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第1章 腐蚀学概论与系统控制学1

1.1 腐蚀定义1

1.2 腐蚀学概论3

1.2.3 电化学腐蚀理论4

1.2.2 宏观腐蚀学4

1.2.1 微观腐蚀学4

1.2.4 金属氧化理论8

1.3.2 使用工作环境11

1.3.1 周围外界环境11

1.3 腐蚀环境11

1.3.3 总体环境12

1.3.4 局部环境13

1.3.5 具体环境14

1.4.3 按腐蚀环境分类15

1.4.2 按腐蚀机理分类15

1.4 腐蚀分类15

1.4.1 按被腐蚀的材料分类15

1.4.4 按腐蚀介质的分类19

1.5.1 均匀腐蚀20

1.5 常见腐蚀形态20

1.4.5 按腐蚀形态分类20

1.4.6 工业上常见腐蚀类型20

1.5.2 电偶腐蚀，也称接触腐蚀22

1.5.3 点腐蚀24

1.5.4 晶间腐蚀25

1.5.5 缝隙腐蚀28

1.5.6 选择性腐蚀30

1.5.7 生物和微生物腐蚀32

1.5.8 应力腐蚀开裂33

1.5.9 氢损伤（又名氢脆）35

1.5.10 腐蚀疲劳37

1.5.11 磨蚀38

1.5.12 高温腐蚀41

1.5.13 非金属材料的腐蚀42

1.6.1 腐蚀造成损失45

1.6 腐蚀危害45

1.6.2 腐蚀引发事故46

1.6.3 腐蚀原因分析48

1.7 腐蚀控制系统工程学50

1.7.1 研究过程51

1.7.2 腐蚀调查结果52

1.7.4 腐蚀控制系统工程学的形成54

1.7.3 认识和技术上的准备54

1.7.5 腐蚀控制系统工程纲要55

1.7.6 腐蚀控制系统工程设计原则58

1.7.7 腐蚀控制设计细则举例59

参考文献63

2.1 前言65

第2章 腐蚀故障与启迪65

2.2.1 高强度钢（18Mn2CrMoBA）机身框架的氢致开裂66

2.2 航空腐蚀故障66

2.2.2 高强度钢（30CrMnSiA）压气机盘的“镉脆”69

2.2.3 高强度钢（30CrMnSiA）螺栓的“镉脆”断裂72

2.2.4 高强度钢（40CrNiMoA）襟翼滑轨的氢致开裂74

2.2.5 高强度钢（40CrNiMoA）主联杆腐蚀诱发断裂75

2.2.6 高强度钢（40CrNiWA）连接螺钉氢脆断裂78

2.2.7 高强度钢（40CrNiMoVA）传动轴腐蚀疲劳断裂79

2.2.8 超高强度钢（30CrMnSiNi2A）主起落架腐蚀疲劳断裂81

2.2.9 超高强度钢（30CrMSiNi2A）起落架螺桩蚀腐后断裂86

2.2.10 超高强度钢（40CrMnSiMoVA）主起活塞杆氢致开裂88

2.2.11 超高强度钢（30CrMnSiNi2A）机翼主梁腐蚀疲劳断裂90

2.2.12 超高强度钢（30CrMnSiNi2A）摇臂腐蚀疲劳断裂94

2.2.13 不锈钢（Cr17Ni2）压气机转子叶片点腐蚀叠加应力腐蚀断裂96

2.2.14 马氏体不锈钢（1Cr11Ni2W2MoV）一级压气机叶片点蚀萌生应力腐蚀断裂102

2.2.15 奥氏体不锈钢（1Cr18Ni9Ti）波纹管氧化失效103

2.2.16 奥氏体不锈钢（1Cr18Ni9Ti）加力总管晶界氧化诱发疲劳断裂而失效107

2.2.17 渗碳钢（18Cr2Ni4WA）液压泵斜盘氧化损伤断裂108

2.2.18 渗碳钢（12Cr2Ni4A）齿轮早期麻点剥落110

2.2.19 50CrVA弹簧钢氢损伤断裂113

2.2.20 H62黄铜接头应力腐蚀开裂115

2.2.21 铝合金叶片剥蚀损伤折断117

2.2.22 铝合金（LY12C2、LD2）空调部件冲蚀失效119

2.2.23 镁合金（ZM5）活门支架应力腐蚀断裂122

2.2.24 高温合金（GH2036）涡轮盘榫齿晶间腐蚀引发断裂124

2.2.25 高温合金（GH36）涡轮盘应力腐蚀断裂133

2.2.26 高温铸造合金（K9、K17G）涡轮叶片热腐蚀失效135

