㈠ 鋼鐵為什麼被腐蝕
方程式:
形成原電池,發生吸氧腐蝕:
負極(Fe):2Fe - 4e⁻ = 2Fe²⁺
正極(C):O₂ + 4e⁻ + 4H₂O = 4OH⁻
這是電化學腐蝕當中一個比較典型的例子。鋼鐵在潮濕的空氣中表面會形成一薄層水膜,水膜又溶解有來自大氣中的二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、等氣體,使水膜中含有一定量的氫離子,結果在鋼鐵表面形成了一層電解質溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好構成了原電池。
由於在腐蝕過程中不斷有氫氣放出,所以叫做析氫腐蝕,這是在酸性環境中引起的腐蝕。如果鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧氣,此時就會發生兆派稿吸氧腐蝕。
電化學腐蝕就是金屬和電解質組成兩個電極,組成腐蝕原電池。例如鐵和氧氣,因為鐵的電極電位總比氧的電極電位低,所以鐵是負極,遭到腐蝕。特徵是在發生氧腐蝕的表面會形成許多直徑不等的小鼓包,次層是黑色粉末狀潰瘍腐蝕坑陷。
(1)鋼鐵是怎麼腐蝕的文獻擴展閱讀:
電解質溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無數微小的原電池。在這些原電池裡,鐵是負極,碳是正極。鐵失去電子而被氧化.電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。
金屬材料與電解族孝質溶液接觸 , 通過電極反應產生的腐蝕。電化學腐蝕反應是一種氧化還原反應。在反應中,金屬失去電子而被氧化,其反應過程稱為負極反應過程,反應產物是進入介質中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物(或金屬難溶鹽)。
介質中的物質從金屬表面獲得電子而被還原,其反應過程稱為正極反應過程。在正極反應過程中,獲得電子而被還原的物質。
無論採用金屬覆蓋層還是非金屬覆蓋層,都要與基體金屬要有良好的結合力,在施工前都要先對設備進行表面清理,然後再進行覆蓋層的施工。表面清理的主要方面就是除油、除銹。除油的方法有化學除油和電化學除油。化學除油主要是用有機溶劑、鹼液清洗。
現在又出現了一些新型的合成洗滌劑。少量的合成洗滌劑加入高溫、高壓的水流中,清洗金屬表面的油污,具有速度快、清洗干凈等優點,但需要專用清洗設備。
金屬表面除銹的方法有機械除銹法、酸洗除銹法。隨著科技的進步,現在出羨蔽現了一種新型的除銹方法,即用酸洗的酸加上緩蝕劑和填充劑製成酸洗膏,塗抹在金屬表面,待除銹後再用水沖洗干凈,再塗鈍化膏,使金屬鈍化,不再生銹。
㈡ 鋼鐵生銹的原因
鋼鐵銹蝕是鐵與氧氣、水蒸氣共同反應的結果,鐵的化學性質較為活潑,這回是鐵易銹答蝕的內因,水分是使鐵容易生銹的物質之一。光有水也不會使鐵生銹,只有當空氣中的氧氣溶解在水裡時,氧在有水的環境中與鐵反應。有些不活潑的金屬不易與氧氣等反應,所以抗腐性強。但有些金屬的化學活動性比鐵強,抗腐蝕性卻很強,如鋁、鋅等,這是因為它們與氧氣反應後形成緻密的氧化物薄膜,阻止了鋁、鋅等進一步被氧化。 鐵生銹主要有兩前提個條件:一個是氧氣,另一旦范測既爻煥詫唯超瀝個是水。鐵暴露在空氣中生銹實際上涉及到了原電池反應。鐵與碳形成了原電池(因為鐵不是純的,裡面含有C等其它元素)。 這里的反應方程式是:4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 + 3H2O 鐵銹主要成分為氧化鐵(Fe2O3),鐵銹疏鬆多孔,不僅不能防止鋼鐵製品與空氣、水接觸,還會把空氣和水分保留在鋼鐵製品的表面,進一步加劇鋼鐵的銹蝕。鐵銹是一種棕紅色的物質,它不像鐵那麼堅硬,很容易脫落,一塊鐵完全生銹後,體積可脹大8倍。如果鐵銹不除去,這海綿狀的鐵銹特別容易吸收水分,鐵也就爛得更快了。所以鋼鐵製品表面的鐵銹應及時除去。
㈢ 化學反應原理鐵的吸氧腐蝕是怎樣的,能描述仔細一點
吸氧腐蝕:金屬在酸性很弱或中性溶液里,空氣里的氧氣溶解於金屬表面水膜中而發生的電化腐蝕,叫吸氧腐蝕。
