《金属腐蚀原理》作业题
绪论
1、金属腐蚀按照腐蚀过程的特点可以分为几类？
2、均匀腐蚀情况下金属腐蚀速度的衡量指标有哪几种？
第一章金属电化学腐蚀倾向的判断
1、什么是内电位、外电位、电化学位？
2、什么是绝对电极电位、相对电极电位？两者有何区别？
3、相间电位差产生的原因是什么？
4、什么是金属的平衡电极电位？
5、结合电位-pH图说明处于腐蚀状态的金属可以采取哪几种防腐蚀方法？
第二章电化学腐蚀动力学
1、什么是原电池的极化作用？什么是阳极极化、阴极极化？
2、极化现象的本质是什么？
3、掌握电化学极化时，极化电流与过电位之间的关系方程式。
4、熟练掌握稳态极化时的动力学公式，掌握强极化区和微极化区极化过电位和极化电流之间近似极化公式的推导过程。
5、什么是共轭体系？分析课本p61页图2-17中各点所对应的电流和电位的物理意义。
6、结合图2-19详细说明牺牲阳极保护法的基本原理。
7、结合活化控制的腐蚀体系极化公式（课本公式2-60）分析金属腐蚀速度测试的电化学方法都有哪些？
8、腐蚀体系中，当电流处于强极化区时采用何种测试方法？微极化区采用何种测试方法？各有何适用条件？各自的原理和具体操作步骤是什么？弱极化区的测试方法有哪几种？掌握两点法和三点法的推导过程。
第三章氢去极化腐蚀和氧去极化腐蚀
1、什么是氢去极化？什么是氧去极化？各自发生的条件是什么？
2、什么是氢过电位？氢过电位的数值大小对氢去极化腐蚀有何影响？
3、金属中具有不同氢过电位的杂质存在对基体金属腐蚀速度的影响情况是什么？
4、什么是铂盐效应？以铁和锌在酸中的腐蚀速度为例说明氢过电位对于腐蚀速度的影响情况。
5、氧去极化腐蚀的影响因素有哪些？
6、什么是氧浓差电池？在氧浓差电池中何者做阳极，何者做阴极？第四章金属的钝化
1、什么是钝化作用？什么是化学钝化、电化学钝化？
2、结合金属的钝化曲线分析钝化过程中的电化学参数，并说明阳极保护的基本原理是什么？
3、阳极钝化曲线的测定和塔菲尔法测定金属腐蚀速度时的极化曲线各自采用什么方法测定？
4、目前钝化理论主要包括哪几种？每种钝化理论所能够成功解释的问题是什么？
第五章常见的局部腐蚀
1、什么是电偶腐蚀？其原理是什么？
2、什么是差异效应？什么是正差异效应、负差异效应？
3、电偶序的排序理论依据什么？在实际应用中，对于构成电偶腐蚀的原电池如何判断其阴阳极？
4、什么是小孔腐蚀？小孔腐蚀发生的条件是什么？小孔腐蚀的作用机理是什么？小孔腐蚀的电化学测试方法是什么？
5、什么是缝隙腐蚀？缝隙腐蚀发生的原因是什么？与孔蚀相比较，缝隙腐蚀有什么不同？
6、什么是晶间腐蚀？结合不锈钢说明晶间腐蚀发生的机理是什么？
7、什么是应力腐蚀破裂？发生应力腐蚀破裂的条件是什么？
8、什么是腐蚀疲劳？磨损腐蚀？选择性腐蚀？
第八章腐蚀控制方法
1、什么是阴极保护？阴极保护包括哪两种方法？这两种方法有何不同？
2、什么是负保护效应？什么是阴极保护的最小保护电位？
3、说明牺牲阳极保护法和外加阴极电流保护法的基本原理是什么？能够结合伊文思极化图进行分析。
4、什么是阳极保护？基本原理是什么？
5、阳极保护的主要参数有哪些？
6、阳极保护与阴极保护相比各自适应于什么条件？
7、什么是缓蚀剂？什么是缓蚀剂保护？什么是缓蚀效率？
8、按照缓蚀剂的作用机理缓蚀剂可以分为哪几种？按照缓蚀剂所形成的保护膜特征缓蚀剂可以分为哪几类？这些缓蚀剂在使用中需要注意的问题有哪些？
9、结合电化学实验中采用极化曲线法和伊文思极化曲线法说明如何判定缓蚀剂的类型，并说明如何计算缓蚀剂的缓蚀效率。
本章作业题
1、什么是内电位、外电位、电化学位？
2、什么是绝对电极电位、相对电极电位？两者有何区别？
3、相间电位差产生的原因是什么？
4、什么是金属的平衡电极电位？
5、结合电位-pH图说明处于腐蚀状态的金属可以采取哪几种防腐蚀方法？
1.什么是钝化作用？什么是化学钝化、电化学钝化？
2.结合金属的钝化曲线分析钝化过程中的电化学参数，并说明阳极保护的基本原理是什么？
