绪论金属材料是现代最重要的工程材料。物理性能:强度高，塑性好，耐腐蚀，耐磨损，良好的导热性、导电性等。工艺性能:铸造、焊接、锻造、机械加工等一:金属的变质和破坏金属材料制品都有一定的使用寿命、随着时间的流逝，它们将受到不同形式的直接或间接的损坏。金属结构材料的损坏形式：断裂、磨损和腐蚀。断裂:是指金属构件受力超过其弹性极限、塑性极限而最终的破坏.使构件丧失原有的功能。例如轴的断裂，钢丝绳的破断。但是，在这种情况下，断裂的轴可以作为炉料重新进行熔炼，材料可以再生。磨损:是指金属构件和其它部件相互作用，由于机械磨擦而引起的逐渐损坏。最明显的例子是火车的车轮与钢轨间的磨损。在某些情况下，磨损了的零件是可以修复的，例如，用快速笔刷电镀法可以修复已轻微磨损了的车轴。腐蚀:是金属材料或其制件在周围环境介质的作用下，逐惭产生的损坏或变质现象----化学变化。金属材料的锈蚀是最常见的腐蚀现象之一。在机器设备的损坏中，腐蚀与磨损经常是“狼狈为奸”，同时进行。二:腐蚀的定义腐蚀是材料由于环境的作用引起的破坏与变质金属腐蚀是金属在环境中，在金属表面或界面上进行的化学或电化学多相反应，结果使金属转入了氧化(离子)状态这些多相反应就是金属腐蚀研究的对象三:金属腐蚀科学技术的发展简史差不多从人类有目的地利用金属时起，就开始了对金属腐蚀及防护技术的研究。从已发掘出的秦始皇时代的青铜剑和大量的箭簇来看有的迄今毫无锈蚀。经鉴定，在这些箭的表面上有一层含铬的氧化物层，而基体金属中并不合铬。很可能，该表面保护层是用铬的化合物人工氧化并经高温扩散处理取得的。金属腐蚀的现象的解释是首先从金属的高温氧化开始的。1.十六世纪五十年代俄国科学家罗蒙诺索夫曾指出，没有外界的空气进入，烧灼过的金属的重量仍然保持不变，并证明，金属的氧化是金属与空气中活泼的氧化合所致。2.1830-1840年间法拉第首先确立阳极溶解下来的金属的重量与通过电量之间的关系，还提出了在铁上形成钝化膜历程及金属溶解过程的电化学本质的假说3.1830年德．拉.李.夫在有关锌在硫酸中溶解得研究，第一次明确地提出了腐蚀的电化学特征的观念(微电池理论)。4.1881年卡扬捷尔研究了金属在酸中溶解的动力学,指出了金属溶解的电化学本质。5.在二十世纪初，经过电化学、金属学等科学家的辛勤努力、通过一系列重要而又深入的研究．确立了腐蚀历程的基本电化学规律。四、金属腐蚀分类按腐蚀形态分类1．全面腐蚀(GeneralCorrosion)或均匀腐蚀(UniformCorrosion)2．局部腐蚀(LocalizedCorrosion)(1)电偶腐蚀(GalvanicCorrosion)(2)点蚀(Pitting)(3)缝隙腐蚀(CreviceCorrosion)(4)晶间腐蚀(IntergranularCorrosion)(5)剥蚀(Exfoliation)(6)选择性腐蚀(SelectiveCorrosion)(7)丝状腐蚀(FiliformCorrosion)第一章金属与合金的高温氧化引言一：高温氧化定义金属在室温或较低温干燥的空气中，因为反应速度很低，相对稳定一些。但是随着温度的上升，反应速度急剧增加。当金属在高温下与含氧、含硫、含卤素等的气体接触时，会发生反应，在其表面上生成氧化物、硫化物、卤素化物等固体膜。-------在高温下是不稳定的。在高温下，金属与环境介质中的气相或凝聚相物质发生化学反应而遭受破坏的过程称之为高温氧化或高温腐蚀二：高温氧化过程：金属的高温氧化是从气体分子吸附在金属表面开始。物理吸附化学吸附气体首先以分子状态吸附在金属表面，然后物理吸附的分子氧变成吸附的原子氧—扩散，与金属原子发生化学反应变成O2-，并最终以O2-的形式结合到氧化物晶格中去.参与反应的气体最终将以化合物的形式固定在金属表面。1.1金属高温氧化的热力学判据从热力学得知，任何自发进行反应的系统的自由能必然降低，而熵增加。如果将一金属M置于氧化环境中，则该金属的高温氧化反应为：由于MO2和M均为固态纯物质,活度均为1求解给定温度下金属氧化的分解压，与给定温度下氧分压比较就可以看出金属氧化物的稳定程度。一：金属氧化物的高温稳定性1.Ellingham平衡图（1）可以直接读出在任何给定温度下，金属氧化反应的ΔG值。ΔG值愈负，则该金属的氧化物愈稳定，即图中线的位置愈低，它所代表的氧化物就愈稳定。（2）可以预测一种金属还原另一种金属氧化物的可能性。ΔG值愈负，则该金属的活性越高（3）从平衡氧压的辅助坐标可以直接读出在给定温度下金属氧化物的平衡氧压。M+CO2=MO+COpCO/pCO22金属氧化物的蒸气压物质