005＋083)566670000155A
2 某腐蚀体系参数：
E 0a 04VE0c 08VEcor 02VR 0时Icor 10mA该腐蚀电池属什控制类型？果欧姆电阻R 90WI¢cor ？ 腐蚀电池属什控制类型？
解：题知：R0时：
Icor(EocEoa) （Pc+Pa）
Pc+Pa(EocEoa) Icor（08+04）10×120Ω
Pc(EocEc) Icor(08＋02)10×100Ω
Pa12010020Ω
Pc>>Pa该电池属阳极极化控制
欧姆电阻R90Ω时：
(EocEoa)(Pc+Pa+R)(08+04)(120+90)571mA
RPc接该腐蚀电池欧姆电阻阳极极化控制
第 三 章
1 列情况氧电极反应衡电位变化：
(1) 温度升高10°C (取Po2 1atmpH 7)
(2) 氧压力增原10倍 (温度25°C)
(3) 溶液pH值降1单位 (温度25°C)
解：中性溶液中阴极反应：O2+2H2O+44OH
衡位EeE0（OHO2）+㏑(Po2)
（1） 温度升高10℃：
Ee E0（OHO2）+×㏑(Po2)
E+㏑(Po2)+ ㏑Po2
衡电位变化量△Ee1 Ee’ Ee㏑(Po2)
㏑Po2－㏑
㏑23lg lgpH－14
：△Ee110×8314(4×96500) ×
㏑Po210×8314(4×96500)×4×23×(714)
0+00138700139V>0
：温度升高10℃衡电位正移00139V
（2） 氧压力增加原10倍时
E＋㏑(10Po2)E＋ln10＋㏑(Po2)
△E2 Ee’’－Ee ln10
(8314×29815)(4×96500)×23
00148V>0
氧压力增原10倍时氧电极衡电位正移00148V
（3） 溶液pH值降1时
E＋㏑(Po2)E＋ln Po2－㏑
ΔE3 Ee’’’－EeE＋ln Po2－㏑－(E＋ln Po2－㏑)
23(－14)＋23(pH－14)
×2300591V>0
pH值降1单位氧电压反应衡电位正移00591V
2 铁置饱空气碱溶液(pH 10)中阳极反应
(1) Fe + Fe2+ + 2e
(2) Fe + 2OH Fe(OH)2 + 2e
计算腐蚀倾二者否相？什？
解：pH10碱溶液中极化原反应：
O2+2H2O+44
EeE0（OHO2）+㏑(Po2)
0401＋lg(021)
0627V
(1) 阳极反应Fe＋2
＋2Fe(OH)2↓
查Ksp Fe(OH)2187×
a()Ksp Fe(OH)a187× 187×molL
：Fe＋2
Eea 0440＋002955lg a()
0440＋002955lg18×
0639V
（2）阳极反应 Fe＋2Fe(OH)2＋2
查表0875V [OH] molL
EeE0 +㏑(1a)
0875＋(8315×29815)(2×96500)×2×23lg
0639V
综两种计算结果相二者腐蚀倾样
3 两根铜棒分浸001molL CuSO4溶液05molL CuSO4溶液组成金属离子浓差电池
(1) 根铜棒阳极根铜棒阴极？
(2) 写出阳极反应阴极反应计算衡电位
该金属离子浓差电池腐蚀倾少伏？
解：（1）铜棒001 molLCuSO4溶液中时：Cu＋2
查表：γ()041
根E0＋㏑a()
0337＋lg(001×041)0266V
铜棒05molLCuSO4溶液中时：γ()00668
E0＋㏑a()’
0337＋lg(05×00668)
0293V
<铜001 molLCuSO4溶液中电位05molLCuSO4溶液中电位低铜001 molLCuSO4溶液中作阳极05molLCuSO4溶液中铜棒作阴极
（2）阳极反应：Cu＋2
衡电位Eea0266V
阴极反应＋2Cu 衡电位0293V
（3）Eec 0293V
Eea 0266V
