论文部分内容阅读
摘 要：金属材料在我国工业领域有着重要的作用，是我国工业生产过程中的重要生产原料，对于推动我国工业的发展和进步具有重要作用。然而金属材料具有容易被腐蚀的特点，而金属材料一旦被腐蚀则会对相关产品的外观和性能产生影响，因此对金属材料进行防腐保护十分关键。本文主要介绍了金属材料腐蚀的危害，分析了金属材料被腐蚀的类型以及金属材料表面腐蚀防护措施。
关键词：金属材料;防护措施;金属腐蚀
金属材料腐蚀是一种常见的现象，金属材料腐蚀的原因也非常多，但主要可以分为化学腐蚀以及电化学腐蚀两大类，主要是由于金属氧化还原反应造成，因此在防止金属材料被腐蚀的措施也主要是围绕如何防范金属材料发生氧化还原反应展开。
1 金属材料腐蚀的危害
首先，金属材料发生氧化还原反应被腐蚀后，由金属材料所生产的相关设备可能会发生故障无法使用，这对于设备所有者而言将产生较大的经济损失;其次，金属材料发生氧化还原反应出现腐蚀现象将造成较大的能源损失。在生产金属材料的过程中需要耗费大量的能源进行金属材料冶炼才能够使得相关金属材料达到相关使用标准，而一旦金属材料腐蚀后，金属材料则只能废弃或是需要重新经过处理后才能够使用，以钢铁为例，世界范围内每年钢铁生产总量中的三分一会因为腐蚀而无法使用，而冶炼钢铁需要耗费大量的能源，这就意味着钢铁生产过程中的三分之一的能源被浪费;最后，金属材料腐蚀还可能导致金属制造设备所生产的产品质量下降，同时金属腐蚀后的物质可能存在一定的毒性，而一旦有毒物质进入自然环境中，将对周围自然生态环境造成污染和破坏。
2 金属材料腐蚀类型分析
2.1电化腐蚀
电化腐蚀主要是由于金属材料中含有杂质或者存在不同的金属物质使得金属材料形成了电化电池，电化电池的电阴极容易出现金属材料腐蚀，因此在进行金属材料的设计过程中，需要尽量避免使金属材料产生电化电池，进而发生电化腐蚀。
2.2均匀腐蚀
均匀腐蚀相对金属材料其他腐蚀类型而言影响较小，均匀腐蚀主要是指在金属材料的表面均匀发生腐蚀的一种现象，而一旦金属材料出现均匀腐蚀现象则可能影响相关设备的使用，因此在生产和使用相关金属材料制成的设备时，需要充分考虑设备预期使用寿命、材料耐腐蚀性以及设备和材料的价格等各个因素，并根据这些因素决定是否为金属材料进行防腐蚀保护以及选用何种材料进行防腐蚀保护。
2.3应力腐蚀
应力腐蚀是在金属受应力及腐蚀性介质的共同作用下形成的，一旦应力腐蚀出现，那么腐蚀现象会沿着相关纹理迅速在金属材料中扩大。由于应力腐蚀发生受到应力作用的影响较大，因此在设计相关金属材料设备的过程中，需要充分考虑应力因素并将应力控制在合理的范围内。
2.4点蚀
点蚀主要是在金属材料表明局部出现凹坑式腐蚀的现象，而发生这一现象的主要原因是金属材料的表面凹凸不平造成的，在金属材料表面凹陷的部分容易出现点状腐蚀，而一旦点蚀出现则会对及机器的使用寿命造成较大的影响，因此在相关设备制造过程中，需要注意平整金屬材料表面，并对其表面进行防腐蚀处理。
2.5晶间腐蚀
晶间腐蚀发生位置在晶粒边界处，并且一旦出现晶间腐蚀，那么腐蚀会从边缘位置向金属材料的内部延伸，进而对金属材料整体造成破坏，在金属材料出现这一现象时，对于机械设备的运转将造成较大的影响，这主要基于机械设备通常会存在多处焊接接口，而在焊接的接口处容易发生晶间腐蚀，从而导致焊接接口断裂，影响机械设备的正常使用。
2.6高温氧化
碳钢和低合金钢在高温以及氧气的环境下特别容易被氧化，因此为了防止高温氧化现象，通常会采取两个措施，一是在碳钢和低合金钢中添加较多的其他金属元素，使得生产的合金钢具有耐高温性，在高温状态下不易发生金属氧化反应，或者在碳钢和低合金钢的表面涂上防氧化膜，使碳钢、低合金钢与氧气隔离开来，从而避免碳钢与低合金钢发生氧化反应。
