金属腐蚀及防腐蚀的实验报告
金属材料的腐蚀与防护 陈小鸿 巴万兴 03级材料物理 关键词：腐蚀，防护，化学腐蚀，电化学腐蚀，阻化剂，析氢腐蚀，吸氧腐蚀。
摘要： 当金属与周围介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起的材料性能的退化与破坏叫做金属的腐蚀。
金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀使金属表面逾期提货非电解质溶液接触发生化学作用而引起的腐蚀：而电化学腐蚀使由于金属及其合金在周围介质的电化作用下而引起的腐蚀，实质上由于金属表面形成许多微小的短路原电池的结果。
影响金属电化学腐蚀的因素较多，包括金属的活泼性,金属在特定介质中的电极电势及环境的酸度。
避免发生电化学腐蚀的方法很多：可以隔绝金属与周围介质的接触，即避免腐蚀原电池的形成。
意义： 腐蚀会给人类带来危害，引起惊人的损害。
但也可以利用其为人类造福。
例如，工程技术中常利用腐蚀原理进行材料加工，“化学蚀剂”方法就是利用其进行金属定域“切削”的加工方法。
学习本试验可以了解金属腐蚀的基本原理以及金属材料放腐蚀的方法 试验过程： 金属腐蚀可按产生的机理分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。
化学腐蚀是指材料与周围介质直接发生化学反应，但反应过程中不产生电流的腐蚀过程；电化学腐蚀是指金属与离子导电性介质发生电化学反应，反应过程中有电流产生的腐蚀过程；物理腐蚀是指由于单纯的物理溶解而产生的腐蚀。
针对金属腐蚀的不同种类，对金属的防护有以下几种方法：改变金属内部结构、保护层法、电化学保护法、对腐蚀介质进行处理、电化学保护法。
1. 微电池的显示法。
取10ml0.01mol\\\/dm3NaCl,0.3ml1%K3[Fe（CN）6]，1%酚酞0.5ml，白明胶适量（一平匙）制成铁锈指示剂。
将铁锈指示剂加热成粘稠状，放置。
待凝固前，涂在去锈的铁片上。
10分钟以后观察。
2. 阴阳极防腐蚀镀层。
取一镀锡、镀锌的铁片，用锉刀划破表面镀层，在划痕上分别滴几滴稀硫酸和一滴铁氰化钾，观察。
3 .阻化剂。
取一铁片放入20% 的盐酸溶液中，加热到60~70℃，观察；然后加入六次甲基四胺，观察。
4. 析氢腐蚀。
在试管放入3粒锌粒和约3ml0.1molHCl溶液，观察；取一根用砂纸擦进的铜丝，插入上述盛有锌粒的试管中，观察铜丝与锌粒未接触式以及接触时的情况。
5. 吸氧腐蚀。
取一块铁片用砂纸擦去铁锈，洗净晾干，另取5滴NaCl、1滴K3[Fe（CN）6]溶液和1滴酚酞于试管中，摇匀。
静止片刻后观察。
实验结果及讨论： 实验1中，可以看到出现蓝色斑点，这是因为铁片出现阴阳区，在阳极区，FeFe2++2e，2Fe2++2[Fe（CN）6]3-Fe3[Fe（CN）6]2 Fe2+溶于K3[Fe（CN）6]中反应而出现蓝色斑点。
实验2中，镀锡的铁片在划破处出现蓝色沉淀，说明铁层发生溶解，镀锌铁片出现气泡，没有蓝色沉淀，说明锌发生反应。
证明了还原性的强弱为锌〉铁>锡。
实验3中，先是出现气泡，证明铁与稀硫酸反应，加入六次甲基四胺后没有气泡，说明铁的腐蚀结束。
实验4中，加入锌后，有气泡产生，加入铜丝（未接触）铜丝处无变化，接触后反应加剧，气泡大量产生。
这是由于铜丝和锌组成了原电池造成的 实验5中，中心出现蓝斑，边缘出现粉红色。
致谢 ： 本实验报告在完成时借用张志荣同学的电脑，在此表示感谢
参考文献： 《材料化学实验讲义》 兰州大学物理科学与技术学院 （李波 卫秀成 刘文晶 编著 ）
实验报告-极化曲线测量金属的腐蚀速度
一、目的和要求1、掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。
通过测定Fe在NaCl溶液中的极化曲线，求算Fe的自腐蚀电位，自腐蚀电流2、论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用二、基本原理当金属浸于腐蚀介质时，如果金属的平衡电极电位低于介质中去极化剂（如H+或氧分子）的平衡电极电位，则金属和介质构成一个腐蚀体系，称为共轭体系。
此时，金属发生阳极溶解，去极化剂发原。
在本实验中，镁合金和钢分别与0.5mol\\\/L的NaCl溶液构成腐蚀体系。