腐蚀倾Eec－Eea0293－02660027V27mV
该金属离子浓差电池腐蚀倾27mV
第四章
1．表面积20cm2 铁样品浸泡PH1氧酸溶液中50h试验测铁样品损失质量01g已知铁表面析氧反应符合Tafel公式η0640125lg|i|η单位Vi单位Acm2 试计算：
（1） 样品厚度减少△h(mm)
（2） 铁电流腐蚀电流密度icor(Am2)
（3） 铁试样腐蚀电位Ecor
解：（1） 根失重腐蚀V
∴Vp876876×178112 mmy
∴△hVpt112×50(365×24)00064mm
样品厚度加少量00064mm
(2)根知：
阴极反应 2H++2eH2
pH1时衡电位
Eec00591pH 00591×1 0059 (V)
腐蚀电位阴极反应电位：
hc Ecor – Eec 064 – 0125 lg│icor│ (V)
Ecor 064 – 0125 lg│icor│ + Eec
064 – 0125×（lg09606×104）–0059
0707V (vs SHE)
0707V –0242 – 0949 (vs SCE)
2海水中含氧量32mgL求年中锌消耗量？（氧扩散层厚度扩散系数D19×105 cm2 sZn原子量654）
解：题知：
海水中阴极反应O2+2H2O+4e4OH
稳定条件时：|ic|Nf||nFD
减零时| ic |idnFD
4×268Ahmol×19×105 cm2s×
[4×268×19×105×32×103(32×104)]×3600×10×103
07332Am2
∴icorid07332Am2
查表dZn71gcm3 Zn2eZn2+
∴腐蚀深度Vp876
失重腐蚀速度V
3 两电极系统：
(a) Hg—01molL HCl
(b) Pt—1molL H2SO4
分进行阴极极化测量数列表1求：
(1) 分画出汞电极铂电极析氢反应阴极极化电位曲线
(2)图求Tafel斜率bc交换电流密度i0
(3)电位偏离衡电位 +10mV需通入外加极化电流(取n 1)？
较两电极极化性
表1 阴极极化实验数 (25°C)
极化电流密度½ic½
极化电位E (V vs SCE)
(Am2)
Hg电极
Pt电极
5×103
05370
25×103
04991
103
16164
04511
5×102
15780
04040
102
15085
03362
10
13815
1
12665
解：（1）Hg电极：阴极反应：2H++2eH2 Y0796
∴Eec
|ic| A㎡ lg|ic|3时
理：|ic|A㎡时lg|ic|27时：
|ic|时lg|ic|2
|ic|10时lg|ic|1
|ic|1时lg|ic|0
Pt电极2H++2eH2 H2SO4 1molL时Y013
∴Eec
|ic|5×103A㎡ lg|ic|3时
|ic|5×103时lg|ic|34
|ic|103时lg|ic|3
|ic|时lg|ic|27
|ic|时lg|ic|2
极化曲线：
(2) 图知直线斜率Tafel斜率bc截距氢电位a
①Hg01molLHCl：
斜率
∴Tafel斜率bc0117V
|ic|取1时 0961V氢电位a 0961V
∴塔菲尔公式： ：
0961 0117lg i0
：lg i0 7265 i0 54×108 Am2
②Pt1molL H2SO4 ：
斜率
∴Tafel斜率bc0112 V
|ic|取1时 0180V氢电位a 0180V
∴塔菲尔公式： 代入：0180 0112lg i0
4046A m2
(3 ) 极化值ΔE10mv时属微极化范畴Fanardy方程式 ：iηRf
①Hg01molLHCl：
RfRT（i0nF）8314×298（96500×107265）4755×105Ω