2.2.27 某机的反流割断器有机气氛腐蚀导致操纵失灵139

2.3.1 46个腐蚀故障的启示140

2.3 腐蚀故障引发的思考140

2.3.2 27个腐蚀故障的再启示144

2.3.3 一点结论146

参考文献147

3.1 概述148

第3章 防腐蚀密封设计148

3.2 密封防腐蚀设计的基本要求149

3.3.1 密封表面准备150

3.3 密封通用要求150

3.3.2 有效密封形状和尺寸151

3.4.1 密封剂153

3.4 密封剂及其选用原则153

3.4.2 适宜供密封防腐蚀用的各类密封剂的特性154

3.4.3 密封剂的分类选择156

3.5.2 密封标注示例158

3.5.1 密封符号与标注158

3.5 密封设计标注及典型密封设计158

3.5.3 密封工艺对密封设计的影响159

3.5.4 排水设计160

3.6.1 外表皮铆接、胶接－铆接、焊接结构防腐蚀密封设计161

3.6 典型结构件防腐蚀密封设计161

3.6.4 整体油箱防腐蚀密封设计162

3.6.3 外表蒙皮与气动有关结构防腐蚀密封设计162

3.6.2 可卸口盖防腐蚀密封设计162

3.6.5 金属蜂窝结构件防腐蚀密封设计164

3.6.7 轮胎舱内钣金结构防腐蚀密封设计165

3.6.6 金属胶接结构防腐蚀密封设计165

3.6.8 紧固件防腐蚀密封设计166

3.6.9 电缆、电器装置防腐蚀密封设计167

附件一 波音公司典型组合件的密封设计168

3.6.11 复合材料件防腐蚀密封设计168

3.6.10 隔热结构防腐蚀密封设计168

参考文献184

4.1.1 腐蚀影响因素185

4.1 概述185

第4章 防腐蚀结构设计185

4.1.2 防腐蚀结构设计的职责186

4.1.3 防腐蚀结构设计的一般性原则187

4.1.4 防腐蚀结构设计的具体原则188

4.2.1 合理构型设计的通用原则189

4.2 合理的结构构型设计189

4.2.2 介质流动管道及容器内腔的设计191

4.2.3 避免冷热不均诱发腐蚀的设计193

4.2.4 结构组合件的装配设计195

4.2.5 合理设计连接结构196

4.3.2 排水设计202

4.3.1 通风设计202

4.3 通风与侵蚀介质排除的设计202

4.4.1 概述210

4.4 预防电偶腐蚀的设计210

4.4.2 电偶腐蚀的控制原理211

4.4.4 具体措施212

4.4.3 电偶腐蚀控制一般原则212

4.4.5 腐蚀敏感性分类214

4.5.1 概述224

4.5 预防应力作用下的腐蚀断裂224

4.5.2 应力的作用和影响225

4.5.3 预防应力腐蚀的设计230

附录 欧洲空间局（ESA）标准ESA PSS-01-736（1981.5） 抑制应力腐蚀开裂材料的选择233

4.5.4 防止零、部件腐蚀疲劳的设计233

参考文献243

5.1.1 从热力学和动力学两方面来看腐蚀反应244

5.1 金属腐蚀的电化学原理244

第5章 阴极保护的原理及应用244

5.1.2 腐蚀反应的热力学246

5.1.3 电位－pH平衡图250

5.1.4 腐蚀的电化学机理259

5.1.5 原电池和腐蚀电池265

5.1.6 腐蚀速度的图解分析法270

5.1.7 腐蚀过程的阴极反应272

5.1.8 阳极E-i曲线278

5.1.9 土壤中的腐蚀问题283

5.2 阴极保护原理285

5.2.1 应用原理286

5.2.2 电化学机理287

5.2.3 保护准则288

5.2.4 牺牲阳极290

5.2.5 电位分布291

5.3.1 一般要求294

5.3 牺牲阳极保护法294

5.3.2 制造方法298

5.3.3 阳极输出电流299

5.3.6 钢的保护电流密度302

5.3.5 铝阳极和锌阳极的重量和数量的选择302

5.3.4 设计参数302

5.3.8 带状牺牲阳极的应用303

5.3.7 牺牲阳极法阴极保护的应用303