镁合金与NaCl溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为：阳极：Mg=Mg2++2e阴极：2H2O+2e=H2+2OH-钢与NaCl溶液构成腐蚀体系的电化学反应式为：阳极：Fe=Fe2++2e阴极：2H2O+2e=H2+2OH-腐蚀体系进行电化学反应时的阳极反应的电流密度以ia表示，阴极反应的速度以ik表示，当体系达到稳定时，即金属处于自腐蚀状态时，ia=ik=icorr（icorr为腐蚀电流），体系不会有净的电流积累，体系处于一稳定电位。
根据法拉第定律，即在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比，故可阴阳极反应的电流密度代表阴阳极反应的腐蚀速度。
金属自腐蚀状态的腐蚀电流密度即代表了金属的腐蚀速度。
因此求得金属腐蚀电流即代表了金属的腐蚀速度。
金属处于自腐蚀状态时，外测电流为零。
简述金属材料的强化机制
材料结构与性能报告--金属材料的机理摘要综合金属材料强化原理，基本途径，文章从宏观性能—微观组织结构—材料强化三者的相互依存关系，叙述了材料强化的本质、原理与基本途径作了论述。
金属的强化可以改善零件的使用性能，提高产品的质量，充分发挥材料的性能潜力，延长工件的使用寿命，在实际应用中，有着非常重要的意义。
对工程材料来说，一般是通过综合的强化效应以达到较好的综合性能。
具体方法有固溶强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、晶界强化、位错强化、复相强化、纤维强化和相变强化等。
关键词：强化；细晶；形变；固溶；弥散；相变AbstractIn this paper a summary is made on the principle of material strengthening,basis way and new technology of heat treatment.The essence,principle and basis ways of strengthening various materials were expounded in terms of their microscope properties,microstructure and material strengthening technology.：Metal strengthening can improve the performance of parts, improve the quality of products, give full play to the properties of materials, extend the use of workpiece potential life, in practical applications, has a very important significance. A systematic discussion was made about the explantation of the potential of materials.For engineerin
怎样才能学好金属材料与热处理这门课程
首先，金属材料和热是十分有意一门课程，尤其到日后工作中，和谈到零件材质何热处理时，你能夸夸奇谈，说出马氏体、淬火+高温回火等学名。
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钠钾合金为什么用作原子反应堆的导热剂
合金化可以定义：往母添加合金元素，通过一系列的冶金使这些合金元素与母材金属一起产生一系列积极的效应的统称。
宏观地理解就是“添加合金元素”、“冶金处理”等一系列操作过程的统称。
微观地理解就是合金元素与母材金属发生的有益物理化学变化过程。
实验中，金属丝的拉伸在弹性限度内，如果金属丝负重按比例增加时，#n不按比例增加，原因是什么
1、 金属丝不直,初始砝码太轻,没有把金属丝完全拉直.2、 杨氏弹性模量仪支柱不垂直,使金属丝下端的夹头不能在金属框内上下自由滑动,磨擦阻力太大.3、 加减砝码时动作不够平衡,导致光杠杆足尖发生移动.4、 上下夹头未夹紧,在增荷时发生金属下滑.5、 实验过程中地板、实验桌振动或者某种原因碰动仪器,使读数发生变化.6、 金属丝锈蚀、粗细不匀或所加荷重已超过金属丝弹性限度发生剩余形变等.
