钢铁

研究报告

教学院：化工与材料工程学院

班 级： 材化0802 姓 名： 高俊 学 号： 08050229

什么是腐蚀

• 一般理解

腐蚀是指“材料（通常指金属）与环境发生作用（一般为电化学 作用）所引起的性能降低或破坏

• 从能量方面理解腐蚀：

腐蚀可以理解为物质在环境中通过物理化学、电化学作用，由高能位变换到底能位、由不稳定态（介稳定态）转化到稳定态的过程，而且，该过程是自发进行的

• 氧化——还原来解释

腐蚀是一个氧化过程（升失氧，降得还） 铁→氧化铁（生锈），塑料、橡胶等被氧化 （老化），有机体的氧化（）

腐蚀是一个不可避免的、自发的过程， 但不是不可控制的。

钢铁的腐蚀

钢铁腐蚀类型

一化学腐蚀

与化学物质（如SO2、Cl2、O2等）发生氧化还原反应

二电化学腐蚀

电解质溶液中，铁原子失去电子，发生氧化还原反应

钢铁的电化学腐蚀

吸氧腐蚀 析氢腐蚀

•

•

•

•

• 吸氧腐蚀

吸氧腐蚀是指金属在酸性很弱或中性溶液里，空

气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀

化学方程式

负极（Fe）：2Fe - 4e = 2Fe2+ 正极（C）：2H2O+ O2 + 4e = 4OH-

吸氧腐蚀示意图

• 析氢腐蚀

在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种

腐蚀叫做析氢腐蚀

钢铁表面水 膜溶有二氧化碳成电解质溶液 电化学方程式

负极（Fe）：Fe-2e-=Fe2+ 正极（C）：2H++ 2e-=H2↑

析氢腐蚀示意图

钢不同成分之间构成“微电池”腐蚀的示意图

钢铁的化学腐蚀与电化学腐蚀比较

钢铁腐蚀 的实质 铁原子失去电子被氧化而消耗的过程： Fe-2e-=Fe2+ 种类 化学腐蚀 电化学腐蚀 原 理 钢铁和其它物质直接接触发钢铁发生原电池反应，使铁原子生氧化还原反应而引起的腐失去电子被氧化而引起的腐蚀 蚀 钢铁的腐蚀 区 别 直接发生氧化还原反应 发生原电池反应 腐蚀过程无电流产生 有电流产生 直接被腐蚀 活泼铁原子被腐蚀 腐蚀速度 联系 电化学腐蚀>化学腐蚀 往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大

金属的电化学防护

防止金属腐蚀的措施 能防止金属腐蚀的原理 在金属制品表面覆盖保护层或镀耐隔绝空气和水 腐蚀金属 改变金属组成和结构 通过改变结构而改变性质，如钢中加入镍、铬等耐蚀金属形成不锈钢 牺牲阳极（负极）的阴极(正极)保与活动性更强的金属形成原电池,被保护 金属作正极 外加电流的阴极保 利用电解池原理，被保护金属作阴极

常见的防护方法

• 管道、船体等的防腐中采用了电化学保（包括牺牲阳极和外加电流的阴极保护）；在电力金具器材建筑物构件等采用了电镀锌、热浸锌、渗锌、喷塑等；在一些交通设施的防护中，为了延长防护期采用了热浸锌再加上聚酯粉末喷涂双层保护技术；在海水、淡水或土址等潮湿环境中长期使用的大型钢铁构件采用阴极保护加有机涂层屏蔽双重保等等。但就这类大件而言，目前最普遍、最经济、使用最多的还是涂复防锈防腐涂料或重防腐涂料。近年来，国内外为解决钢铁构件各种造物的防腐蚀问题，适应长期防腐的需要，开发了种种防腐蚀涂料。目前防腐蚀涂料的品种有环氧、环氧酚醛、环氧沥青等环氧类，聚氨酯、氯化橡胶、氟碳涂料等产品。但就目前使用重防腐涂料而言，一般都要先涂底漆，然后再涂中层漆、面漆，复合涂层厚度在200µVm以上，工艺复杂

