金屬與腐蝕介質(zhi)之間由(you)于化學和(he)電化學作用而(er)引起的損傷或失效。
一、按腐蝕(shi)作用的性質分類
可分為(wei)化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕和電化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕。
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(xiu)鋼的氧化（化學腐蝕不屬于本節討論范圍）。
②. 電化學腐蝕(shi)
鋼鐵和不(bu)銹鋼在(zai)潮濕大氣、水溶液(ye)和酸(suan)、堿、鹽等電解質溶液(ye)中(zhong)所產生(sheng)的腐蝕，在(zai)腐蝕過程中(zhong)有(you)離(li)子（電子）產生(sheng)。電化(hua)學腐蝕的實質是原電池的作用。
在(zai)水溶(rong)(rong)液中(zhong)，前面已(yi)述及金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)變為(wei)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)（離(li)(li)(li)子(zi)(zi)化(hua)(hua)），這就是腐(fu)蝕，而金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)化(hua)(hua)的(de)(de)難易，即離(li)(li)(li)子(zi)(zi)化(hua)(hua)的(de)(de)傾(qing)向則系(xi)以(yi)其標(biao)準電(dian)極電(dian)位來表征，人(ren)們以(yi)氫（H＋）的(de)(de)標(biao)準電(dian)極電(dian)位為(wei)基準，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)化(hua)(hua)傾(qing)向較(jiao)大(da)，即標(biao)準電(dian)極電(dian)位較(jiao)負的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)為(wei)陽極，而離(li)(li)(li)子(zi)(zi)化(hua)(hua)傾(qing)向較(jiao)小，即標(biao)準電(dian)極電(dian)位較(jiao)正(zheng)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)為(wei)陰極。在(zai)水溶(rong)(rong)液中(zhong)，陰極與陽極間(jian)的(de)(de)標(biao)準電(dian)極電(dian)位之差是金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)電(dian)化(hua)(hua)學腐(fu)蝕的(de)(de)動力。
在鋼(gang)鐵和(he)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)等(deng)金屬(shu)電(dian)(dian)化(hua)學腐蝕的(de)條件下，與原電(dian)(dian)池(chi)的(de)不(bu)同點是(shi)陽極(ji)(ji)釋(shi)放電(dian)(dian)子(zi)的(de)陽極(ji)(ji)過(guo)程(cheng)和(he)陰(yin)極(ji)(ji)獲得(de)電(dian)(dian)子(zi)的(de)陰(yin)極(ji)(ji)過(guo)程(cheng)系(xi)在同一金屬(shu)的(de)表面上進行的(de)，由于(yu)此(ci)過(guo)程(cheng)用肉眼不(bu)可見，人(ren)們將(jiang)此(ci)種陽極(ji)(ji)-陰(yin)極(ji)(ji)構成的(de)電(dian)(dian)池(chi)稱為腐蝕微電(dian)(dian)池(chi)。
·鋼鐵生銹的(de)電化(hua)學腐(fu)蝕過程(cheng)
鋼鐵(tie)在表面上有水(shui)和氧(yang) 存在的(de)介(jie)質中(zhong)，基體中(zhong)的(de)鐵(tie)（Fe）會(hui)成為(wei)鐵(tie)離(li)子，即 這就是陽極氧(yang)化(hua)反應；同時，溶液(ye)中(zhong)的(de)氧(yang)（接(jie)受了游(you)離(li)的(de)電子（e）進(jin)行著陰極反應，即，這是陰極還原反應，經(jing)過： 和3就是反應所形成的(de)鐵(tie)銹。
如(ru)果鋼鐵是(shi)在酸性溶液中，因為H＋濃度高（即pH值低），H＋可接(jie)受(shou)電子(zi)（e）反應生成，即，這是(shi)鐵產生了析(xi)出氫(qing)的腐蝕。
·不銹鋼的電化學腐蝕過(guo)程和陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化曲線(xian)
將不(bu)銹鋼或可鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的金屬置于(yu)電(dian)(dian)(dian)解質溶液中，采用現代電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)技(ji)術測定(ding)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)（E）與腐蝕電(dian)(dian)(dian)流(liu)（i）間的關系便(bian)可得到描述不(bu)銹鋼電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐蝕過(guo)(guo)程的陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線（示意圖見(jian)圖8.1。從此(ci)圖可看出典型的陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲線系由活(huo)性溶解區(qu)（活(huo)化(hua)(hua)(hua)區(qu)）；鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)過(guo)(guo)渡區(qu)；鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)（態）區(qu)和過(guo)(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)（電(dian)(dian)(dian)位(wei)高于(yu) 等四(si)部分(fen)所組成(cheng)。
活化區 隨電(dian)(dian)位升(sheng)高(gao)，陽極(ji)溶解(jie)電(dian)(dian)流密度不(bu)斷增加，當為鈍化電(dian)(dian)位），陽極(ji)溶解(jie)電(dian)(dian)流密度達到最大(da)值 ，此時不(bu)銹鋼的溶解(jie)處于活化腐蝕狀態。
鈍化過(guo)渡區(qu) 此區(qu)與 為(wei)活化電(dian)位）之間(jian)相距很近(jin)，當(dang)溶(rong)解電(dian)流(liu)密度越過(guo)最(zui)大值后，隨后急劇下降且處于不穩定態，此時(shi)，很難(nan)測得(de)各點的穩定數值。
鈍化(hua)（態(tai)）區 電(dian)位高于EF時，不(bu)(bu)銹鋼(gang)表(biao)(biao)面形(xing)成富鉻氧(yang)化(hua)物（鈍化(hua)膜(mo)），阻礙不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)溶解(jie)的(de)進行。此(ci)(ci)(ci)時陽極(ji)溶解(jie)電(dian)流密度（稱維鈍電(dian)流）很小（僅(jin)約幾十(shi)萬分(fen)之一），且基本與電(dian)位無關。在此(ci)(ci)(ci)區內，陽極(ji)溶解(jie)的(de)腐(fu)蝕產物與活化(hua)溶解(jie)區活性溶解(jie)時的(de)腐(fu)蝕產物完全不(bu)(bu)同(tong)。此(ci)(ci)(ci)時的(de)氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)腐(fu)蝕速(su)率(lv)代表(biao)(biao)著此(ci)(ci)(ci)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕速(su)率(lv)。
