金屬與腐(fu)蝕(shi)介質之間由(you)于化學(xue)和電化學(xue)作(zuo)用而引起(qi)的損傷或失效。
一、按腐蝕作用的性質分類(lei)
可分為化(hua)學腐蝕(shi)和電化(hua)學腐蝕(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(bu)銹鋼的氧化（化學腐蝕不屬于本節討論范圍）。
②. 電化(hua)學(xue)腐蝕
鋼(gang)鐵和(he)不銹鋼(gang)在(zai)潮濕大氣、水溶液(ye)(ye)和(he)酸、堿、鹽等電(dian)解質溶液(ye)(ye)中(zhong)所(suo)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)腐蝕，在(zai)腐蝕過(guo)程中(zhong)有(you)離子（電(dian)子）產(chan)生(sheng)(sheng)。電(dian)化學(xue)腐蝕的(de)實(shi)質是原電(dian)池的(de)作用。
在(zai)水溶(rong)(rong)液(ye)中，前面已述及金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)變為(wei)(wei)離(li)子（離(li)子化(hua)），這就是(shi)(shi)腐蝕，而(er)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)離(li)子化(hua)的(de)難易，即(ji)離(li)子化(hua)的(de)傾向則系以(yi)其標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)電(dian)位來表征，人們(men)以(yi)氫(qing)（H＋）的(de)標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)電(dian)位為(wei)(wei)基準(zhun)(zhun)，離(li)子化(hua)傾向較(jiao)大，即(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)電(dian)位較(jiao)負的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)為(wei)(wei)陽(yang)極(ji)，而(er)離(li)子化(hua)傾向較(jiao)小，即(ji)標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)電(dian)位較(jiao)正的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)為(wei)(wei)陰極(ji)。在(zai)水溶(rong)(rong)液(ye)中，陰極(ji)與陽(yang)極(ji)間的(de)標(biao)準(zhun)(zhun)電(dian)極(ji)電(dian)位之差是(shi)(shi)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)電(dian)化(hua)學(xue)腐蝕的(de)動(dong)力。
在鋼鐵和不(bu)銹鋼等金屬電(dian)化學腐蝕(shi)的(de)條件下，與原電(dian)池(chi)的(de)不(bu)同點是陽極(ji)釋放電(dian)子(zi)的(de)陽極(ji)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)和陰極(ji)獲得(de)電(dian)子(zi)的(de)陰極(ji)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)系在同一金屬的(de)表面上進(jin)行的(de)，由于此過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)用肉(rou)眼不(bu)可見，人們將此種陽極(ji)-陰極(ji)構成(cheng)的(de)電(dian)池(chi)稱為腐蝕(shi)微電(dian)池(chi)。
·鋼鐵生銹的(de)電化學腐(fu)蝕過程
鋼(gang)鐵(tie)(tie)在表面上有(you)水和氧(yang) 存在的(de)介質中，基體(ti)中的(de)鐵(tie)(tie)（Fe）會成為鐵(tie)(tie)離子，即 這(zhe)就是(shi)(shi)陽極(ji)(ji)氧(yang)化(hua)反(fan)應；同時，溶(rong)液中的(de)氧(yang)（接受了游離的(de)電(dian)子（e）進行著陰極(ji)(ji)反(fan)應，即，這(zhe)是(shi)(shi)陰極(ji)(ji)還(huan)原反(fan)應，經過： 和3就是(shi)(shi)反(fan)應所形成的(de)鐵(tie)(tie)銹。
如果鋼鐵是在酸性(xing)溶液中，因為H＋濃度高（即(ji)pH值低），H＋可接受電子（e）反應生成，即(ji)，這是鐵產生了析出(chu)氫的腐蝕。
·不銹(xiu)鋼(gang)的電化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕過程和陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲線