5.4.1 强制电流用的辅助阳极304

5.4 强制电流法阴极保护304

5.4.2 铂和镀铂阳极305

5.4.3 铁素材料309

5.4.4 铅材料310

5.4.5 碳素材料312

5.4.6 碳素回填料313

5.4.7 活性金属314

5.4.8 柔性阳极315

5.4.9 结语316

5.5.2 装置的类型317

5.5.1 可采用阴极保护的构筑物317

5.5 阴极保护技术的实际应用317

5.5.3 阴极保护系统的设计320

5.5.4 外加电流装置321

5.5.5 埋地构筑物的阴极保护322

5.5.6 电站或炼油厂海水冷却水循环水系统的保护328

5.5.7 海洋构筑物329

5.5.8 船舶330

5.5.11 经济性331

5.5.10 管道的内保护331

5.5.9 贮罐331

5.5.12 应用实例332

5.6 杂散电流腐蚀及其对策333

5.6.3 控制方法334

5.6.2 交流杂散电流腐蚀334

5.6.1 直流杂散电流腐蚀机理334

5.7 阴极保护干扰336

5.7.1 评价干扰的方法337

5.7.2 防止和降低干扰的方法338

5.8.2 直流指示仪表原理339

5.8.1 基本要求339

5.8 阴极保护测量仪表339

5.8.3 仪表类型340

参考文献347

6.1 前言349

第6章 耐蚀材料及选择应用349

6.1.1 选材依据350

6.1.2 设计选材原则351

6.2 不锈钢352

6.2.1 马氏体不锈钢354

6.2.2 铁素体不锈钢357

6.2.3 奥氏体不锈钢361

6.2.4 双相不锈钢367

6.2.5 沉淀硬化不锈钢370

6.2.6 不锈钢适用和不适用环境372

6.3.1 铸铁373

6.3 铸铁、碳钢及低合金钢373

6.3.2 碳钢和低合金钢383

6.4.1 铝和铝合金394

6.4 有色金属及合金394

6.4.2 镁及镁合金400

6.4.3 铜及铜合金402

6.4.4 钛和钛合金405

6.5.1 耐热钢与铁基高温合金408

6.5 耐热钢与高温合金408

6.5.2 镍基高温合金412

6.5.3 钴基高温合金414

6.5.5 金属间化合物415

6.5.4 粉末高温合金415

6.6.1 聚氯乙烯417

6.6 通用高分子材料417

6.6.2 聚乙烯418

6.6.4 环氧树脂419

6.6.3 聚丙烯419

6.6.5 酚醛树脂420

6.7.1 氟碳材料与涂料422

6.7 特种高分子材料422

6.6.6 呋喃树脂422

6.7.2 聚苯硫醚424

6.7.4 聚酰亚胺426

6.7.3 氯化聚醚426

6.8.2 硅酸盐陶瓷427

6.8.1 硅酸盐玻璃427

6.8 无机非金属材料427

6.8.3 硅酸盐水泥428

6.8.4 结构陶瓷耐火材料430

6.9 复合材料431

6.8.5 碳素材料431

6.10.1 腐蚀类型433

6.10 非金属材料对金属的腐蚀433

6.10.2 腐蚀气氛源434

6.10.3 气氛腐蚀作用438

6.10.4 气氛腐蚀产物441

6.10.5 气氛腐蚀的影响因素443

6.10.6 预防措施448

HB/Z 32—82 中华人民共和国航空工业部标准 有机材料挥发气氛对锌、镉镀层的腐蚀与防护指南451

参考文献455

7.1 概述456

第7章 金属电镀层性能及适用范围456

7.2.1 锌镀层459

7.2 单金属镀层459

7.2.2 镉镀层462

7.2.3 铜镀层466

7.2.4 镍镀层468

7.2.5 铬镀层470

7.2.6 铅镀层475

7.2.7 锡镀层476

7.2.8 银镀层479

7.2.9 钯镀层481

7.2.10 铑镀层482

7.3.1 金和金合金镀层483

7.3 合金镀层483

7.3.2 铜－锌合金镀层486

7.3.3 铜－锡合金镀层487

7.3.4 铅－锡合金镀层488

