金(jin)屬與腐蝕介質(zhi)之間(jian)由于化(hua)學和(he)電(dian)化(hua)學作(zuo)用(yong)而引起的(de)損傷或失效。
一、按腐蝕(shi)作用的性質分類
可分為化(hua)學腐蝕(shi)和電化(hua)學腐蝕(shi)。
①. 化學腐(fu)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(tie)和(he)(he)不銹鋼在潮濕大氣(qi)、水(shui)溶(rong)液和(he)(he)酸、堿、鹽等電(dian)解質溶(rong)液中(zhong)所產(chan)生的腐蝕，在腐蝕過程中(zhong)有(you)離子(zi)（電(dian)子(zi)）產(chan)生。電(dian)化(hua)學腐蝕的實質是原(yuan)電(dian)池的作用。
在水溶(rong)液中，前面已述及金(jin)(jin)屬變為離(li)子（離(li)子化(hua)），這就是腐(fu)蝕(shi)(shi)，而金(jin)(jin)屬離(li)子化(hua)的(de)(de)難(nan)易，即(ji)離(li)子化(hua)的(de)(de)傾(qing)向則系以其標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位來表征，人們(men)以氫（H＋）的(de)(de)標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位為基準(zhun)(zhun)，離(li)子化(hua)傾(qing)向較大，即(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位較負的(de)(de)金(jin)(jin)屬為陽(yang)極(ji)(ji)(ji)，而離(li)子化(hua)傾(qing)向較小，即(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位較正的(de)(de)金(jin)(jin)屬為陰極(ji)(ji)(ji)。在水溶(rong)液中，陰極(ji)(ji)(ji)與(yu)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)間的(de)(de)標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)位之差是金(jin)(jin)屬電(dian)化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)動(dong)力。
在(zai)鋼(gang)鐵和(he)不銹(xiu)鋼(gang)等(deng)金屬電(dian)化學腐(fu)蝕的(de)(de)條(tiao)件(jian)下，與原電(dian)池的(de)(de)不同點是陽(yang)極(ji)釋放(fang)電(dian)子的(de)(de)陽(yang)極(ji)過(guo)程(cheng)(cheng)和(he)陰極(ji)獲(huo)得電(dian)子的(de)(de)陰極(ji)過(guo)程(cheng)(cheng)系(xi)在(zai)同一金屬的(de)(de)表面(mian)上進(jin)行(xing)的(de)(de)，由于此過(guo)程(cheng)(cheng)用肉眼不可見，人(ren)們將此種陽(yang)極(ji)-陰極(ji)構成的(de)(de)電(dian)池稱為腐(fu)蝕微(wei)電(dian)池。
·鋼(gang)鐵(tie)生(sheng)銹的電(dian)化學腐蝕(shi)過(guo)程
鋼鐵在(zai)表面上有水和(he)氧(yang) 存在(zai)的(de)介質中，基體中的(de)鐵（Fe）會成為鐵離子(zi)，即(ji)(ji) 這就(jiu)是陽極(ji)氧(yang)化反(fan)應；同(tong)時，溶液中的(de)氧(yang)（接受了游離的(de)電子(zi)（e）進行著陰(yin)極(ji)反(fan)應，即(ji)(ji)，這是陰(yin)極(ji)還原(yuan)反(fan)應，經過(guo)： 和(he)3就(jiu)是反(fan)應所形成的(de)鐵銹。
如果鋼鐵是在酸性溶液(ye)中(zhong)，因為H＋濃(nong)度高（即pH值低），H＋可接受電子(zi)（e）反應生成，即，這是鐵產生了析出氫的腐蝕。
·不銹(xiu)鋼的電化學腐蝕過(guo)程和陽極極化曲線(xian)
將不銹鋼(gang)或(huo)可鈍(dun)(dun)化(hua)的(de)(de)金(jin)屬置(zhi)于電(dian)(dian)解(jie)(jie)質溶液中，采(cai)用現代電(dian)(dian)化(hua)學技術(shu)測定電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位（E）與腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流（i）間的(de)(de)關系(xi)便可得到描(miao)述(shu)不銹鋼(gang)電(dian)(dian)化(hua)學腐(fu)蝕(shi)過程的(de)(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)曲(qu)線（示(shi)意圖(tu)見(jian)圖(tu)8.1。從此圖(tu)可看(kan)出典型(xing)的(de)(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)曲(qu)線系(xi)由活性(xing)溶解(jie)(jie)區(qu)(qu)（活化(hua)區(qu)(qu)）；鈍(dun)(dun)化(hua)過渡區(qu)(qu)；鈍(dun)(dun)化(hua)（態(tai)）區(qu)(qu)和過鈍(dun)(dun)化(hua)區(qu)(qu)（電(dian)(dian)位高于 等四部分所組成。