將不銹鋼(gang)或可鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)的金(jin)屬置于(yu)電(dian)解(jie)質(zhi)溶液中，采用(yong)現代電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學技(ji)術測定電(dian)極電(dian)位(wei)(wei)（E）與腐蝕電(dian)流(liu)（i）間的關系便(bian)可得到描述(shu)不銹鋼(gang)電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學腐蝕過程的陽(yang)極極化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)線(xian)（示意(yi)圖見圖8.1。從此(ci)圖可看出典型的陽(yang)極極化(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)線(xian)系由活(huo)性(xing)溶解(jie)區(qu)(qu)（活(huo)化(hua)(hua)(hua)(hua)區(qu)(qu)）；鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)過渡區(qu)(qu)；鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)（態）區(qu)(qu)和過鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)區(qu)(qu)（電(dian)位(wei)(wei)高于(yu) 等四部分所(suo)組成。
活化區(qu) 隨電位(wei)升高，陽極溶(rong)解(jie)電流(liu)密(mi)度(du)不斷增加，當為鈍化電位(wei)），陽極溶(rong)解(jie)電流(liu)密(mi)度(du)達(da)到最大值 ，此時不銹鋼的溶(rong)解(jie)處于活化腐蝕(shi)狀(zhuang)態。
鈍(dun)化(hua)過渡(du)區(qu) 此區(qu)與 為活化(hua)電位）之間相距很近，當(dang)溶解電流密度越過最大值(zhi)后(hou)，隨后(hou)急(ji)劇下降且處于(yu)不穩定態，此時，很難(nan)測(ce)得各點的穩定數(shu)值(zhi)。
鈍化（態）區(qu) 電(dian)位高于(yu)EF時，不銹(xiu)鋼表面形成富鉻氧化物(wu)（鈍化膜），阻礙不銹(xiu)鋼的(de)溶(rong)(rong)解(jie)的(de)進行。此時陽極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)電(dian)流密度(du)（稱維鈍電(dian)流）很小（僅約幾十萬(wan)分之一(yi)），且基本與電(dian)位無關。在此區(qu)內，陽極(ji)溶(rong)(rong)解(jie)的(de)腐(fu)蝕(shi)產物(wu)與活(huo)化溶(rong)(rong)解(jie)區(qu)活(huo)性溶(rong)(rong)解(jie)時的(de)腐(fu)蝕(shi)產物(wu)完全不同。此時的(de)氧化膜的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)(lv)代(dai)表著(zhu)此不銹(xiu)鋼的(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)(lv)。
過(guo)鈍(dun)化(hua)區(qu) 電(dian)位(wei)超過(guo)后稱過(guo)鈍(dun)化(hua)電(dian)位(wei)），隨(sui)電(dian)位(wei)升高(gao)電(dian)流密度(du)再(zai)次增大，此(ci)時有的不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，例如(ru)18-8（304）在(zai)硝(xiao)酸(suan)中當酸(suan)濃(nong)度(du)達(da)到高(gao)濃(nong)條件時，會由(you)于鈍(dun)化(hua)膜的三價鉻離(li)子(zi)氧化(hua)成六價鉻離(li)子(zi)（而(er)受(shou)到破壞，使不銹(xiu)鋼(gang)(gang)溶解速度(du)上升，出現腐(fu)(fu)蝕速率上升的全面腐(fu)(fu)蝕（見圖8.2）。從圖8.2可知，在(zai)50℃條件下當硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度(du)大于90％時，18-8鋼(gang)(gang)的腐(fu)(fu)蝕速率開始(shi)急(ji)劇增加，即在(zai)此(ci)溫度(du)下，18-8鋼(gang)(gang)出現過(guo)鈍(dun)化(hua)腐(fu)(fu)蝕的臨界(jie)硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度(du)應為90％。
圖8.3指出，當不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位未達(da)到(dao)過鈍(dun)化(hua)電(dian)(dian)位前，而(er)達(da)到(dao)Eb 電(dian)(dian)位時，不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)腐蝕(shi)電(dian)(dian)流密度也急劇上升，這表明不銹(xiu)鋼(gang)(gang)有(you)局(ju)部(bu)腐蝕(shi)-點蝕(shi)（孔蝕(shi)）出現(xian)(xian)，Eb則稱為(wei)點蝕(shi)（孔蝕(shi)）電(dian)(dian)位或擊(ji)穿電(dian)(dian)位。這種(zhong)腐蝕(shi)現(xian)(xian)象極易在(zai)含有(you)Cl-等活(huo)性離子的(de)介(jie)質中出現(xian)(xian)，這與在(zai)鈍(dun)化(hua)膜(mo)薄弱部(bu)位Cl-的(de)存在(zai)會與氧（O）和(he)氫氧根（OH）進行置換形(xing)成金(jin)屬氧化(hua)物的(de)鉻鹽所導致的(de)鈍(dun)化(hua)膜(mo)結構的(de)破(po)壞有(you)關(guan)。