iHgηRf 0014755×105 21×108 Am2
②Pt1molL H2SO4 ：
RfRT（i0nF）8314×298（96500×101607）6346×104Ω
iPtηRf 0016346×10416 Am2
4 铂电极充氧中性水溶液中进行阴极极化电极表面发生氧离子化反应利氧离子化反应动力学参数(bc 0110Vi0 1198×106 mAcm2 1198×105Am2)计算½ic½ 7×102 mA cm2时阴极极化电位h中浓度极化电位h浓活化极化电位h活占例？
扩散层厚度取d 102cm水中溶解氧浓度32mgL
较氢电极反应氧电极反应阴极极化特征
解： 浓度极化时：
极限扩散电流密度时代入数：
∴
活化极化时：
∴阴极极化电位
∴：
氧电极受浓度极化活化极化控制中活化极化占部分氢电极受活化极化控制
5 活化极化控制腐蚀体系阴极反应阳极反应交换电流密度Tafel斜率bcba腐蚀电位满足条件Eea<
(1) 作加入缓蚀剂前腐蚀体系极化曲线图
(2) 图解法求腐蚀电流密度变化r i¢cor icor腐蚀电位变化DE E¢cor – Ecor
解：极化曲线右图
（1）极化曲线利图解法求解：△ABC中12直线段位两行线：
分未加入缓蚀剂时阳极反应加入缓蚀剂阴极反应斜率：
根
图知：
6 阳极反应受活化极化控制阴极反应受浓度极化控制腐蚀体系阴极反应极限扩散电流密度id腐蚀电位Ecor
搅拌阴极反应极限扩散电流密度升i¢d阳极反应参数变腐蚀电位正移E¢cor
(1) 作腐蚀体系极化曲线图
(2 ) 图解法求腐蚀电位变化DE E¢cor – Ecor
解：（1）极化曲线右图
（2）（1）极化曲线知△ABC中
阳极反应斜率
第 五 章
思考题：
1交换电流密度概念意义电极反应极化性关系电位电极反应速度关系动力学方程般表达式Tafel方程式数学形式图形表示适条件极限扩散电流密度计算
答：析氢腐蚀阴极反应氢离子原反应发生电学腐蚀条件<发生析氢腐蚀体系包括标准电位负值活泼金属数工程金属Fe酸性溶液中正电性金属般会发生析氢腐蚀溶液中含络合剂金属离子活度低时正电性金属发生析氢腐蚀析氢腐蚀阴极反应阳极反应受活化极化控制电极反应阻力表现交换电流密度较电极反应阻力需较交换电流密度氢离子原反应受活化极化控制析氢反应符合Tafel公式ablg 中影响析氢反应动力a值 关材料身状态环境PH值等关综合影响素：pH值温度溶液中组分金属身杂质阴极原面积表面状态等
2 受氧扩散控制吸氧腐蚀体系id增加定程度阴极反应浓度极化控制转变浓度极化活化极化影响种控制特征变化电极金属材料什关系？极化图进行分析
答：id时D2原反应受活化极化控制增加约id时原反应受活化极化浓度极化控制id增阳极极化曲线交点越出氧化扩散控制电位然状态阴极反应受浓度极化控制曲线3示阳极极化曲线交点混合控制电位区间必须考虑活化极化作分析腐蚀速度影响素时应包括氧化极限扩散电流密度id原反应交换电流密度两方面
3 (1) pH 0氧硫酸铜溶液中()铜否发生析氢腐蚀生成Cu2+？果发生腐蚀倾少伏？
(2) pH 10氧氰化钾溶液中()铜否发生析氢腐蚀？果发生腐蚀倾少伏？
设腐蚀生成[Cu(CN)2]离子活度等104molL已知电极反应
Cu + 2CN [Cu(CN)2] + e
标准电位E0 0446V
解（1）题意知铜氧化反应Cu＋2e
查表知铜电极反应标准电位0337V
铜氧化反应衡电位
Eea＋lnCu
0337＋05×0059×lg01
03075V
PH0氧硫酸铜溶液中2＋2e
析氢反应衡电位Eec＋lnPH2
Eec－00591×PH00591×00V
电位较准知Eea> Eec铜发生析氢腐蚀生成
（2）题意知铜氧化反应 Cu＋2＋e
该电极反应标准电位0446V
铜氧化反应衡电位
Eea＋ln ([ ]×[ ])