活化區 隨電(dian)位(wei)升高，陽(yang)極(ji)(ji)溶解(jie)電(dian)流(liu)密度(du)不斷(duan)增(zeng)加，當為(wei)鈍化電(dian)位(wei)），陽(yang)極(ji)(ji)溶解(jie)電(dian)流(liu)密度(du)達到(dao)最大值 ，此(ci)時不銹(xiu)鋼(gang)的溶解(jie)處于活化腐蝕狀態。
鈍化過渡區 此(ci)區與 為活化電(dian)位）之間相距很(hen)近(jin)，當(dang)溶解電(dian)流密度越過最大值后，隨后急劇下降(jiang)且(qie)處于不穩定態，此(ci)時，很(hen)難(nan)測得各點的穩定數值。
鈍化(hua)(hua)（態）區 電(dian)(dian)位高于EF時(shi)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表面形(xing)成富鉻氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)（鈍化(hua)(hua)膜），阻礙不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的溶(rong)(rong)解(jie)的進行(xing)。此時(shi)陽極溶(rong)(rong)解(jie)電(dian)(dian)流密度（稱維鈍電(dian)(dian)流）很小（僅約(yue)幾十萬分之一），且基本與電(dian)(dian)位無關(guan)。在(zai)此區內，陽極溶(rong)(rong)解(jie)的腐(fu)(fu)蝕產物(wu)(wu)與活化(hua)(hua)溶(rong)(rong)解(jie)區活性溶(rong)(rong)解(jie)時(shi)的腐(fu)(fu)蝕產物(wu)(wu)完全不(bu)同。此時(shi)的氧(yang)化(hua)(hua)膜的腐(fu)(fu)蝕速(su)率代表著此不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的腐(fu)(fu)蝕速(su)率。
過(guo)(guo)(guo)鈍化區 電位(wei)(wei)超過(guo)(guo)(guo)后稱過(guo)(guo)(guo)鈍化電位(wei)(wei)），隨電位(wei)(wei)升高電流密度再次增(zeng)大(da)，此(ci)時(shi)有的(de)不(bu)銹(xiu)鋼，例如18-8（304）在(zai)(zai)硝(xiao)酸(suan)中當酸(suan)濃(nong)度達到(dao)高濃(nong)條(tiao)件時(shi)，會由于(yu)鈍化膜(mo)的(de)三價(jia)鉻(ge)離子氧化成六價(jia)鉻(ge)離子（而受到(dao)破壞，使不(bu)銹(xiu)鋼溶解速(su)(su)度上(shang)升，出現(xian)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率上(shang)升的(de)全面腐(fu)蝕(shi)(shi)（見圖8.2）。從圖8.2可知，在(zai)(zai)50℃條(tiao)件下(xia)當硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度大(da)于(yu)90％時(shi)，18-8鋼的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率開始(shi)急劇增(zeng)加，即在(zai)(zai)此(ci)溫度下(xia)，18-8鋼出現(xian)過(guo)(guo)(guo)鈍化腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)臨界硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度應(ying)為90％。
圖8.3指出(chu)，當不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)未達到過鈍化電(dian)(dian)位(wei)前，而(er)達到Eb 電(dian)(dian)位(wei)時，不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流密度也急劇上升，這表明(ming)不(bu)銹鋼(gang)(gang)有局部腐(fu)蝕(shi)-點(dian)蝕(shi)（孔蝕(shi)）出(chu)現(xian)，Eb則稱為點(dian)蝕(shi)（孔蝕(shi)）電(dian)(dian)位(wei)或(huo)擊穿電(dian)(dian)位(wei)。這種(zhong)腐(fu)蝕(shi)現(xian)象極易(yi)在(zai)含有Cl-等活(huo)性離子的(de)(de)介(jie)質中出(chu)現(xian)，這與(yu)在(zai)鈍化膜(mo)薄弱部位(wei)Cl-的(de)(de)存(cun)在(zai)會與(yu)氧(yang)(yang)（O）和氫氧(yang)(yang)根（OH）進行置(zhi)換形成金屬氧(yang)(yang)化物(wu)的(de)(de)鉻鹽所導(dao)致的(de)(de)鈍化膜(mo)結構的(de)(de)破壞(huai)有關。
