金屬與(yu)腐蝕介質之間由于化(hua)學和(he)電(dian)化(hua)學作用而引起的損傷(shang)或(huo)失效。
一、按腐蝕作用的性質分類
可分(fen)為(wei)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)和(he)電(dian)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)。
①. 化學腐蝕
在非電解質溶液中所產生的腐蝕，例如高溫下不銹鋼(gang)的氧化（化學腐蝕不屬于本節討論范圍）。
②. 電化學腐(fu)蝕
鋼(gang)鐵(tie)和(he)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)潮濕大氣、水溶(rong)液和(he)酸(suan)、堿(jian)、鹽等電(dian)(dian)解質溶(rong)液中所產生的(de)腐(fu)蝕，在(zai)腐(fu)蝕過程中有(you)離子（電(dian)(dian)子）產生。電(dian)(dian)化學腐(fu)蝕的(de)實質是原電(dian)(dian)池的(de)作用。
在水(shui)溶(rong)液中，前面已(yi)述及金屬(shu)(shu)變(bian)為離(li)(li)子(zi)（離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)），這就是(shi)腐蝕，而(er)金屬(shu)(shu)離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)難易(yi)，即離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)傾向則系(xi)以其標(biao)準電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei)(wei)來(lai)表(biao)征，人們以氫（H＋）的(de)標(biao)準電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei)(wei)為基(ji)準，離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)傾向較大，即標(biao)準電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei)(wei)較負的(de)金屬(shu)(shu)為陽極(ji)，而(er)離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)傾向較小，即標(biao)準電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei)(wei)較正的(de)金屬(shu)(shu)為陰(yin)極(ji)。在水(shui)溶(rong)液中，陰(yin)極(ji)與陽極(ji)間的(de)標(biao)準電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)(wei)(wei)之差是(shi)金屬(shu)(shu)電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)腐蝕的(de)動力。
在鋼(gang)(gang)鐵和不銹鋼(gang)(gang)等(deng)金屬電(dian)化學腐蝕的(de)條件下，與(yu)原電(dian)池的(de)不同點是陽(yang)極(ji)釋放電(dian)子的(de)陽(yang)極(ji)過(guo)程(cheng)和陰(yin)極(ji)獲得電(dian)子的(de)陰(yin)極(ji)過(guo)程(cheng)系在同一金屬的(de)表面上(shang)進行的(de)，由(you)于(yu)此過(guo)程(cheng)用肉眼不可見，人們將此種陽(yang)極(ji)-陰(yin)極(ji)構成的(de)電(dian)池稱為腐蝕微電(dian)池。
·鋼(gang)鐵(tie)生銹的電化學腐(fu)蝕(shi)過(guo)程
鋼鐵在(zai)表面上(shang)有(you)水和氧(yang)(yang) 存在(zai)的(de)(de)介(jie)質中(zhong)，基體(ti)中(zhong)的(de)(de)鐵（Fe）會成為鐵離(li)子(zi)，即 這(zhe)就是陽極(ji)氧(yang)(yang)化反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)；同時，溶液中(zhong)的(de)(de)氧(yang)(yang)（接受了游離(li)的(de)(de)電(dian)子(zi)（e）進(jin)行著陰極(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)，即，這(zhe)是陰極(ji)還原反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)，經過： 和3就是反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)所形成的(de)(de)鐵銹(xiu)。
如(ru)果(guo)鋼鐵是在酸性溶(rong)液中，因(yin)為H＋濃度高（即(ji)pH值低），H＋可接受電子（e）反應生(sheng)成，即(ji)，這(zhe)是鐵產(chan)生(sheng)了(le)析出(chu)氫的腐蝕。
·不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的電化(hua)學腐蝕(shi)過程和(he)陽極極化(hua)曲線