外加电源的阴极保：

牺牲金属保

使用马口铁:在铁皮镀上千 在金属表面烤漆 分之一厘米的锡,可隔绝空气与水

使用不锈钢

使用防腐剂

缓蚀剂浓度对缓蚀率的影响

磷酸三乙醇胺—磷酸二氢盐浓度钢铁海水腐蚀抑制效果的影响

缓蚀剂浓度对缓蚀率的影响

常见的通过覆盖保护层防止铁生锈的方法

1、在铁的表面喷涂上防腐油漆（如桥梁、汽车、船舶） 2、油和油脂可以用来保护机器中由金属制成的转动部分，如齿轮。

3、用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯等）喷涂或包裹在金属表面。

4、在铁的表面覆盖一层搪瓷，如脸盘等金属器皿。 5、在铁的表面覆盖一层其他金属（如镀锡、镀锌） 6、其他的一些方法

• 表面工程技术防护

1、金属保护层 耐腐蚀金属如镍、鉻、锌等。覆盖方

法有电镀，化学镀，热喷涂，气相沉积，涂装等

2、非金属保护层 常见的油漆，橡胶，塑料，搪瓷等 3、化学保护层 用化学或电化学法在钢铁表面覆盖薄膜层，如化学氧化，阳极氧化，磷化，钝化等

4、表面合金化 如渗碳、渗氮，喷熔，激光合金化，离子注入，堆焊等

• 电化学保护

1、阴极保 用铝、镁、锌作牺牲阳极材料

2、阳极保 金属表面通入足够大阳极电流，使其电位变正进入钝化区

• 加入缓蚀剂

1、无机缓蚀剂 能在金属表面形成保护膜（碳酸氢钙碱性中析出碳酸钙

2、有机缓蚀剂 琼脂，糊精，动物胶，胺，氨基酸，生物碱等（酸性

2005年8月26日，“中国工业企业1000大”2004年数据由《英才》杂志与新浪财经联合发布。这项调查是国家统计局数字服务社会的一项举措，根据国家统计局2004年度统计结果，参照国际统计标准，本着客观公正的基本原则，按照企业主营业务收入，筛选出了中国1000家最大的工业企业。 下为钢铁行业排行榜：

1 1 上海宝钢集团公司 上海市 钢铁 股份 161756528 10 2 首钢总公司（集团） 北京市 钢铁 国有 61900000 13 3 鞍山钢铁集团公司 辽宁省 钢铁 国有 50142107 20 4 武汉钢铁（集团）公司 湖北省 钢铁 国有 40126080 28 5 江苏沙钢集团有限公司 江苏省 钢铁 有限 31074562 30 6 莱芜钢铁集团 山东省 钢铁 有限 30102773

32 7 太原钢铁（集团）有限公司 山西省 钢铁 国有 29016920 35 8 济南钢铁集团总公司 山东省 钢铁 国有 27396350 37 9 马鞍山钢铁股份有限公司 安徽省 钢铁 股份 26838574 40 10 邯郸钢铁集团有限责任公司 河北省 钢铁 国有 26169112 44 11 攀枝花钢铁（集团）公司 四川省 钢铁 国有 25294203 45 12 唐山钢铁集团有限责任公司 河北省 钢铁 国有 25124553

47 13 本溪钢铁（集团）有限责任公司 辽宁省 钢铁 国有 23515050 52 14 南京钢铁集团有限公司 江苏省 钢铁 有限 22687670 15 北台钢铁（集团）有限公司 辽宁省 钢铁 国有 22091340 56 16 杭州钢铁集团公司 浙江省 钢铁 股份 21878372 58 17 包钢集团 内蒙古自治区 钢铁 国有 21534680

66 18 天津天铁冶金集团有限公司 天津市 钢铁 有限 20343538

68 19 青岛钢铁控股集团有限责任公司 山东省 钢铁 有限 19955700 70 20 江苏华西集团公司 江苏省 钢铁 集体 19784310

84 21 安阳钢铁集团有限责任公司 河南省 钢铁 国有 16371280

107 22 酒泉钢铁（集团）有限责任公司 甘肃省 钢铁 股份 13139591 109 23 天津钢管集团有限公司 天津市 钢铁 国有 12535361 117 24 新余钢铁有限责任公司 江西省 钢铁 有限 11804952

123 25 广西柳州钢铁集团公司 广西壮族自治区 钢铁 国有 11460052 124 26 唐山国丰钢铁有限公司 河北省 钢铁 港澳台 11325290

134 27 广东省韶关钢铁集团有限公司 广东省 钢铁 股份 10862722 135 28 涟源钢铁集团有限公司 湖南省 钢铁 国有 10836928

137 29 重庆钢铁(集团)有限责任公司 重庆市 钢铁 港澳台 10744615 141 30 江苏永钢集团有限公司 江苏省 钢铁 有限 10632620

143 31 宣化钢铁集团有限责任公司 河北省 钢铁 有限 106127 155 32 天津天钢集团有限公司 天津市 钢铁 国有 10111714

158 33 江阴兴澄特种钢铁有限公司 江苏省 钢铁 港澳台 10023059 162 34 上海梅山钢铁股份有限公司 江苏省 钢铁 股份 9882063 165 35 广州钢铁股份有限公司 广东省 钢铁 港澳台 9618567 166 36 湘潭钢铁集团有限公司 湖南省 钢铁 国有 9583760 173 37 河北津西钢铁股份有限公司 河北省 钢铁 外资 9232034 183 38 新兴铸管股份有限公司 河北省 钢铁 股份 8800566

193 39 东北特殊钢集团有限责任公司 辽宁省 钢铁 股份 8563510 212 40 福建省三钢(集团)有限责任公司 福建省 钢铁 国有 7738510 222 41 承德钢铁集团有限公司 河北省 钢铁 有限 7218349 230 42 萍乡钢铁有限责任公司 江西省 钢铁 有限 7035780 244 43 通化钢铁股份有限公司 吉林省 钢铁 股份 6701140

249 44 山西海鑫钢铁集团有限公司 山西省 钢铁 有限 6614250 256 45 八一钢铁股份有限公司 钢铁 股份 6537792

257 46 南京钢铁集团江苏淮钢有限公司 江苏省 钢铁 有限 6534242