3.阳极钝化曲线的测定和塔菲尔法测定金属腐蚀速度时的极化曲线各自采用什么方法测定？
4.目前钝化理论主要包括哪几种？每种钝化理论所能够成功解释的问题是什么？
第二章电化学腐蚀动力学作业
1、什么是原电池的极化作用？什么是阳极极化、阴极极化？
2、极化现象的本质是什么？
3、掌握电化学极化时，极化电流与过电位之间的关系方程式。
4、熟练掌握稳态极化时的动力学公式，掌握强极化区和微极化区极化过电位和极化电流之间近似极化公式的推导过程。
5、什么是共轭体系？分析课本p61页图2-17中各点所对应的电流和电位的物理意义。
6、结合图2-19详细说明牺牲阳极保护法的基本原理。
7、结合活化控制的腐蚀体系极化公式（课本公式2-60）分析金属腐蚀速度测试的电化学方法都有哪些？
8、腐蚀体系中，当电流处于强极化区时采用何种测试方法？微极化区采用何种测试方法？各有何适用条件？各自的原理和具体操作步骤是什么？弱极化区的测试方法有哪几种？掌握两点法和三点法的推导过程。
1、什么是电偶腐蚀？其原理是什么？
2、什么是差异效应？什么是正差异效应、负差异效应？
3、电偶序的排序理论依据什么？在实际应用中，对于构成电偶腐蚀的原电池如何判断其阴阳极？
4、什么是小孔腐蚀？小孔腐蚀发生的条件是什么？小孔腐蚀的作用机理是什么？小孔腐蚀的电化学测试方法是什么？
5、什么是缝隙腐蚀？缝隙腐蚀发生的原因是什么？与孔蚀相比较，缝隙腐蚀有什么不同？
6、什么是晶间腐蚀？结合不锈钢说明晶间腐蚀发生的机理是什么？
7、什么是应力腐蚀破裂？发生应力腐蚀破裂的条件是什么？
8、什么是腐蚀疲劳？磨损腐蚀？选择性腐蚀？
1、什么是阴极保护？阴极保护包括哪两种方法？这两种方法有何不同？
2、什么是负保护效应？什么是阴极保护的最小保护电位？
3、说明牺牲阳极保护法和外加阴极电流保护法的基本原理是什么？能够结合伊文思极化图进行分析。
4、什么是阳极保护？基本原理是什么？
5、阳极保护的主要参数有哪些？
6、阳极保护与阴极保护相比各自适应于什么条件？
7、什么是缓蚀剂？什么是缓蚀剂保护？什么是缓蚀效率？
8、按照缓蚀剂的作用机理缓蚀剂可以分为哪几种？按照缓蚀剂所形成的保护膜特征缓蚀剂可以分为哪几类？这些缓蚀剂在使用中需要注意的问题有哪些？
9、结合电化学实验中采用极化曲线法和伊文思极化曲线法说明如何判定缓蚀剂的类型，并说明如何计算缓蚀剂的缓蚀效率。
1.多数可以钝化的金属都是在非氧化性介质中易钝化。
( × )
2.Ni是扩大奥氏体区的元素。
( √ )
3.球状珠光体比片状珠光体耐蚀性好。
（√）
4.不锈钢的腐蚀破坏形式与一般钢的腐蚀破坏形式没有区别。
( × )
5.要显著提高合金的热力学稳定性，元素的加入量必须满足“ｎ/8”
定律。
（√）
6.Al表面形成的氧化膜随时间的延长，特别是有水分时，会逐渐减薄。
( × )
7.青铜的耐蚀性低于黄铜。
( × )
8.钛的平衡电位低，所以是热力学不稳定的金属。
( √ )
9.铸铁发生腐蚀时，一般形成以铁素体为阳极，石墨或渗碳体为阴极的原电池。
( √ )
10.乡村大气影响腐蚀的主要因素是：降水量、年平均气温、相对湿度。
( √ )
11.多数可以钝化的金属都是在非氧化性介质中易钝化。
( × )
12.Mn与Si对奥氏体区的影响相同，所以可以用Mn代替Si使用。
( × )
13. 减少金属或合金中的活性阴极相面积或加入提高阴极过程过电位的合金元素，可降低合金中的阴极活性。
（√）
14.钢铁表面形成铁锈层时，通常分为内外两层。
外层疏松，与基体结合不牢，内层较致密，与基体结合较牢。
(√ )
15.含硅量大于13%的铸铁不具有耐酸性。
( × )
16.钢中的夹杂物主要是FeS，MｎS等，这些夹杂物对钢的耐蚀性影响不大。
（×）
17.我们把不锈钢和耐酸钢简称为“不锈钢”。
(√ )
18.在某些强腐蚀介质中，为了实现钝化或稳定钝态，不锈钢的含Cr 量不能超过18%，
以免与Ni、Mo等发生反应，降低耐蚀性。