從研究一些(xie)因素對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)行為的影響中(zhong)發現，凡有(you)利(li)于(yu)下述因素的變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，均對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)有(you)益。例如(ru)，能使(shi)最大鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)電流imax減(jian)小，鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)起始(shi)電位(wei)和鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)終止電位(wei)向(xiang)(xiang)負向(xiang)(xiang)移動，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)就變(bian)得易于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)；當鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜的擊(ji)穿(chuan)電位(wei)和過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)電位(wei) 朝正向(xiang)(xiang)移動時(shi)(shi)，穩(wen)定(ding)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)區將(jiang)擴大，鈍(dun)(dun)態(tai)腐蝕(shi)(shi)電流密度(du)(du)將(jiang)減(jian)小，這會有(you)利(li)于(yu)提高鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的完(wan)善程度(du)(du)，降低鈍(dun)(dun)態(tai)的腐蝕(shi)(shi)速度(du)(du)。圖8.4系在(zai)中(zhong)， 合金的陽(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)其(qi)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)曲線的影響以及(ji) 后(hou)，此(ci)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)易于(yu)從活化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)向(xiang)(xiang)鈍(dun)(dun)態(tai)轉(zhuan)變(bian)的趨向(xiang)(xiang)。同(tong)時(shi)(shi)，此(ci)圖還(huan)指出(chu)了即使(shi)合金中(zhong)含(han)≥12％Cr已處于(yu)穩(wen)定(ding)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)時(shi)(shi)，其(qi)腐蝕(shi)(shi)電流密度(du)(du)雖然(ran)很小，但(dan)并不(bu)是零(ling)。這就告訴我們，處于(yu)鈍(dun)(dun)態(tai)的合金耐(nai)腐蝕(shi)(shi)但(dan)這并不(bu)是不(bu)腐蝕(shi)(shi)。
二、按(an)腐(fu)蝕(shi)的(de)形態(tai)分類(lei)
可分為全(quan)面（均勻）腐蝕和局部(bu)腐蝕。
全(quan)面(mian)腐蝕：腐蝕分布在介質與不銹(xiu)鋼相接觸(chu)的整個(ge)界面(mian)上，全(quan)面(mian)腐蝕主要出(chu)現(xian)在酸、堿(jian)、鹽(yan)等(deng)腐蝕環(huan)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(bu)腐蝕(shi)的(de)危害遠(yuan)遠(yuan)大于(yu)全面腐蝕(shi)，許多(duo)局部(bu)腐蝕(shi)常常在設(she)備、構(gou)件等沒(mei)(mei)有任(ren)何(he)宏觀(guan)變形(xing)甚(shen)至在沒(mei)(mei)有任(ren)何(he)破損預兆的(de)情況下，就會迅速、突然地(di)破壞，從而造成嚴重的(de)甚(shen)至是(shi)災難性(xing)的(de)后(hou)果。