過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)區(qu) 電位超過(guo)后(hou)稱(cheng)過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)電位），隨電位升(sheng)(sheng)高電流(liu)密度再次(ci)增大，此(ci)時(shi)有(you)的不銹鋼(gang)，例如18-8（304）在硝(xiao)(xiao)酸(suan)中(zhong)當酸(suan)濃度達到高濃條件時(shi)，會由于鈍(dun)化(hua)(hua)膜的三價(jia)鉻離(li)子氧(yang)化(hua)(hua)成六價(jia)鉻離(li)子（而受到破壞，使(shi)不銹鋼(gang)溶解速度上升(sheng)(sheng)，出現(xian)腐(fu)蝕速率(lv)(lv)上升(sheng)(sheng)的全面腐(fu)蝕（見圖8.2）。從圖8.2可知，在50℃條件下當硝(xiao)(xiao)酸(suan)濃度大于90％時(shi)，18-8鋼(gang)的腐(fu)蝕速率(lv)(lv)開始急劇(ju)增加，即在此(ci)溫(wen)度下，18-8鋼(gang)出現(xian)過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)腐(fu)蝕的臨界硝(xiao)(xiao)酸(suan)濃度應為90％。
圖8.3指出，當不銹(xiu)鋼(gang)的(de)電(dian)極電(dian)位(wei)未(wei)達(da)(da)到(dao)過鈍化(hua)(hua)電(dian)位(wei)前，而達(da)(da)到(dao)Eb 電(dian)位(wei)時(shi)，不銹(xiu)鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)流密度也急劇上升，這表明不銹(xiu)鋼(gang)有(you)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)-點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)（孔蝕(shi)(shi)(shi)(shi)）出現，Eb則稱為點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)（孔蝕(shi)(shi)(shi)(shi)）電(dian)位(wei)或擊穿電(dian)位(wei)。這種腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)現象(xiang)極易(yi)在含(han)有(you)Cl-等活性離(li)子的(de)介質中出現，這與(yu)在鈍化(hua)(hua)膜薄弱部位(wei)Cl-的(de)存在會與(yu)氧(yang)(yang)（O）和氫(qing)氧(yang)(yang)根（OH）進行置(zhi)換形成金屬(shu)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物的(de)鉻(ge)鹽所導致的(de)鈍化(hua)(hua)膜結構的(de)破壞有(you)關。
從研究一些(xie)因(yin)素對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)行為的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)中(zhong)(zhong)發現，凡有(you)利于(yu)下述因(yin)素的(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)，均(jun)對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)有(you)益。例如(ru)，能使(shi)最(zui)大鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)流(liu)imax減(jian)小(xiao)，鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)起始電(dian)位(wei)和鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)終止電(dian)位(wei)向(xiang)(xiang)負向(xiang)(xiang)移(yi)動，不(bu)銹(xiu)鋼就(jiu)變得易于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)；當鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)(de)擊穿(chuan)電(dian)位(wei)和過鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)位(wei) 朝正(zheng)向(xiang)(xiang)移(yi)動時(shi)(shi)，穩定鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)區將擴大，鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)腐蝕電(dian)流(liu)密度將減(jian)小(xiao)，這會有(you)利于(yu)提(ti)高鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)完善程度，降低鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)(de)(de)腐蝕速(su)度。圖8.4系在中(zhong)(zhong)， 合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線。可以看出(chu)鋼中(zhong)(zhong)鉻(ge)量對(dui)其(qi)陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)以及 后，此(ci)不(bu)銹(xiu)鋼易于(yu)從活化(hua)(hua)態(tai)向(xiang)(xiang)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)轉變的(de)(de)(de)(de)趨向(xiang)(xiang)。同(tong)時(shi)(shi)，此(ci)圖還指出(chu)了即使(shi)合(he)(he)金(jin)中(zhong)(zhong)含(han)≥12％Cr已處于(yu)穩定鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)態(tai)時(shi)(shi)，其(qi)腐蝕電(dian)流(liu)密度雖然很小(xiao)，但并不(bu)是(shi)零。這就(jiu)告(gao)訴我們(men)，處于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)耐腐蝕但這并不(bu)是(shi)不(bu)腐蝕。
二、按腐(fu)蝕(shi)的形態分類
可分為(wei)全面（均勻）腐蝕和局部腐蝕。
全(quan)面腐蝕(shi)(shi)：腐蝕(shi)(shi)分布在介質與不銹鋼相接觸(chu)的整個界面上，全(quan)面腐蝕(shi)(shi)主(zhu)要(yao)出(chu)現在酸(suan)、堿、鹽等腐蝕(shi)(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。
局部腐蝕的危害遠(yuan)遠(yuan)大于全面腐蝕，許多局部腐蝕常常在(zai)設備(bei)、構件等(deng)沒(mei)(mei)有(you)任何宏觀變形甚至在(zai)沒(mei)(mei)有(you)任何破(po)損(sun)預兆的情況(kuang)下，就(jiu)會迅速、突(tu)然地破(po)壞，從而造成嚴重的甚至是災難(nan)性的后果(guo)。