7.3.5 镉－钛镀层489

7.3.6 镍镉扩散镀层492

7.3.7 其他合金镀层495

7.4 化学镀496

7.5 复合镀层499

7.5.1 耐磨复合镀层501

7.5.2 抗氧化复合镀层502

7.5.3 自润滑复合镀层503

7.6 电刷镀层504

参考文献507

8.1.1 涂料的组成508

8.1 概述508

第8章 有机涂层及其典型应用508

8.1.2 涂料的分类509

8.1.3 涂料的命名与编号510

8.1.4 防腐蚀涂装系统设计程序511

8.2 有机涂料用漆料和颜料512

8.2.1 漆料512

8.2.2 颜料519

8.3.2 铜合金零件涂层系统524

8.3.1 钢铁零件涂层系统524

8.3 不同材料表面涂层系统524

8.3.3 铝合金零、部件涂层系统525

8.3.4 镁合金零件涂层系统526

8.3.6 碳纤维增强树脂基复合材料零、部件涂层系统527

8.3.5 钛合金零件涂层系统527

8.3.8 塑料表面涂层系统529

8.3.7 玻璃钢表面涂层系统529

8.4.1 耐大气腐蚀涂装体系531

8.4 不同行业用途的涂装体系531

8.3.9 本质材料涂装531

8.3.10 玻璃、人造革、橡胶用涂装531

8.4.2 汽车涂装体系534

8.4.3 航空涂装体系539

8.4.4 船舶及海洋工程涂装体系543

8.4.5 钢结构桥梁涂装体系553

8.4.6 埋地钢管与贮罐的涂装体系563

8.4.7 重型机械用涂料582

8.4.8 海洋防污涂料584

8.4.9 重防蚀涂料586

8.4.10 零件制造过程中使用的涂料590

参考文献592

9.1.1 火焰喷涂594

9.1 概述594

第9章 热喷涂与热浸涂层594

9.1.2 电弧喷涂596

9.1.3 等离子喷涂597

9.1.4 气体爆燃式喷涂（爆炸喷涂）598

9.1.5 超音速火焰喷涂599

9.1.6 激光喷涂600

9.1.7 热喷涂工艺比较601

9.2.1 金属涂层604

9.2 耐腐蚀涂层604

9.1.8 热浸镀604

9.2.2 陶瓷涂层610

9.3.1 耐撞击磨损涂层611

9.3 耐磨耐蚀涂层611

9.3.2 耐微动磨损涂层614

9.3.3 耐黏着磨损涂层615

9.3.4 耐磨粒磨损涂层618

9.4 热喷涂涂层的设计与选择621

9.4.1 根据使用要求设计热喷涂涂层622

9.4.2 喷涂工艺的选择原则623

9.4.4 喷涂抗磨材料的选择624

9.4.3 喷涂材料的选择原则624

9.4.5 可供选用的热喷涂涂层材料625

9.5.1 热浸镀锌649

9.5 热浸镀649

9.5.2 热浸镀铝652

9.5.3 热浸镀锌铝合金653

9.5.4 热浸镀铅和镀锡655

9.5.5 热浸镀层产品标准编号656

参考文献659

10.2.1 钢铁化学氧化膜660

10.2 化学氧化膜660

第10章 薄膜与表面转化改性660

10.1 概述660

10.2.3 铝和铝合金化学氧化膜662

10.2.2 铜及铜合金化学氧化膜662

10.2.4 镁合金化学氧化膜664

10.3.1 铜及铜合金的钝化膜665

10.3 钝化膜665

10.4 磷化膜666

10.3.2 不锈钢钝化膜666

10.5 电化学转化膜669

10.5.1 铝及铝合金硫酸阳极氧化膜670

10.5.2 铝合金铬酸阳极氧化膜672

10.5.3 铝合金硬质阳极氧化膜674

10.5.4 铝及铝合金磷酸阳极氧化膜677

10.5.5 铝及铝合金草酸阳极氧化膜678

10.5.6 铝及铝合金瓷质阳极氧化膜680

10.5.7 铝及铝合金微弧氧化陶瓷膜681

10.6 金属表面着色683

10.7.1 定义、术语与符号684

10.7 表面形变强化684

10.7.2 喷丸强化原理686

10.7.3 喷丸工艺692

10.7.4 喷丸强化的应用695