從研究一些(xie)因(yin)(yin)素對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)行為(wei)的影響中(zhong)(zhong)發現，凡有(you)利于(yu)下述因(yin)(yin)素的變化(hua)(hua)(hua)，均(jun)對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)有(you)益。例如(ru)，能使最(zui)大鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)電(dian)流(liu)imax減小，鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)起始電(dian)位和鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)終止(zhi)電(dian)位向(xiang)(xiang)負向(xiang)(xiang)移(yi)動(dong)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就變得易于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)；當鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)膜的擊穿電(dian)位和過鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)電(dian)位 朝正向(xiang)(xiang)移(yi)動(dong)時(shi)，穩(wen)(wen)定(ding)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)將(jiang)擴大，鈍(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)腐(fu)(fu)(fu)蝕電(dian)流(liu)密度(du)(du)將(jiang)減小，這(zhe)(zhe)會有(you)利于(yu)提高鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的完善程度(du)(du)，降低鈍(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)的腐(fu)(fu)(fu)蝕速度(du)(du)。圖8.4系在中(zhong)(zhong)， 合(he)金(jin)的陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線。可以看出鋼(gang)中(zhong)(zhong)鉻量對(dui)其陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線的影響以及 后，此不(bu)銹(xiu)鋼(gang)易于(yu)從活化(hua)(hua)(hua)態(tai)向(xiang)(xiang)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)轉變的趨向(xiang)(xiang)。同時(shi)，此圖還指(zhi)出了即(ji)使合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)含≥12％Cr已(yi)處于(yu)穩(wen)(wen)定(ding)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)態(tai)時(shi)，其腐(fu)(fu)(fu)蝕電(dian)流(liu)密度(du)(du)雖然很小，但并不(bu)是零(ling)。這(zhe)(zhe)就告訴我們，處于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)的合(he)金(jin)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕但這(zhe)(zhe)并不(bu)是不(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕。
二、按腐蝕的形態分類
可(ke)分(fen)為全面(mian)（均勻）腐蝕(shi)和局(ju)部腐蝕(shi)。
全面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)：腐(fu)(fu)蝕(shi)分布在介質與不銹鋼相接觸(chu)的整(zheng)個界面(mian)上(shang)，全面(mian)腐(fu)(fu)蝕(shi)主(zhu)要出現(xian)在酸、堿(jian)、鹽等腐(fu)(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(shi)的(de)危(wei)害遠(yuan)遠(yuan)大于全面(mian)腐(fu)蝕(shi)，許(xu)多局部腐(fu)蝕(shi)常(chang)(chang)常(chang)(chang)在設備(bei)、構件等(deng)沒(mei)有任何宏觀變形甚至在沒(mei)有任何破(po)損預兆的(de)情況下，就會(hui)迅速(su)、突然(ran)地破(po)壞，從(cong)而造成嚴重(zhong)的(de)甚至是災難性(xing)的(de)后果。