將(jiang)不銹鋼(gang)或(huo)可(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)金屬(shu)置于電(dian)解(jie)質溶(rong)液中，采用現代電(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)技術測定電(dian)極(ji)電(dian)位（E）與腐蝕電(dian)流（i）間的(de)關系便可(ke)得到描述不銹鋼(gang)電(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐蝕過程(cheng)的(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線（示意圖(tu)見圖(tu)8.1。從此圖(tu)可(ke)看(kan)出典型的(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線系由活(huo)性溶(rong)解(jie)區(qu)（活(huo)化(hua)(hua)(hua)區(qu)）；鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)過渡區(qu)；鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)（態）區(qu)和過鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)（電(dian)位高于 等(deng)四(si)部分所組成。
活化區 隨電(dian)位升高(gao)，陽極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)不斷增加(jia)，當為鈍(dun)化電(dian)位），陽極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)電(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)達到最大值 ，此(ci)時不銹鋼的溶(rong)(rong)解(jie)處(chu)于(yu)活化腐蝕狀態。
鈍化(hua)過(guo)渡區 此(ci)區與 為活化(hua)電(dian)位）之間相距很(hen)近，當溶解(jie)電(dian)流密度越(yue)過(guo)最大值后，隨后急劇(ju)下降(jiang)且處于不穩(wen)定(ding)態，此(ci)時，很(hen)難測得各點的穩(wen)定(ding)數值。
鈍化(hua)（態）區(qu)(qu) 電位(wei)高于EF時，不銹鋼(gang)表(biao)面形成富鉻(ge)氧化(hua)物（鈍化(hua)膜），阻(zu)礙(ai)不銹鋼(gang)的(de)溶(rong)(rong)解(jie)的(de)進行(xing)。此(ci)時陽極溶(rong)(rong)解(jie)電流密度(du)（稱維(wei)鈍電流）很小(xiao)（僅約幾十萬分之(zhi)一），且基本(ben)與(yu)(yu)電位(wei)無關。在此(ci)區(qu)(qu)內，陽極溶(rong)(rong)解(jie)的(de)腐(fu)(fu)蝕產物與(yu)(yu)活化(hua)溶(rong)(rong)解(jie)區(qu)(qu)活性溶(rong)(rong)解(jie)時的(de)腐(fu)(fu)蝕產物完全不同。此(ci)時的(de)氧化(hua)膜的(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)率代表(biao)著此(ci)不銹鋼(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)率。
過鈍(dun)化(hua)(hua)區 電(dian)位(wei)超過后(hou)稱過鈍(dun)化(hua)(hua)電(dian)位(wei)），隨電(dian)位(wei)升高電(dian)流密度(du)再次增大，此時(shi)有的(de)(de)不銹鋼，例如18-8（304）在硝酸中(zhong)當(dang)酸濃(nong)度(du)達到高濃(nong)條(tiao)件時(shi)，會由于(yu)鈍(dun)化(hua)(hua)膜的(de)(de)三價鉻(ge)離(li)(li)子氧化(hua)(hua)成六價鉻(ge)離(li)(li)子（而受到破壞，使不銹鋼溶解速度(du)上升，出現(xian)(xian)腐(fu)蝕速率(lv)(lv)上升的(de)(de)全(quan)面腐(fu)蝕（見(jian)圖8.2）。從圖8.2可知(zhi)，在50℃條(tiao)件下當(dang)硝酸濃(nong)度(du)大于(yu)90％時(shi)，18-8鋼的(de)(de)腐(fu)蝕速率(lv)(lv)開(kai)始急劇增加，即(ji)在此溫(wen)度(du)下，18-8鋼出現(xian)(xian)過鈍(dun)化(hua)(hua)腐(fu)蝕的(de)(de)臨(lin)界硝酸濃(nong)度(du)應為90％。
圖8.3指(zhi)出(chu)，當(dang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)(wei)未達到過鈍(dun)化電(dian)(dian)位(wei)(wei)前(qian)，而達到Eb 電(dian)(dian)位(wei)(wei)時，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)流密度也急劇上升(sheng)，這表明不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)-點蝕(shi)(shi)（孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)）出(chu)現(xian)，Eb則稱為(wei)點蝕(shi)(shi)（孔(kong)(kong)蝕(shi)(shi)）電(dian)(dian)位(wei)(wei)或擊穿電(dian)(dian)位(wei)(wei)。這種(zhong)腐(fu)蝕(shi)(shi)現(xian)象極易(yi)在含(han)有(you)Cl-等活(huo)性(xing)離子的(de)(de)介質中(zhong)出(chu)現(xian)，這與在鈍(dun)化膜(mo)(mo)薄(bo)弱部(bu)位(wei)(wei)Cl-的(de)(de)存(cun)在會與氧(yang)（O）和(he)氫氧(yang)根(gen)（OH）進行置換(huan)形(xing)成金屬氧(yang)化物(wu)的(de)(de)鉻鹽所導致的(de)(de)鈍(dun)化膜(mo)(mo)結(jie)構(gou)的(de)(de)破(po)壞(huai)有(you)關。