0446＋00591lg
0647V
PH10氧硫酸铜溶液中2＋2e
析氢反应衡电位Eec－00591×PH00591×100591V
电位较准知Eec>Eea铜发生析氢腐蚀
腐蚀倾△EEec－Eea0591(0647)0056V56mV
2 (1) 推导氢电极反应交换电流密度i0溶液pH值关系式
(2) 1molL盐酸溶液中Fe表面氢电极反应i0 25×106Acm2001molL 盐酸溶液中Fe表面氢电极反应i0 (取Tafel斜率b 0118V)
(3) 酸溶液pH值改变单位氢电极反应Tafel公式中a绝值½a½改变少伏？
解：（1）nFexp(Eec)
两边时数lnln[nFexp(Eec)]
中Eeclg23PH
代入式中
23 lg23lg(nF)＋(23PH)
lg lg(nF)＋PH
lg(nF)－PH＋PH
令lg(nF)k常数取05
lgk－PH＋05PH k－05PH
氢电极反应交换电流密度溶液PH值关系式
lgk－05PH
（2）1molL HCl溶液中：
1 molL PH lg[]lg10
lgk－05PH lg(25×)k－0
k56
001molL HCl溶液时
①考虑活度αH+ 001 molL PH lg[]lg0012
lgk－05PH
5605×266
25×Acm2
②考虑活度系数1molL HCl溶液中活度系数0809
PHlg[]lg08090092
lgk－05PH
lg(25×)k－05×0092
k5556
001molL HCl溶液中活度系数0904
PHlg[]lg(904×)2044
lgk－05PH
055605×2044
6578
265× Acm2
001molL HCl溶液中考虑活度系数25× Acm2考虑活度系数265× Acm2
（3）PH值改变单位时0118△lg
△lg( k－05pH)－(k－05 pH’)
05(pH’－PH)05
0118×050059V59mV
酸溶液PH值改变单位氢电极反应Tafel公式中a绝值改变59mV
3 钢制容器作酸溶液中间贮槽酸溶液接触表面积15m2进入贮槽酸溶液工艺条件：
pH 2525°C1atm含45mgL 溶解氧流量01m3min
实验测出容器表面腐蚀电位Ecor 054V(vsSCE)
(1) 求钢容器腐蚀速度
(2) 求流出酸溶液中氧含量
扩散层厚度取d 5×103cm
解：（1）析氢反应 阴极2＋2e
Eec＋ln[]×[]PH2
00591lg[]00591×lg0148V
lg5602－05PH560205×256852
141× Acm2
Ecor＋0242Eec054＋0242－(0148)015V
0118lg ×141×
26× Acm2
吸氧反应＋＋4e2O
nFD
4×96500×19×(141×)(5×)×
207× Acm2
＋ 207×＋26×
21× Acm2
Vp876×d mmy × g(㎡h)
Vp 876d×× ××21××
243 mmy
（2）氧消耗速度：
(×S)(Fn)×60×A(207×15)(96500×4)×60×32 0154 gmin
流入酸中氧流量045 gmin
剩余氧量045－01540296 gmin296 mgmin
钢容器腐蚀速度Vp243 mmy流出酸溶液中氧含量0296 gmin296 mgmin
第六章
1 铁两种锈钢氧05molL 硫酸溶液中钝化参数列表1(锈钢表面析氢反应动力学参数采铁数)
（1）三种体系阳极反应电流峰值ip分少？
（2）果通入氧气铁锈钢钝化溶液中少需含少氧(mgL)？
表1 三种腐蚀体系钝化参数
材 料
溶 液
Ep (V)
i致 (mAcm2)
Fe
05molL H2SO4
+046
200
Cr25锈钢
05molL H2SO4
018
254
