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,导致其中一种金属以比正常速度快得多的速度腐蚀,而另一种金属则腐蚀得更慢。腐蚀的速率、位置和程度取决于三个因素:

  • 电位差电位差
  • 腐蚀介质的导电强度,以及
  • 接触区域的相对尺寸。

所有的金属都有电势。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,并对其进行了排序。

电系列

表1展示了金属和合金的Galvanic系列。各种金属被归类。同一组内的产品在一起使用时应合理兼容;来自不同组别的会造成腐蚀问题。一些金属,主要是那些镍和铬含量显著的金属,在它们的主动和被动条件下都包括在该系列中。钝化(表面清洁和密封)降低金属电势,改善其腐蚀行为。

在电偶中,电势高的金属是阴极(-),电势低的金属是阳极(+)。电流从阴极流向阳极,从阳极流过电解液(腐蚀介质)再回到阴极。腐蚀发生在电流离开阳极进入电解液的那一点。当不同的金属接触时,阳极腐蚀,阴极存活。

对Galvanic系列的研究表明,钢和铝是合理的相容;但是,如果钛和铝接触,铝作为阳极,就会腐蚀。图1给出了一个例子。螺栓与铝接触的地方不会被腐蚀,因为它现在是阴极。与螺栓接触的铝板可能会腐蚀,但腐蚀程度很小,因为它们的电位差很小,阳极-阴极面积比大。铝板外露的外表面与铜板接触的地方会被腐蚀。铝板内表面也可能受到腐蚀,但腐蚀程度不同,因为螺栓夹紧作用,腐蚀介质和氧气供应被很大程度地封闭了。

表1:金属及合金电偶系列

*同一组材料相容,与其他材料使用可能造成腐蚀。

+腐蚀端(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(活性)
  • 316型不锈钢(活性)
  • 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(钝化)
  • 铬铁(被动)
  • 304型不锈钢(被动)
  • 316型不锈钢(被动)
  • 哈氏合金C(钝化)
  • 石墨
  • 黄金
-保护终结(阴极的,或最高贵的)