(× )
19.不锈钢中Ti、Nb的加入会促进贫Cr层的形成。
( × )
20.黄铜含锌量越高，应力腐蚀开裂的敏感性越小。
( × )
21.铝在碱中很耐腐蚀。
( × )
22.铝在酸中主要呈全面腐蚀，所以称“化学铣切”。
(× )
23.18-8钢的含Ni量是18%，含Cr量是8%。
(× )
24. Cr13型不锈钢属奥氏体不锈钢。
( × )
25.沉淀硬化不锈钢是经过淬火和时效处理，使钢具有马氏体组织并析出沉淀强化相，从而得到高强度和耐蚀性。
( √ )
二、名词解释（每题3分，共18分）
1.奥氏体不锈钢就是被镍或锰、氮充分合金化的在室温下具有奥氏体组织的Fe-Cr合金。
2.晶间腐蚀是指金属材料在稳定的腐蚀介质中沿着材料的晶界发生的一种局部腐蚀。
（或者说：是金属晶界区域的溶解速度大于晶粒本身的溶解速度的腐蚀现象。
）
3.在高温下有较高强度和一定抗氧化能力的合金钢称热强钢。
4.大气腐蚀通常是指在常温下暴露在地球大气中的所发生的腐蚀。
5.脱锌腐蚀是指黄铜表面变成海绵状的紫铜，在淡水中呈针孔状腐蚀，在海水中是层状整体减薄。
6.稳定化元素是指不锈钢中的Ti、Nb元素。
这两个元素可先于Cr与碳结合，从而减少碳析出时Cr的消耗，避免贫Cr现象的产生。
三、填空题（每空1分，共20分）
1.最主要的腐蚀环境主要是指水，土壤，大气和干燥气体。
2.铬对组织的影响属于缩小奥氏体区，稳定铁素体的元素。
3.影响高温氧化性的因素关键是金属表面形成的氧化物的性质。
4.铝-镁合金有点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和剥蚀倾向。
5.引起黄铜应力腐蚀开裂的主要物质是氨和硫化物。
6.钛氧化膜不是单一结构，随生成条件而异。
主要结构有：TiO，TiO2，Ti2O3等。
7.影响淡水腐蚀性的主要因素有：氧浓度，pH值，硬度，HCO3-、Cl-、SO42-浓度。
8.纯镁腐蚀过程主要以析氢为主，以点蚀或全面腐蚀形式迅速溶解，直至粉化。
四、简答题（共21分）
1.防止土壤腐蚀的措施有哪些？（5分）
①牺牲阳极或外加电流进行阴极保护；
②电器接地以避免杂散电流；
③有机涂层（如沥青、塑料、绝缘胶带等）；
④无机涂层（如锌、水泥等）；
⑤锈蚀余量；
⑥埋置混凝土中；
⑦为避免由于氧含量不均匀造成腐蚀电池，用砂子、石灰石碎块填充周围。
2.耐蚀合金化途径有哪些？（4分）
①提高金属或合金的热力学稳定性；②降低合金中的阴极活性；③降低合金中的阳极活性；④加入使合金表面形成电阻较大的腐蚀产物膜的合金元素。
3.提高铸铁耐蚀性所希望的组织是什么？（ 4分）
基体最好是致密均匀的单相组织；碳以碳化物形式存在为好；石墨以中等大小，互不相连为好；球状或团絮状比片状好。
4.铝氧化膜的结构在不同环境中的变化是什么？（ 4分）
①在大气或低于80℃的水溶液中，生成的氧化膜为（Al2O3.3H2O）,是非晶态结构；
②在80℃以上的水溶液中形成的膜为（Al2O3.H2O，AlOOH），是晶态结构；
③高于200℃水中生成的膜为Al2O3。
5.钛的钝化特点有哪些？（ 4分）
①致钝电位低，临界钝化电流小，因此容易钝化，而且有很强的钝态稳定性。
②钝化电位区宽。
（高达20V），不易产生过钝化。
五、问答题（ 16分）
1.试分析钢的氧化生长过程。
（8分）
在高温氧化过程中，氧化膜的内部存在着铁原子与氧原子的双向扩散。
氧原子通过氧化膜进入钢的内部，而铁原子则向相反的方向扩散到氧化膜内，与氧结合变为氧化物。
铁原子从铁区进入到FeO 区与氧结合生成FeO，使FeO区增厚，同时一部份铁穿过FeO达到Fe3O4区，并发生反应Fe + Fe3O4 →4FeO，使FeO 向外扩散；
还有一部分铁穿过Fe3O4区，进入 Fe2O3区并发生反应：Fe + 4Fe2O3 →3Fe3O4，结果是Fe3O4区增厚；
