金屬與(yu)腐蝕介質之間由于化學(xue)和電化學(xue)作用而(er)引(yin)起的損傷或失效。
一、按腐蝕作用的性質分類
可(ke)分(fen)為化學(xue)腐蝕和電化學(xue)腐蝕。
①. 化學(xue)腐蝕
在非電解質溶液中所產生的腐蝕，例如高溫下不銹鋼的氧化（化學腐蝕不屬于本節討論范圍）。
②. 電化學腐蝕
鋼鐵和不銹鋼在潮濕大氣、水溶液和酸、堿、鹽(yan)等電(dian)解質溶液中所產生(sheng)的腐蝕(shi)，在腐蝕(shi)過(guo)程(cheng)中有(you)離子（電(dian)子）產生(sheng)。電(dian)化(hua)學腐蝕(shi)的實(shi)質是原電(dian)池的作用(yong)。
在(zai)水溶液中(zhong)(zhong)，前面(mian)已述及金(jin)屬變為(wei)離(li)子(zi)（離(li)子(zi)化(hua)(hua)），這就是(shi)腐蝕，而金(jin)屬離(li)子(zi)化(hua)(hua)的(de)(de)難易，即離(li)子(zi)化(hua)(hua)的(de)(de)傾(qing)向(xiang)(xiang)則系以(yi)其標準電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)來(lai)表征，人(ren)們以(yi)氫(qing)（H＋）的(de)(de)標準電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)為(wei)基準，離(li)子(zi)化(hua)(hua)傾(qing)向(xiang)(xiang)較(jiao)大，即標準電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)較(jiao)負的(de)(de)金(jin)屬為(wei)陽極(ji)(ji)(ji)，而離(li)子(zi)化(hua)(hua)傾(qing)向(xiang)(xiang)較(jiao)小(xiao)，即標準電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)較(jiao)正(zheng)的(de)(de)金(jin)屬為(wei)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)。在(zai)水溶液中(zhong)(zhong)，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)與陽極(ji)(ji)(ji)間的(de)(de)標準電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位(wei)之差是(shi)金(jin)屬電(dian)化(hua)(hua)學腐蝕的(de)(de)動力(li)。
在(zai)(zai)鋼(gang)鐵和不銹鋼(gang)等金屬(shu)電(dian)化學腐蝕的條(tiao)件下，與原電(dian)池(chi)的不同點是陽極(ji)釋放電(dian)子(zi)的陽極(ji)過程和陰(yin)極(ji)獲得電(dian)子(zi)的陰(yin)極(ji)過程系(xi)在(zai)(zai)同一金屬(shu)的表面(mian)上進行的，由于此(ci)(ci)過程用肉眼不可見，人(ren)們將(jiang)此(ci)(ci)種(zhong)陽極(ji)-陰(yin)極(ji)構成的電(dian)池(chi)稱為腐蝕微電(dian)池(chi)。
·鋼(gang)鐵生銹(xiu)的電(dian)化學(xue)腐蝕過程
鋼鐵在表(biao)面(mian)上有水和(he)氧 存在的(de)(de)介質中(zhong)(zhong)，基體中(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵（Fe）會成為(wei)鐵離(li)子(zi)，即(ji)(ji) 這就(jiu)是陽(yang)極氧化反(fan)應(ying)(ying)(ying)；同時，溶液中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧（接受(shou)了游(you)離(li)的(de)(de)電(dian)子(zi)（e）進行著(zhu)陰(yin)極反(fan)應(ying)(ying)(ying)，即(ji)(ji)，這是陰(yin)極還原反(fan)應(ying)(ying)(ying)，經過： 和(he)3就(jiu)是反(fan)應(ying)(ying)(ying)所形成的(de)(de)鐵銹。
如果鋼(gang)鐵是(shi)(shi)在酸(suan)性溶液(ye)中，因為(wei)H＋濃度(du)高（即pH值低），H＋可接受電子（e）反應生成，即，這是(shi)(shi)鐵產生了析出氫的腐蝕(shi)。
·不銹鋼的電化(hua)學(xue)腐(fu)蝕過程和陽極極化(hua)曲線
將不銹鋼或可(ke)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)的金屬置于(yu)電(dian)(dian)解質溶液中(zhong)，采用現代電(dian)(dian)化(hua)(hua)學技術測定電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位（E）與腐蝕電(dian)(dian)流（i）間的關(guan)系(xi)便可(ke)得到描(miao)述不銹鋼電(dian)(dian)化(hua)(hua)學腐蝕過程(cheng)的陽極極化(hua)(hua)曲線(xian)（示意圖見圖8.1。從此圖可(ke)看出(chu)典型的陽極極化(hua)(hua)曲線(xian)系(xi)由活(huo)性溶解區(qu)(qu)（活(huo)化(hua)(hua)區(qu)(qu)）；鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)過渡區(qu)(qu)；鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)（態）區(qu)(qu)和過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)區(qu)(qu)（電(dian)(dian)位高于(yu) 等(deng)四(si)部(bu)分所組成。