10.7.5 孔挤压强化696

10.7.6 孔挤压强化应用范围699

10.8 表面相变硬化700

10.8.1 感应加热表面淬火701

10.8.2 激光表面相变硬化层705

10.9 钢铁表面化学热处理709

10.9.1 铁和钢的渗碳层710

10.9.2 渗氮层717

10.9.3 碳氮共渗层与氮碳共渗层720

10.9.4 渗碳、渗氮及其复合共渗的比较与应用724

10.10 离子注入726

10.10.1 离子束改善表面摩擦磨蚀特性727

10.10.2 离子注入在改进摩擦磨蚀方面的应用729

10.10.3 改善金属表面腐蚀特性732

10.11 薄膜技术733

10.11.1 沉积金属膜734

10.11.3 化学气相沉积金刚石膜736

10.11.2 沉积陶瓷膜736

参考文献737

11.1 前言740

第11章 高温防护涂层和选择740

11.2.1 渗锌层741

11.2 钢铁表面渗金属741

11.2.2 渗铝层742

11.2.3 渗铬层744

11.2.4 渗硅层747

11.2.5 渗硼层748

11.2.7 渗锡层749

11.2.6 渗铍层749

11.2.10 二元和三元共渗层750

11.2.9 渗钒层750

11.2.8 渗钼层750

11.3.1 渗铝层754

11.3 镍和钴基高温合金渗金属层754

11.3.2 渗铝铬层757

11.3.3 渗铝硅层758

11.3.4 铂铝渗层759

11.4.1 渗硅层760

11.4 难熔金属渗金属层760

11.4.2 改性渗硅（硅化物）层761

11.5 高温珐琅涂层762

11.5.1 W-2高温珐琅涂层763

11.5.2 T-1珐琅涂层764

11.5.4 418珐琅涂层765

11.5.3 B-1000珐琅涂层765

11.6 多元合金包覆涂层766

11.7.2 自黏结不锈钢材料涂层767

11.7.1 自黏结镍铝复合材料涂层767

11.7 自黏结材料涂层767

11.8 高温封严涂层768

11.8.1 可磨耗封严涂层768

11.8.2 磨料封严涂层769

11.9 热障涂层770

11.9.2 氧化锆热障涂层771

11.9.1 氧化铝热障涂层771

11.10.1 元素渗入原理773

11.10 金属表面渗入元素的原理和实用工艺773

11.10.2 元素渗入工艺775

11.10.5 渗金属工艺过程质量控制780

11.10.4 镍和钴基高温合金的渗层实用工艺780

11.10.3 钢铁表面渗层实用工艺简介780

参考文献787

12.1 概述789

第12章 制造与使用维护过程中的腐蚀控制789

12.2.2 进厂金属原材料的腐蚀控制790

12.2.1 制造过程预防腐蚀原则790

12.2 制造过程中预防腐蚀790

12.2.3 机加过程中产品零件的临时性保护792

12.2.4 锻造过程中的腐蚀控制794

12.2.5 铸造过程中的腐蚀控制801

12.2.6 热处理过程中的腐蚀控制802

12.2.7 焊接过程中的腐蚀控制804

12.2.8 胶接、胶焊和胶铆过程中的腐蚀控制806

12.2.9 特种加工过程中的腐蚀控制808

12.2.10 表面处理过程的腐蚀控制809

12.2.11 施加涂料过程中的腐蚀控制812

12.2.12 产品零件在装配过程中的腐蚀控制813

12.2.13 成品零、部件、标准件及外购备件的封存包装技术816

12.3 使用维修过程中的腐蚀控制817

12.3.1 腐蚀的特征及鉴别818

12.3.2 腐蚀产物的去除820

12.3.3 返修过程中金属表面处理要求830

12.3.4 清洗831

12.3.5 防锈剂应用838

参考文献839

13.1.1 防锈包装种类841

13.1 防锈包装方法通则841

第13章 防锈包装841

13.1.2 防锈包装方法842

13.1.4 标示848