Cr25Ni3锈钢
05molL H2SO4
011
20
（1）解：阴极反应：2H+ + 2e H2
∴
查表：硫酸溶液05molL时0154
∴Eec00591lg05´2´0154 –0048V
blg中
查表：a070V b0125V
①Fe：
∴217´1010 (Ac m2)
∴+200´+217´≈20002 Ac m2
② Cr25锈钢：
∴286´105 Ac m2
∴+254´+286´≈ 253 ´ Ac m2
③ Cr25Ni3锈钢
∴787´106 Ac m2
∴+2´+787´≈2´ Ac m2
(2) 铁锈钢钝化时应满足：
∴
查表：
① Fe：
氧含量达0273molLFe钝化
② Cr25锈钢
Cr25锈钢钝化溶液中氧含量少应346´102 molL
③ Cr25Ni3锈钢：
Cr25Ni3锈钢钝化溶液中氧含量少应273´103molL
2 果钝化体系真实阳极化曲线真实阴极极化曲线相交产生三点时什会出现阴极极化电流现象？
答：然腐蚀状态金属发生活性溶解腐蚀钝化阳极极化程中发生析氧反应阴极电流密度造成i+〈 0表现阴极电流实测阳极极化曲线出现段阴极极化电流区
第 七 章
1金属表面膜具保护性条件什？
（1）体积条件（PB）氧化物体积消耗金属体积1氧化膜具保护性必条件
（2）膜良化学稳定性致密缺陷少蒸气压低
（3）生成膜定强度塑性基体结合牢固否膜生长程中体积膨胀产生应力造成膜破裂剥离
（4）膜基体金属热膨胀系数差异少温度急剧变化时致造成膜破裂
2提高合金抗高温氧化性途径？
（1）Hauffe原子价定律加入适合金元素减少氧化膜中缺陷浓度
（2）生成具良保护作复合氧化物膜
（3）通选择性氧化形成保护性优良氧化膜
（4）增加氧化物膜基体金属结合力耐热钢耐热合金中加入稀土元素显著提高抗高温氧化性
3 已知PdO850°C时分解压力等500mmHg该温度Pd空气中1atm氧气中否氧化？
解：题意：2Pd＋O22PdO
分解压力0658atm
（1）（850＋27315）K时1atm中焓变化：
△ GRTln(8314×(850＋27315)×ln)Jmol
390986 Jmol
391kJmol
1atm>0658atm △G391kJmol<0
根焓准知金属Pd1atmO2中氧化
（2）P空气021 atm
Pd空气中时：
△ G RTln(8314×112315×ln)
106647 Jmol
1066kJmol
△G＞0根焓准知Pd空气中氧化
4 已知锌发生高温氧化时P—B等155锌密度71gcm3400°C120时氧化测出增重腐蚀速度0063gm2×hr锌试样表面氧化膜厚度等少？
解：题意：2Zn＋O22ZnO
PB （Mzno81 A56）
155(81×71gcm3)(1×56×D) （D57gcm3）
△(st)0063 g( m2·h)
根
知△(st) (SD)(St)02559g(㎡·h)
Zn发生氧化时减质量 △SD （—Zn减厚度）
：△(st) (SD)(St) 02559g(m2·h)
htd(02559g(㎡·h)×120)(71×106gcm3)
43257×106m
生成氧化膜ZnO增加质量：
△ShD－S D （h—生成氧化膜厚度）
(ShD－SD)(St)
h(t＋h)D
(0063×120＋43257×106×71×)(57×106)m
6714×106 m
生成氧化膜厚度6714×106 m
第八章
1 氯离子活度四种锈钢击穿点位Eb影响分：
（1）Cr17 Eb0084lgaCl+0020(V)
（2）Cr18Ni9 Eb0115 lgaCl +0247(V)
（3）Cr17M12M025 Eb0068 lgaCl +049048(v) (V)
（4）Cr26M01 Eb0198lgaCl +0485(V)