目前世界上硬度最大的合金是
应用于制造承受较高应力结构件的合金钢类，一般屈服强度大于120kgf\\\/mm2、抗拉强度大于140kgf\\\/mm2。
20世纪40年代中期,美国研制成Cr-Mo钢(AISI4130)和Cr-Ni-Mo钢(AISI 4340)，经淬火和低温回火后,抗拉强度分别为170和190kgf\\\/mm2。
50年代初，在AISI 4340钢的基础上加入Si和V,制成300M，抗拉强度达190～210kgf\\\/mm2。
1960年，国际镍公司制成马氏体时效钢,抗拉强度约为180kgf\\\/mm2,断裂韧度高达390kgf\\\/mm帮。
70年代，美国在300M基础上降C增Si,改善韧性,发展成HP310钢；在马氏体时效钢的基础上研究成AF1410钢，抗拉强度为170kgf\\\/mm2,断裂韧度达400kgf\\\/mm帮（见断裂韧性试验）。
中国从50年代开始研究和生产超高强度钢，已有多种钢号的产品，主要有SiMnMoV、SiMnCrMoV和加有稀土元素的SiMnCrMoV系列钢，抗拉强度为170～190kgf\\\/mm2，断裂韧度可达250～280kgf\\\/mm帮。
超高强度钢必须具有高的抗拉强度，和保持足够的韧性,还要求比强度(强度与密度之比)大和屈强比(σs\\\/σb)高，以减轻构件的重量，而且要有良好的焊接性和成形性等工艺性能。
类别 按照合金化程度及显微组织，超高强度钢可分为低合金、中合金和高合金超高强度钢三类。
在高合金超高强度钢中又有马氏体时效钢和沉淀硬化不锈钢等（见金属的强化）。
低合金超高强度钢 是由调质结构钢发展起来的，含碳量一般在0.3～0.5％，合金元素总含量小于5％,其作用是保证钢的淬透性，提高马氏体的抗回火稳定性和抑制奥氏体晶粒长大，细化钢的显微组织。
常用元素有镍、铬、硅、锰、钼、钒等。
通常在淬火和低温回火状态下使用，显微组织为回火板条马氏体，具有较高的强度和韧性。
如采用等温淬火工艺，可获得下贝氏体组织或下贝氏体与马氏体的混合组织，也可改善韧性。
这类钢合金元素含量低，成本低,生产工艺简单,广泛用于制造飞机大梁、起落架构件、发动机轴、高强度螺栓、固体火箭发动机壳体和化工高压容器等。
中合金超高强度钢 热作模具钢的改型钢，典型钢种有4Cr5MoSiV钢。
这类钢的含碳量约0.4％，合金元素总含量约8％,具有较高的淬透性，一般零件经高温奥氏体化后，空冷即可获得马氏体组织，500～550℃回火时，由于碳化物沉淀产生二次硬化效应，而达到较高的强度。
这类钢的特点是回火稳定性高,在500℃左右条件下使用，仍有较高的强度，一般用于制造飞机发动机零件。
马氏体时效钢 典型钢种有18Ni马氏体时效钢，含碳小于0.03％,镍约18％，钴8％。
根据钼和钛含量不同，钢的屈服强度分别可达到140、175和210kgf\\\/mm2。
从820～840℃固溶处理冷却到室温时，转变成微碳Fe-Ni马氏体组织，其韧性较Fe-C马氏体为高，通过450～480℃时效，析出部分共格金属间化合物相(Ni3Ti、Ni3Mo),达到较高的强度。
镍可使钢在高温下得到单相奥氏体，并在冷却到室温时转变为单相马氏体，而具有较高的塑性。
同时镍也是时效强化元素。
钴能使钢的马氏体开始转变温度升高，避免形成大量残留奥氏体。
这类钢的特点是强度高，韧性高，屈强比高，焊接性和成形性良好；加工硬化系数小，热处理工艺简单，尺寸稳定性好，常用于制造航空器、航天器构件和冷挤、冷冲模具等。
9 Ni-4Co型超高强度钢 含9％镍使钢固溶强化和提高韧性，加 4％钴的作用在于尽量减少钢中残留奥氏体量，钼和铬是为了产生沉淀硬化效应。
含碳 0.20～0.30％时，抗拉强度可达130～160kgf\\\/mm2,断裂韧度达400kgf\\\/mm帮以上。
综合性能好,抗应力腐蚀性高，具有良好的工艺性能，常用于航空、航天工业。
沉淀硬化不锈钢 简称PH不锈钢，是在不锈钢的基础上发展起来的具有抗腐蚀性能的超高强度钢。
合金元素总含量约为22～25％。
按高温固溶处理后冷至室温时显微组织的不同，可分为奥氏体型、半奥氏体型和马氏体型三类。
典型钢种有0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al,抗拉强度约为160kgf\\\/mm2。
这类钢有良好的耐蚀性、抗氧化性。
钢的强化是通过固溶处理、冷处理或形变后再时效，析出弥散沉淀相而实现的。
这类钢主要用于制造高应力耐腐蚀的化工设备零件、航空器结构件和高压容器等（见不锈耐酸钢）。
生产工艺 超高强度钢对冶金质量要求高，通常采用电弧炉和电渣重熔冶炼。
要求纯度高的钢种，多采用真空感应炉或真空自耗电弧炉冶炼。
中、低合金超高强度钢在热处理时应防止脱碳；马氏体时效钢和沉淀硬化不锈钢,可以用普通加热炉固溶处理。
焊接时须采用保护气体焊接或采用钨极氩弧焊接。
某些含碳较高的(0.4％左右)低合金超高强度钢,焊接后应立即进行去应力退火。