3 金属材料表面腐蚀防护措施分析
3.1金属材料表面腐蚀中涂料防腐技术
金属材料表面腐蚀中涂料防腐技术其主要原理是通过涂料覆盖金属材料表面，避免金属材料与空气中的氧气接触，从而杜绝金属材料发生氧化，但是在这一方式具体应用的过程中，由于机械在运转的过程中容易产生摩擦，在金属材料摩擦的过程中表面的涂料可能出现磨损或者掉落，因此在实际的使用过程中，需要定期检查金属材料表面的涂料磨损程度，并做好金属材料表面涂料维护工作。
3.2金属材料表面腐蚀中电弧喷涂的防护措施
金属材料表面腐蚀中电弧喷涂防腐蚀的原理与金属材料表面腐蚀中涂料防腐技术类似，但金属材料表面腐蚀中电弧喷涂防腐蚀主要是通过将不易腐蚀的铝等金属材料放置在端部形成短路热熔，使得电弧发生熔化，形成熔融铝液滴，并使铝液滴以雾化的形式附着在金属材料表面，在金属材料表面形成电弧喷涂材料。与金属材料表面腐蚀中涂料防腐技术相比，电弧喷涂方式在弯曲、压力的状态下，电弧喷涂材料不容易脱落，但电弧喷涂法应用的成本相对更高，因此在实际的应用过程中需要综合考虑价格因素以及使用环境因素等进行选择。
3.3金属材料表面腐蚀中的缓蚀剂法
缓腐蚀剂法主要是在金属材料的表面放置防腐蚀，使得缓腐蚀剂在金属材料的表面与金属发生反应，进而在金属材料的表面形成一层氧化膜对金属材料形成保护的一种措施，这一方法应用较为广泛，这主要基于其不用改变金属材料的结构即可应用实现，但同时这一方法在应用的过程中也存在其自身的弊端，即在使用存在强氧化反应的缓蚀剂时，一旦未能够控制好缓腐蚀剂的用量，那么很容易导致金属材料表面出现腐蚀点，影响金属材料的正常使用。
参考文献：
[1]刘洁. 金属材料的表面腐蚀与防护措施分析[J]. 中国金属通报，2019（06）：109+111.
[2]刘勇，陈海涛，刘润芳，李忠盛，张敏，丛大龙，何庆兵. 弹药金属包装材料的腐蚀与防护综述[J]. 包装工程，2020，41（09）：232-237.
[3]朱力华，张大全，高立新. 智能防腐涂层的研究进展[J]. 腐蚀科学与防护技术，2015，27（02）：203-206.
关键词：金属材料;防护措施;金属腐蚀
金属材料腐蚀是一种常见的现象，金属材料腐蚀的原因也非常多，但主要可以分为化学腐蚀以及电化学腐蚀两大类，主要是由于金属氧化还原反应造成，因此在防止金属材料被腐蚀的措施也主要是围绕如何防范金属材料发生氧化还原反应展开。
1 金属材料腐蚀的危害
首先，金属材料发生氧化还原反应被腐蚀后，由金属材料所生产的相关设备可能会发生故障无法使用，这对于设备所有者而言将产生较大的经济损失;其次，金属材料发生氧化还原反应出现腐蚀现象将造成较大的能源损失。在生产金属材料的过程中需要耗费大量的能源进行金属材料冶炼才能够使得相关金属材料达到相关使用标准，而一旦金属材料腐蚀后，金属材料则只能废弃或是需要重新经过处理后才能够使用，以钢铁为例，世界范围内每年钢铁生产总量中的三分一会因为腐蚀而无法使用，而冶炼钢铁需要耗费大量的能源，这就意味着钢铁生产过程中的三分之一的能源被浪费;最后，金属材料腐蚀还可能导致金属制造设备所生产的产品质量下降，同时金属腐蚀后的物质可能存在一定的毒性，而一旦有毒物质进入自然环境中，将对周围自然生态环境造成污染和破坏。
2 金属材料腐蚀类型分析
2.1电化腐蚀
电化腐蚀主要是由于金属材料中含有杂质或者存在不同的金属物质使得金属材料形成了电化电池，电化电池的电阴极容易出现金属材料腐蚀，因此在进行金属材料的设计过程中，需要尽量避免使金属材料产生电化电池，进而发生电化腐蚀。
2.2均匀腐蚀