從研(yan)究一些(xie)因素(su)對不(bu)銹(xiu)鋼陽極極化(hua)(hua)行為的(de)(de)影響中(zhong)發現，凡(fan)有(you)利于(yu)(yu)(yu)下(xia)述因素(su)的(de)(de)變化(hua)(hua)，均對不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)有(you)益。例如(ru)，能使最大鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)流imax減(jian)小(xiao)，鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)起始電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)和(he)(he)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)終止(zhi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)向(xiang)負向(xiang)移動(dong)，不(bu)銹(xiu)鋼就(jiu)變得易于(yu)(yu)(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)；當鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜的(de)(de)擊穿(chuan)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)和(he)(he)過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei) 朝(chao)正(zheng)向(xiang)移動(dong)時，穩(wen)定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區將擴大，鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度(du)將減(jian)小(xiao)，這(zhe)會有(you)利于(yu)(yu)(yu)提高鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)完(wan)善程度(du)，降低(di)鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度(du)。圖8.4系在中(zhong)， 合金(jin)的(de)(de)陽極極化(hua)(hua)曲線(xian)。可(ke)以(yi)看出鋼中(zhong)鉻(ge)量對其(qi)陽極極化(hua)(hua)曲線(xian)的(de)(de)影響以(yi)及 后，此(ci)(ci)不(bu)銹(xiu)鋼易于(yu)(yu)(yu)從活化(hua)(hua)態(tai)(tai)向(xiang)鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)轉變的(de)(de)趨向(xiang)。同時，此(ci)(ci)圖還指出了即(ji)使合金(jin)中(zhong)含≥12％Cr已處于(yu)(yu)(yu)穩(wen)定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)態(tai)(tai)時，其(qi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度(du)雖然很小(xiao)，但(dan)并不(bu)是零。這(zhe)就(jiu)告(gao)訴(su)我們(men)，處于(yu)(yu)(yu)鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)的(de)(de)合金(jin)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)但(dan)這(zhe)并不(bu)是不(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
二(er)、按(an)腐蝕(shi)的形態分類
可分(fen)為全面(mian)（均勻(yun)）腐蝕和局部腐蝕。
全(quan)面腐蝕(shi)：腐蝕(shi)分布(bu)在介質與不銹鋼相接觸(chu)的(de)整個界(jie)面上，全(quan)面腐蝕(shi)主要出現在酸、堿、鹽等腐蝕(shi)環境(jing)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(ju)部腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)危害遠遠大于全(quan)面腐蝕(shi)(shi)，許多局(ju)部腐蝕(shi)(shi)常常在(zai)設備、構件等沒有任何宏觀變形甚(shen)至在(zai)沒有任何破損預兆的(de)(de)情況下，就(jiu)會迅速、突然地破壞，從而造成嚴重的(de)(de)甚(shen)至是(shi)災難性(xing)的(de)(de)后果(guo)。