活化(hua)區 隨電(dian)位升高，陽極溶解(jie)電(dian)流密度不斷增(zeng)加，當(dang)為(wei)鈍化(hua)電(dian)位），陽極溶解(jie)電(dian)流密度達到最大值(zhi) ，此時不銹鋼(gang)的溶解(jie)處于活化(hua)腐(fu)蝕狀態。
鈍化過渡區(qu) 此區(qu)與 為活化電(dian)位）之間相距很近(jin)，當溶(rong)解電(dian)流密度(du)越過最大值后，隨后急劇下降且(qie)處于(yu)不穩(wen)定(ding)態，此時，很難測得各點(dian)的穩(wen)定(ding)數值。
鈍化（態）區 電(dian)位高于EF時(shi)(shi)，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼表面形成富鉻氧化物(wu)（鈍化膜），阻礙不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的溶(rong)解的進行(xing)。此(ci)(ci)時(shi)(shi)陽極(ji)溶(rong)解電(dian)流密度（稱(cheng)維鈍電(dian)流）很(hen)小（僅約幾十萬分之(zhi)一），且基本與電(dian)位無關。在此(ci)(ci)區內，陽極(ji)溶(rong)解的腐蝕產物(wu)與活(huo)化溶(rong)解區活(huo)性(xing)溶(rong)解時(shi)(shi)的腐蝕產物(wu)完全(quan)不(bu)同。此(ci)(ci)時(shi)(shi)的氧化膜的腐蝕速率(lv)代表著(zhu)此(ci)(ci)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的腐蝕速率(lv)。
過(guo)(guo)鈍化(hua)區(qu) 電(dian)(dian)位(wei)超過(guo)(guo)后稱(cheng)過(guo)(guo)鈍化(hua)電(dian)(dian)位(wei)），隨電(dian)(dian)位(wei)升(sheng)高(gao)電(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)再次增(zeng)大，此(ci)時有的不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，例如18-8（304）在硝(xiao)酸中當酸濃度(du)(du)達到(dao)高(gao)濃條件(jian)時，會由于鈍化(hua)膜的三價鉻離子氧(yang)化(hua)成六價鉻離子（而受到(dao)破壞，使不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)溶解速(su)度(du)(du)上升(sheng)，出現腐蝕速(su)率上升(sheng)的全面(mian)腐蝕（見(jian)圖8.2）。從圖8.2可知，在50℃條件(jian)下當硝(xiao)酸濃度(du)(du)大于90％時，18-8鋼(gang)的腐蝕速(su)率開始急(ji)劇(ju)增(zeng)加(jia)，即在此(ci)溫度(du)(du)下，18-8鋼(gang)出現過(guo)(guo)鈍化(hua)腐蝕的臨(lin)界硝(xiao)酸濃度(du)(du)應為90％。
圖8.3指出(chu)(chu)，當(dang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位未達到過鈍化(hua)電(dian)(dian)(dian)位前，而達到Eb 電(dian)(dian)(dian)位時，不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度也(ye)急劇上升，這(zhe)表明不(bu)銹鋼(gang)有(you)(you)局部(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)-點蝕(shi)(shi)（孔(kong)蝕(shi)(shi)）出(chu)(chu)現(xian)(xian)，Eb則稱為(wei)點蝕(shi)(shi)（孔(kong)蝕(shi)(shi)）電(dian)(dian)(dian)位或擊穿電(dian)(dian)(dian)位。這(zhe)種腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)現(xian)(xian)象極(ji)易在含有(you)(you)Cl-等活性離子的(de)(de)介質中(zhong)出(chu)(chu)現(xian)(xian)，這(zhe)與在鈍化(hua)膜(mo)薄弱部(bu)位Cl-的(de)(de)存在會與氧(yang)（O）和氫氧(yang)根(gen)（OH）進行置換形成金(jin)屬氧(yang)化(hua)物的(de)(de)鉻鹽所導致(zhi)的(de)(de)鈍化(hua)膜(mo)結構的(de)(de)破壞有(you)(you)關(guan)。