均匀腐蚀相对金属材料其他腐蚀类型而言影响较小，均匀腐蚀主要是指在金属材料的表面均匀发生腐蚀的一种现象，而一旦金属材料出现均匀腐蚀现象则可能影响相关设备的使用，因此在生产和使用相关金属材料制成的设备时，需要充分考虑设备预期使用寿命、材料耐腐蚀性以及设备和材料的价格等各个因素，并根据这些因素决定是否为金属材料进行防腐蚀保护以及选用何种材料进行防腐蚀保护。
2.3应力腐蚀
应力腐蚀是在金属受应力及腐蚀性介质的共同作用下形成的，一旦应力腐蚀出现，那么腐蚀现象会沿着相关纹理迅速在金属材料中扩大。由于应力腐蚀发生受到应力作用的影响较大，因此在设计相关金属材料设备的过程中，需要充分考虑应力因素并将应力控制在合理的范围内。
2.4点蚀
点蚀主要是在金属材料表明局部出现凹坑式腐蚀的现象，而发生这一现象的主要原因是金属材料的表面凹凸不平造成的，在金属材料表面凹陷的部分容易出现点状腐蚀，而一旦点蚀出现则会对及机器的使用寿命造成较大的影响，因此在相关设备制造过程中，需要注意平整金屬材料表面，并对其表面进行防腐蚀处理。
2.5晶间腐蚀
晶间腐蚀发生位置在晶粒边界处，并且一旦出现晶间腐蚀，那么腐蚀会从边缘位置向金属材料的内部延伸，进而对金属材料整体造成破坏，在金属材料出现这一现象时，对于机械设备的运转将造成较大的影响，这主要基于机械设备通常会存在多处焊接接口，而在焊接的接口处容易发生晶间腐蚀，从而导致焊接接口断裂，影响机械设备的正常使用。
2.6高温氧化
碳钢和低合金钢在高温以及氧气的环境下特别容易被氧化，因此为了防止高温氧化现象，通常会采取两个措施，一是在碳钢和低合金钢中添加较多的其他金属元素，使得生产的合金钢具有耐高温性，在高温状态下不易发生金属氧化反应，或者在碳钢和低合金钢的表面涂上防氧化膜，使碳钢、低合金钢与氧气隔离开来，从而避免碳钢与低合金钢发生氧化反应。
3 金属材料表面腐蚀防护措施分析
3.1金属材料表面腐蚀中涂料防腐技术
金属材料表面腐蚀中涂料防腐技术其主要原理是通过涂料覆盖金属材料表面，避免金属材料与空气中的氧气接触，从而杜绝金属材料发生氧化，但是在这一方式具体应用的过程中，由于机械在运转的过程中容易产生摩擦，在金属材料摩擦的过程中表面的涂料可能出现磨损或者掉落，因此在实际的使用过程中，需要定期检查金属材料表面的涂料磨损程度，并做好金属材料表面涂料维护工作。
3.2金属材料表面腐蚀中电弧喷涂的防护措施
金属材料表面腐蚀中电弧喷涂防腐蚀的原理与金属材料表面腐蚀中涂料防腐技术类似，但金属材料表面腐蚀中电弧喷涂防腐蚀主要是通过将不易腐蚀的铝等金属材料放置在端部形成短路热熔，使得电弧发生熔化，形成熔融铝液滴，并使铝液滴以雾化的形式附着在金属材料表面，在金属材料表面形成电弧喷涂材料。与金属材料表面腐蚀中涂料防腐技术相比，电弧喷涂方式在弯曲、压力的状态下，电弧喷涂材料不容易脱落，但电弧喷涂法应用的成本相对更高，因此在实际的应用过程中需要综合考虑价格因素以及使用环境因素等进行选择。
3.3金属材料表面腐蚀中的缓蚀剂法
缓腐蚀剂法主要是在金属材料的表面放置防腐蚀，使得缓腐蚀剂在金属材料的表面与金属发生反应，进而在金属材料的表面形成一层氧化膜对金属材料形成保护的一种措施，这一方法应用较为广泛，这主要基于其不用改变金属材料的结构即可应用实现，但同时这一方法在应用的过程中也存在其自身的弊端，即在使用存在强氧化反应的缓蚀剂时，一旦未能够控制好缓腐蚀剂的用量，那么很容易导致金属材料表面出现腐蚀点，影响金属材料的正常使用。
参考文献：
[1]刘洁. 金属材料的表面腐蚀与防护措施分析[J]. 中国金属通报，2019（06）：109+111.
[2]刘勇，陈海涛，刘润芳，李忠盛，张敏，丛大龙，何庆兵. 弹药金属包装材料的腐蚀与防护综述[J]. 包装工程，2020，41（09）：232-237.
[3]朱力华，张大全，高立新. 智能防腐涂层的研究进展[J]. 腐蚀科学与防护技术，2015，27（02）：203-206.