例如鋼鐵在接近中性的潮濕的空氣中腐蝕屬於吸氧腐蝕,其電極反應如下:
負極(Fe):Fe - 2e = Fe2+
正極(C):2H2O + O2 + 4e = 4OH-
鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕。
在酸性較強的溶液中發生電化腐蝕時放出氫氣,這種腐蝕叫做析氫腐蝕。
在鋼鐵製品中一般都含有碳。在潮濕空氣中,鋼鐵表面會吸附水汽而形成一層薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳後就變成一種電解質溶液,使水裡的H+增多。是就構成無數個以鐵為負極、碳為正極、酸性水膜為電解質溶液的微小原電池.這些原電池裡發生的氧化還原反應是
負極(鐵):鐵被氧化Fe-2e=Fe2+;
正極(碳):溶液中的H+被還原2H++2e=H2↑
這樣就形成無數的微小原電池。最後氫氣在碳的表面放出,鐵被腐蝕,所以叫析氫腐蝕。
㈣ 鋼鐵的腐蝕主要是什麼腐蝕
以電化學腐蝕為主,也會有化學腐蝕。
其中電化學腐蝕又包括:析氫腐蝕(酸性條件下)和吸氧腐蝕(鹼性和中性以及弱酸性條件下)。
㈤ 鋼鐵為何會腐蝕
腐蝕是金屬表面部分或者全部剝離、溶解或軟化的化學反應。「生銹」經常被誤用或者誤解,它僅僅指鐵和鋼。「腐蝕」不僅包含黑色金屬,而且包含有色金屬。以下內容主要討論腐蝕的成因和糾正措施。
移除熱量是金屬加工液最重要的功能之一。有效移除熱量,就能保證刀具的良好使用壽命,以及工件的幾何精度。和油相比,水在移除熱量方面性能更卓越;但純水和新加工的金屬接觸後會導致腐蝕。因此,腐蝕是每位用戶,也是水基金屬加工液製造商必須面對的問題。干切削過程也會面對腐蝕問題,並不僅僅由水基金屬加工液引起。引起金屬表面腐蝕有許多種原因,下面做具體介紹。
1季節性腐蝕
腐蝕可以發生在一年內的任何時候。一般來說,7~9月的溫度和相對濕度較高,在美國東部和中西部更容易發生腐蝕。乾旱地區,如克羅拉多州、新墨西哥州、亞利桑那州、猶他州及加州,這些地方的相對濕度較低,腐蝕情況就很少發生。
2手印腐蝕
當工件接觸人手後,就容易發生腐蝕。搬運過程中新機床和金屬工件表面留下的手印,會導致腐蝕。這種情況普遍存在於皮膚呈酸性的人群,以及表面光潔度高的工件。使用手印中和劑能防止類似的手印腐蝕。
隨著溫度上升,包括腐蝕在內的化學反應速度就會更快。夏季高溫和空氣中的水分和氧氣也是加速腐蝕的原因。
當水分凝結在工件表面,就會形成電池的電解液。秋冬季節能提供防銹保護的加工液濃度,當濕度持續上升時,就不再提供有效的防銹保護。因此,適當的濃度調整非常必要。秋冬季節,濃度1:30(3.3%)已經足夠;但濕熱季節,濃度可能需要提高到1:25(4%),或者不再看到工件表面生銹為止。需要注意的是,提高中央槽系統的濃度,會導致泡沫和皮炎問題。金屬加工液用戶也可能需要增加防銹添加劑,這取決於金屬加工液的種類、用戶對化學品的限制、添加劑的有效性以及所使用的加工液。
3pH
pH值是金屬加工液控制腐蝕的一個重要參數。超過9的高pH值,可以保護黑色金屬,但對有色金屬腐蝕防護不利,如:鋁、黃銅和青銅。
水硬度會影響加工液的平衡,不同地理區域的水硬度是不同的,調節水硬度會優化加工液的表現性能。
單機條件下如果pH值較低,最簡單的解決方法是傾倒和清洗,然後按照推薦濃度加新鮮金屬加工液。如果是加工黑色金屬的中央槽系統,可以用適當添加劑,將pH值調整到8.8~9.2。如果pH值特別高,往往是金屬加工液已經受到污染,需要傾倒和換新液。
4污垢再循環
金屬加工液的金屬微粒,往往被認為是「污垢」或「碎屑」。如果沒有及時清理,碎屑會在工件表面堆積而形成電池,碎屑下面的金屬往往會生銹。單機條件下,應及時排空—清洗—用清水沖洗,按照推薦濃度加新鮮金屬加工液。
5水
通常水中的化學物質是積累的,會提高加工液的腐蝕程度。所有水包含離子,部分離子富有侵蝕性,會導致大部分金屬腐蝕。水含有超過100×106的氯化物、超過100×106的硫化物,或50×106硝酸鹽,這些離子被認為富有侵蝕性。氯化物、硫化物和硝酸鹽破壞金屬表面的防護層,導致腐蝕。持續加水會提高中央槽系統的氯化物、硫化物和硝酸鹽含量。金屬加工液使用時間越長,離子的侵蝕性更高。
