材料相容性选择数据

电化学腐蚀

相似的金属是相容的;不同的金属则不然。当不同的金属在电解液中接触时,就会发生电偶作用,使其中一种金属以比正常速度快得多的速度腐蚀,而另一种金属腐蚀得更慢。腐蚀的速率、位置和程度取决于三个因素:

  • 电势的差
  • 腐蚀介质的导电强度,和
  • 接触面积的相对尺寸。

所有金属都有电势。通过研究,测量了不同贱金属及其合金在海水中暴露时的电位,并将其划分为一系列。

电系列

表1给出了金属和合金的电偶系列。各种金属被归类。同一组内的那些在一起使用时是合理兼容的;来自不同组别的则会造成腐蚀问题。一些金属,主要是那些镍和铬的显著含量,包括在他们的主动和被动条件下的系列。钝化(表面清洁和密封)降低了金属电势,改善了其腐蚀行为。

在电偶中,电势较高的金属为阴极(-),电势较低的金属为阳极(+)。电流从阴极流向阳极,从阳极通过电解液(腐蚀介质)再回到阴极。当电流离开阳极进入电解液时,腐蚀就发生了。当不同金属接触时,阳极腐蚀,阴极保存。

对Galvanic系列的研究表明,钢和铝是合理兼容的;但是,如果钛与铝接触,作为阳极的铝会被腐蚀。图1给出了一个例子。螺栓接触铝的地方不会被腐蚀,因为它现在是阴极。与螺栓接触的铝板可能会被腐蚀,但由于它们的电势差异较小,且阳极阴极面积比较大,因此腐蚀程度很小。铝板裸露的外表面与铜板接触的地方会被腐蚀。铝板内部表面也可能发生腐蚀,但腐蚀程度不一样,因为腐蚀介质和供氧由于螺栓的夹紧作用而很大程度上被密封了。

表1:金属和合金的电偶系列

*同一组的材料是兼容的,与其他材料使用可能导致腐蚀。

+腐蚀的末端(阳极,或最不高贵)
  • 镁合金
  • 铝1100
  • 铝2024 - t4
  • 钢或铁
  • 铸铁
  • 铬铁(主动)
  • 耐蚀镍合金铸铁
  • 304型不锈钢(有源)
  • 316型不锈钢(有源)
  • 锡铅焊料
  • 镍(主动)
  • 铬镍铁合金(活性)
  • 哈氏合金C(活性)
  • 黄铜
  • 青铜器
  • 白铜合金
  • 蒙乃尔铜镍合金
  • 银焊
  • 镍(被动)
  • 铬镍铁合金(无源)
  • 铬铁(被动)
  • 304型不锈钢(无源)
  • 316型不锈钢(无源)
  • 哈氏合金C(无源)
  • 石墨
  • 黄金
-保护端(阴极或最高贵端)