從(cong)研究一些(xie)因(yin)(yin)素對(dui)(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)行為的影(ying)響(xiang)中(zhong)發現，凡有(you)利于(yu)(yu)下述因(yin)(yin)素的變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，均(jun)對(dui)(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)有(you)益。例如，能使最大(da)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)imax減(jian)小(xiao)(xiao)，鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)起始電(dian)(dian)位(wei)和鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)終止電(dian)(dian)位(wei)向負向移動(dong)，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)就(jiu)變(bian)得易于(yu)(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)；當鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜的擊(ji)穿電(dian)(dian)位(wei)和過(guo)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)位(wei) 朝正向移動(dong)時，穩定(ding)(ding)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)區將(jiang)擴大(da)，鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)將(jiang)減(jian)小(xiao)(xiao)，這(zhe)會(hui)有(you)利于(yu)(yu)提(ti)高(gao)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的完(wan)善程(cheng)度(du)(du)，降(jiang)低鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)的腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度(du)(du)。圖8.4系(xi)在中(zhong)， 合(he)金的陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)曲線。可以看出(chu)鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻量對(dui)(dui)其(qi)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)曲線的影(ying)響(xiang)以及 后，此(ci)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)易于(yu)(yu)從(cong)活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)向鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)轉(zhuan)變(bian)的趨向。同時，此(ci)圖還指出(chu)了(le)即使合(he)金中(zhong)含≥12％Cr已處于(yu)(yu)穩定(ding)(ding)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)時，其(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)密度(du)(du)雖然很小(xiao)(xiao)，但(dan)并(bing)不(bu)是零。這(zhe)就(jiu)告(gao)訴我們，處于(yu)(yu)鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)的合(he)金耐腐(fu)(fu)蝕(shi)但(dan)這(zhe)并(bing)不(bu)是不(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
二(er)、按腐蝕(shi)的(de)形態(tai)分類
可分(fen)為全面（均勻(yun)）腐蝕和局部腐蝕。
全面(mian)腐(fu)蝕(shi)：腐(fu)蝕(shi)分布在介質與不銹鋼相接(jie)觸的整個界(jie)面(mian)上，全面(mian)腐(fu)蝕(shi)主要出現在酸、堿、鹽(yan)等腐(fu)蝕(shi)環境中；
局部腐蝕：腐蝕分布在不銹鋼表面的某些局部。局部腐蝕多出現在含鹵素離子，例如Cl-的大氣和水環境中。
局部腐(fu)蝕的危害遠(yuan)遠(yuan)大于全(quan)面腐(fu)蝕，許多局部腐(fu)蝕常常在(zai)設備、構件等沒有(you)任(ren)何宏觀變形甚至(zhi)在(zai)沒有(you)任(ren)何破損預兆(zhao)的情況下(xia)，就會迅速、突(tu)然(ran)地(di)破壞，從而造成嚴重的甚至(zhi)是災難性的后果(guo)。