每種金屬加工液的配方,都需要維持濃度來發揮「最佳點」。定期檢測金屬加工液濃度,可以避免加工性能和環境問題。
如果用戶懷疑水有侵蝕性時,可取樣並通過全分析來確定。當中央槽系統的金屬加工液被懷疑導致腐蝕,請取樣並檢測離子含量。當氯化物、硫化物和硝酸鹽濃度超過可接受范圍,可使用去離子水或者蒸餾水作為工藝用水,也可選擇防腐蝕性能高的金屬加工液。
溶解在水中的固體,可以破壞金屬加工液很多的渴望性能。最熟悉的例子就是「水硬度」,是由於鈣和鎂離子溶解在水中引起。
二價離子和皂類、潤濕劑和乳化劑反應所形成化合物,溶解度會降低。這種不溶解的成分,耗竭機床和工件防銹劑。硬水指的是含量超過250×106碳酸鈣或者15「德國克」(德國硬度標准)。硬度越高,越容易產生腐蝕。
電導率是另一個檢測金屬加工液中溶解離子的方法。高電導率增加了腐蝕、金屬加工液的不穩定、殘留物和其他問題。超過4MilliSiemens/cm被認為高電導率。
3pH
pH值是金屬加工液控制腐蝕的一個重要參數。超過9的高pH值,可以保護黑色金屬,但對有色金屬腐蝕防護不利,如:鋁、黃銅和青銅。
水硬度會影響加工液的平衡,不同地理區域的水硬度是不同的,調節水硬度會優化加工液的表現性能。
單機條件下如果pH值較低,最簡單的解決方法是傾倒和清洗,然後按照推薦濃度加新鮮金屬加工液。如果是加工黑色金屬的中央槽系統,可以用適當添加劑,將pH值調整到8.8~9.2。如果pH值特別高,往往是金屬加工液已經受到污染,需要傾倒和換新液。
㈥ 鋼鐵的電化學腐蝕原理(吸氧腐蝕)
析氫蝕深比吸氧腐蝕深且更快
析氫蝕深是原電池問題,速度是比較快的,而吸氧腐蝕也就是我們常說的氧化,速度是比較慢的
㈦ 鋼鐵的腐蝕主要是什麼腐蝕
鋼鐵腐蝕主要是電化學腐蝕,其中以吸氧腐蝕為主。
鋼鐵腐蝕有化學腐蝕和電化學腐蝕兩類,化學腐蝕的條件一般很少具備,所以自然界以電化學腐蝕為主,酸性條件下發生析氫腐蝕,中性或鹼性條件下,發生吸氧腐蝕。
㈧ 金屬腐蝕的原因及過程
1.金屬的腐蝕
金屬腐蝕的本質是金屬原子失去電子被氧化的過程,金屬腐蝕一般可分為化學腐蝕與電化學腐蝕。
電化學腐蝕是金屬的腐蝕中最普遍、也是最重要的一種類型。鋼鐵在潮濕的空氣中所發生的腐蝕是電化學腐蝕的最突出例子。在潮濕的空氣中,鋼鐵表面會吸附一層薄薄的水膜。如果這層水膜呈較強酸性時,h+得電子析出氫氣,這種電化學腐蝕稱為析氫腐蝕;如果這層水膜呈弱酸性或中性時,能溶解較多氧氣,此時o2得電子而析出oh—,這種電化學腐蝕稱為吸氧腐蝕,是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
發生條件
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或中性
正極反應
2h++2e—=h2↑
o2+4e—+2h2o=4oh—
負極反應
fe—2e—=fe2+
2fe—4e—=2fe2+
溶液ph升高的極
正極
正極
其他反應
fe2+
+oh—=fe(oh)2↓
4fe(oh)2
+o2+2h2o=
4fe(oh)3
2.金屬防護的幾種重要方法
①改變金屬內部的組織結構,製成合金。
②在金屬表面覆蓋保護層。
③電化學保護法,即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護。
3.金屬腐蝕快慢的判斷方法
①在同一電解質溶液中:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防腐措施的腐蝕。
②對同一金屬來說,強電解質>弱電解質>非電解質。
③活潑性不同的金屬,活動性差別越大,腐蝕越快。
④對同一電解質,電解質溶液濃度越大,腐蝕越快。
㈨ 鋼鐵是怎樣腐蝕的
吸氧腐蝕 Fe-2e-=Fe2+ O2+4e-+2H2O=4(OH)- 2Fe2++4(OH)-=2Fe(OH)2↓ 總2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)3·NH2O=Fe2O3·NH2O