排出3NaCl溶液2molLNaCl溶液中4种锈钢耐腐蚀性序
解：（1） 2molLNaCl溶液中： r067
∴ a Cl C(Cl)r
∴ Cr17 Eb0084lgaCl+0020(v)
Cr18Ni9 Eb0115 lgaCl +02470232(v)
Cr17M12M025 Eb0068 lgaCl +049048(v)
Cr26M01 Eb0198lgaCl +048504598(v)
击穿点位越正材料耐腐蚀性越2molLNaCl溶液中4种锈钢耐腐蚀性序强弱分：
Cr17M12M025> Cr26M01>Cr18Ni9 > Cr17
（2） 3NaCl溶液中
设100克水中溶x克NaCl
解
查表知r0675 ∴
Cr17 Eb0084lg0347+0020(v)
Cr18Ni9 Eb0115 lg0347 +02470300(v)
Cr17M12M025 Eb0068 lg0347+0490521(v)
Cr26M01 Eb0198lg0347 +04850576(v)
3NaCl溶液中4种锈钢耐腐蚀性序强弱分：
Cr26M01> Cr17M12M025> Cr18Ni9> Cr17
2 金属酸溶液中发生缝隙腐蚀氢离子浓差电差电池说明设Fe试样浸泡pH0酸溶液（25℃）中缝氢离子难补充pH升3 问：
（1）缝Fe表面缝外Fe表面阴极阳极？
（2）求缝外Fe表面阳极溶解电流密度缝外Fe表面阳极溶解电流密度ia2值
解：
(1) 缝Eec00591×301773V
缝外Eec0V
Fe酸溶液中发生析氢腐蚀Eec溶液pH值增高负移缝Fe表面电位负移腐蚀电池阳极缝外Fe表面电位正移腐蚀电池阴极
(2) 溶液电阻计时缝表面（阳极）缝外表面（阴极）相互极化达极化点位EgTafel方程式写出缝缝外铁表面阳极溶液溶解电流密度：
（Ⅰ）缝：根知：
：
（Ⅱ）缝外：
中分缝缝外反应物浓度分缝缝外OH 活度
3锈钢组织分类分类举出耐腐蚀性举例
答：锈钢显微组织分四种类型：铁素体锈钢马氏体锈钢奥氏体锈钢沉淀硬化锈钢
(1) 铁素体锈钢：基铁铬二元合金铬含量12—30间许环境中具优良抗腐蚀性碳铁素体中溶解度铬铁素体中扩散速度较熵温冷时较易析出碳化铬形成晶界贫铬区材料抗腐蚀性降低
17Cr0012C铁素体锈钢退火状态组织等轴铁素体晶粒中弥散分布碳化物碳化物存降低材料抗腐蚀性通700—800摄氏度退货时铬较快晶粒部晶界扩散消贫铬区晶间腐蚀性倾降低时铁素体锈钢耐氯化物应力腐蚀较
（2）马氏体锈钢：马氏体锈钢基含12—17铬铁铬合金中加015—10碳抗腐蚀性铁素体2CrB3CrB4CrB等碳含量增加耐腐蚀性降般弱腐蚀性介质中
（3）奥氏体锈钢：基铁镍铬三元合金铬含量约16—25镍含量约7—20抗腐蚀性通常铁素体锈钢马氏体锈钢Cr18Ni19锈钢870—600摄氏度间缓慢冷会引起喊铬碳化物晶界沉淀产生晶间腐蚀时条件会出现孔蚀缝隙应力腐蚀等通 提高铬镍含量二加入合金元素MoCuSiTi(Nb)等三降低含碳量
（4）沉淀硬化锈钢成分奥氏体锈钢成分相增加铝铌钽类钢具高强度174PHCooCr17M4Cu3耐腐蚀性般锈钢相
4 1Cr18Ni9锈钢1Cr17锈钢晶间腐蚀原理采取什热处理方法消晶间腐蚀感性？
答：1Cr18Ni9锈钢属奥氏体锈钢类（组分分）弱氧化环境中发生晶间腐蚀贫铬理解释锈钢固溶温度冷时碳属饱受敏化处理时碳铬形成碳化铬(CFe)23C6型晶界析出晶粒处晶界处电化学性质存差异造成晶间腐蚀
1Cr17铁素体锈钢碳铁素体中溶解度更铬铁素体中扩散速度较素体锈钢高温区快速冷时较易析出碳化物形成晶界贫铬区造成晶间腐蚀采热处理方法退火（700—800摄氏度）消晶间腐蚀敏感性
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