13.1.3 试验方法848

13.2 防锈材料849

13.2.1 防锈油品850

13.2.2 气相防锈材料867

13.2.3 可剥性塑料881

13.3 内包装材料893

13.3.1 耐油性内包装材料894

13.3.3 特种用途的内包装材料896

13.3.2 非耐油性内包装材料896

13.3.4 国内相关的内包装材料标准897

13.3.5 包装用塑料薄膜898

13.3.6 缓冲材料905

13.3.7 干燥空气封存与干燥剂907

13.4.1 机电产品的工作用油（液）917

13.4 润滑剂工业润滑油（液）的防腐蚀917

13.4.2 金属加工液分类922

13.5.1 防水包装（GB/T 7350—1999）931

13.5 与防锈包装相关的包装标准931

13.5.2 防潮包装（GB/T 5048—1999）932

13.5.3 防霉包装（GB/T 4768—1995）934

参考文献937

13.5.4 缓冲包装（GB 8166—87）937

14.1.1 环境工程涉及的内容939

14.1 概述939

第14章 电子电器产品的环境适应性939

14.1.3 空间和陆用设备环境试验方法941

14.1.2 环境工程与可靠性工程的关系941

14.2.1 通用效应943

14.2 环境——腐蚀效应943

14.2.2 腐蚀效应946

14.3.1 耐蚀材料的选择950

14.3 电子产品的腐蚀控制950

14.3.2 材料的相容性951

14.3.3 采用保护技术954

14.3.4 选用非金属材料957

14.3.5 微生物侵蚀的避免965

14.4.1 黏合966

14.4 连接技术中的防腐蚀966

14.4.3 焊接（钎焊）967

14.4.2 机械结合967

14.5.1 串接与腐蚀防护968

14.5 电气串接（接地）与屏蔽中的防腐蚀968

14.5.2 电磁屏蔽与防腐蚀969

14.5.3 导电胶黏剂的腐蚀问题970

参考文献971

14.7 包装、保管及运输971

14.6 特殊零件的防护971

15.1.2 腐蚀经济学的重要性978

15.1.1 腐蚀经济学的特点978

第15章 腐蚀经济学978

15.1 概述978

15.2 腐蚀经济学中的主要指标980

15.1.3 腐蚀经济学的范围及分类980

15.2.3 经济效果指标981

15.2.2 效果指标981

15.2.1 耗费981

15.2.4 净收益指标982

15.3.3 标准投资回收期内的年度净收益法983

15.3.2 投资回收期法983

15.3 单方案的腐蚀经济分析法983

15.3.1 投资回收期和投资效果系数983

15.4.2 追加投资回收期法984

15.4.1 几个重要概念984

15.4 多方案的腐蚀经济分析方法984

15.4.3 年度费用法985

15.4.4 尤立格（H.Uhlig）公式计算法986

15.4.5 其他公式法988

15.4.6 多方案的腐蚀经济静态分析方法比较989

15.5.1 资金的时间价值990

15.5 常用的腐蚀经济动态分析法990

15.5.2 复利计算公式991

15.5.3 腐蚀经济的基本分析法——复利计算法995

15.5.4 日本国的计算公式997

15.6.1 折旧与残值999

15.6 NACE的动态腐蚀经济的计算方法999

15.6.2 NACE标准RP-02-721001

15.6.3 d′n的求取1003

15.6.4 应用举例1004

15.7 沃连克的腐蚀经济学观点1006

15.7.1 经济分析方法1008

15.7.2 年度复合利率和连续复合利率1009

15.7.3 折旧1011

15.7.4 通用方程1014

15.7.5 实际例子和应用1015

参考文献1017

附表Ⅰ 国外有关腐蚀、防护、包装方面的部分杂志1018

附表Ⅱ 我国有关腐蚀、防护、包装方面的部分杂志1021

附表Ⅲ 腐蚀速度的单位换算系数1023