再有部分剩余铁原子穿过Fe2O3区到达表面与氧化性气体接触被氧化：：4Fe + 3O2 →2Fe2O3 ，使Fe2O3区增厚。
2.试分析松弛现象的应力—---时间曲线。
（8分）
根据以上曲线我们把松弛过程分为两个阶段：
第一阶段：应力随时间延长二急剧下降。
原因：一般认为第一阶段松弛发生在晶界上，由晶界的扩散过程引起的。
第二阶段：应力下降逐渐缓慢，并趋于稳定。
原因：晶粒内部镶嵌块的转动和移动造成的。
1．由于金属和合金遭受腐蚀后又回复到了矿石的化合物状态，所以金属腐蚀也可以叫做“冶金的逆过程”。
（）
2．金属元素标准电极电位较负的稳定性高，较正的稳定性低。
（）
3．Zr、Ta、Nb、Cr、Al等金属元素，由于化学性质活泼，所以最不易钝化。
（）
4．铸铁发生电化学腐蚀时，一般形成以石墨或渗碳体为阳极，铁素体为阴极的原电池，从而造成铸铁的腐蚀破坏。
( )
5．碳钢的组织如果是球状珠光体，它的耐蚀性要好于片状珠光体。
( )
6．“不锈钢”的耐蚀性是相对的，在一定条件下同样会受到腐蚀。
( )
7．发生应力松弛时，由于一部分塑性变形转变为了弹性变形，因此，总变形量保持不变。
( )
8．铝在碱中发生的腐蚀主要是点蚀。
( )
9．钛发生缝隙腐蚀时，窄缝隙比宽缝隙腐蚀倾向大的多。
( ) 10．为了提高铸铁的耐蚀性，希望碳以石墨形式存在为好。
( ) 11．铸铁发生电化学腐蚀时，一般形成以石墨或渗碳体为阳极，铁素体为阴极的原电池，从而造成铸铁的腐蚀破坏。
( )
12．无论在什么情况下，加入强阴极性元素都不能促进阳极产生钝化。
（）
13．铁锈主要是铁的三价氧化物，它不是由铁直接一次氧化形成的，而是经由二价铁离子进一步氧化生成的。
（）
14．海洋环境中腐蚀最为严重的是飞溅区。
( )
15．含硅量大于13%的铸铁才具有耐酸性。
( )
16．电阻较大的腐蚀产物膜能有效地阻止腐蚀反应的进行。
（）
17．Cr13型不锈钢是铁素体型不锈钢。
( )
18．马氏体不锈钢淬火后不经回火，其耐蚀性较差，回火后可进一步提高耐蚀性。
( )
19．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀常发生在焊接和热处理过程中。
( ) 20．18-8钢是双相不锈钢。
( )
21．Al表面形成的氧化膜在大气或低于80℃的水溶液中是非晶态的。
( )
22．Si是缩小奥氏体区的元素。
( )
23．铝在碱中发生的腐蚀主要是点蚀。
( )
24．黄铜含锌量越高，脱锌倾向越小。
( )
25．不锈钢发生腐蚀破坏时，是晶界被腐蚀，导致钢的断裂。
（）
二、名词解释（每题3分，共18分）
1.金属腐蚀
2.临界湿度
3.硫酸露点腐蚀
4.高温持久强度
5.应力松弛
6.沉淀硬化不锈钢
三、填空题（每空1分，共20分）
1.腐蚀经济损失可分为和两类。
2.按腐蚀性，人们把大气分为、、
和。
3.钼对组织的影响是缩小区，稳定。
4.抗氧化钢也称耐热不起皮钢，多属于与
钢。
5.一般铸铁组织主要有、、三个相。
6.黄铜应力腐蚀开裂的特征：有些是，有的是。
7.纯镁在碱性溶液中，由于生成难溶的膜而非常耐腐蚀。
8.高温破坏的特点、；主要形式是、变形、。
四、简答题（共21分）
1.影响纯金属耐蚀性的因素有哪些？（4分）
2.合金中阴极性夹杂物的存在对合金耐蚀性的影响存在几种情况？（4分）
3.合金元素提高铸铁耐蚀性的作用主要表现在哪些方面？（4分）
4.Ti、Nb能消除奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向的原因是什么？（4分）
5.不锈钢与一般钢腐蚀破坏的区别及原因是什么？（5分）
五、问答题（共16分）
1.钢铁在高温高压富氢介质中发生的氢侵蚀主要有哪些形式？试简要分析一下。
（8分）
2.奥氏体-铁素体双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比，晶间腐蚀敏感性小，为什么？（8分）。
