金屬與腐蝕(shi)介質之間由于化學和(he)電化學作用而(er)引(yin)起(qi)的損傷或失(shi)效(xiao)。
一、按(an)腐(fu)蝕(shi)作用的性質分類(lei)
可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
①. 化(hua)學(xue)腐蝕(shi)
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(shi)
鋼(gang)鐵(tie)和(he)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)潮濕大氣(qi)、水(shui)溶(rong)液(ye)和(he)酸、堿、鹽等(deng)電解(jie)質溶(rong)液(ye)中(zhong)所產生的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)過程中(zhong)有離(li)子（電子）產生。電化學腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的實質是原電池(chi)的作用。
在水溶液中，前面已述及金(jin)屬(shu)變為(wei)離(li)(li)子(zi)（離(li)(li)子(zi)化(hua)），這(zhe)就是(shi)腐蝕，而金(jin)屬(shu)離(li)(li)子(zi)化(hua)的難(nan)易，即離(li)(li)子(zi)化(hua)的傾(qing)向則系以(yi)其標準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)來表(biao)征，人們(men)以(yi)氫（H＋）的標準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)為(wei)基準(zhun)，離(li)(li)子(zi)化(hua)傾(qing)向較(jiao)大，即標準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)較(jiao)負的金(jin)屬(shu)為(wei)陽(yang)極(ji)，而離(li)(li)子(zi)化(hua)傾(qing)向較(jiao)小，即標準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)較(jiao)正的金(jin)屬(shu)為(wei)陰極(ji)。在水溶液中，陰極(ji)與陽(yang)極(ji)間的標準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)之差是(shi)金(jin)屬(shu)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學腐蝕的動力(li)。
在鋼鐵和不(bu)銹(xiu)鋼等金(jin)屬(shu)電(dian)(dian)(dian)化學腐蝕的(de)(de)條件下，與原(yuan)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)不(bu)同(tong)點是陽極(ji)(ji)(ji)(ji)釋放電(dian)(dian)(dian)子的(de)(de)陽極(ji)(ji)(ji)(ji)過程和陰極(ji)(ji)(ji)(ji)獲得電(dian)(dian)(dian)子的(de)(de)陰極(ji)(ji)(ji)(ji)過程系(xi)在同(tong)一金(jin)屬(shu)的(de)(de)表面上(shang)進行的(de)(de)，由于(yu)此(ci)過程用(yong)肉眼(yan)不(bu)可見，人們將此(ci)種陽極(ji)(ji)(ji)(ji)-陰極(ji)(ji)(ji)(ji)構成的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)稱為(wei)腐蝕微電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)。
·鋼鐵生(sheng)銹的電化(hua)學腐蝕過程(cheng)
鋼鐵(tie)在表面上有水和(he)氧 存在的(de)介質中(zhong)，基體(ti)中(zhong)的(de)鐵(tie)（Fe）會成為鐵(tie)離子，即(ji) 這(zhe)就是陽極(ji)氧化反(fan)應；同(tong)時，溶液(ye)中(zhong)的(de)氧（接受了游離的(de)電子（e）進行(xing)著陰極(ji)反(fan)應，即(ji)，這(zhe)是陰極(ji)還(huan)原反(fan)應，經過： 和(he)3就是反(fan)應所形成的(de)鐵(tie)銹。
如果鋼(gang)鐵是在酸(suan)性溶液(ye)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)，這是鐵產生(sheng)了析出氫(qing)的腐蝕。
·不(bu)銹鋼的電化學腐(fu)蝕過程(cheng)和陽極極化曲線
將不銹鋼或可(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)金屬置于電解(jie)質溶液中，采用現代電化(hua)(hua)(hua)學技術測定(ding)電極(ji)電位(wei)（E）與腐蝕(shi)電流（i）間的(de)(de)關系便可(ke)得到描述不銹鋼電化(hua)(hua)(hua)學腐蝕(shi)過程的(de)(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線（示意(yi)圖見圖8.1。從此圖可(ke)看出典(dian)型的(de)(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)曲(qu)線系由活性溶解(jie)區(qu)（活化(hua)(hua)(hua)區(qu)）；鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)過渡區(qu)；鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)（態(tai)）區(qu)和過鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)區(qu)（電位(wei)高于 等四部分所(suo)組(zu)成。
活化區(qu) 隨電(dian)位升高，陽極溶解電(dian)流密(mi)度(du)不斷增加，當為鈍化電(dian)位），陽極溶解電(dian)流密(mi)度(du)達到(dao)最(zui)大值(zhi) ，此時(shi)不銹鋼(gang)的溶解處于活化腐(fu)蝕狀態。
鈍(dun)化過渡區 此(ci)區與 為(wei)活化電位）之間(jian)相(xiang)距(ju)很近(jin)，當溶解(jie)電流(liu)密(mi)度(du)越過最(zui)大(da)值后，隨后急(ji)劇下降且處于(yu)不穩定態，此(ci)時，很難測得各點的穩定數值。
鈍(dun)(dun)化(hua)（態(tai)）區(qu) 電(dian)位高(gao)于EF時(shi)(shi)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面形成(cheng)富(fu)鉻(ge)氧化(hua)物（鈍(dun)(dun)化(hua)膜），阻礙(ai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)溶解的(de)(de)進行。此時(shi)(shi)陽(yang)極(ji)溶解電(dian)流密度(du)（稱(cheng)維(wei)鈍(dun)(dun)電(dian)流）很小（僅(jin)約幾十萬分之(zhi)一(yi)），且基本與電(dian)位無關。在此區(qu)內，陽(yang)極(ji)溶解的(de)(de)腐蝕(shi)產(chan)物與活化(hua)溶解區(qu)活性溶解時(shi)(shi)的(de)(de)腐蝕(shi)產(chan)物完全(quan)不(bu)同。此時(shi)(shi)的(de)(de)氧化(hua)膜的(de)(de)腐蝕(shi)速率(lv)(lv)代(dai)表著此不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)腐蝕(shi)速率(lv)(lv)。
過(guo)鈍(dun)化區 電(dian)位(wei)(wei)超過(guo)后(hou)稱過(guo)鈍(dun)化電(dian)位(wei)(wei)），隨電(dian)位(wei)(wei)升(sheng)高(gao)電(dian)流密度再次增(zeng)大(da)，此時(shi)有(you)的(de)(de)不銹鋼，例(li)如(ru)18-8（304）在(zai)硝(xiao)酸(suan)中當酸(suan)濃(nong)度達到高(gao)濃(nong)條(tiao)件時(shi)，會由(you)于鈍(dun)化膜的(de)(de)三價鉻離(li)子(zi)氧化成(cheng)六價鉻離(li)子(zi)（而受到破(po)壞，使不銹鋼溶解速(su)度上升(sheng)，出現腐(fu)蝕速(su)率上升(sheng)的(de)(de)全面(mian)腐(fu)蝕（見圖(tu)8.2）。從(cong)圖(tu)8.2可知，在(zai)50℃條(tiao)件下當硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度大(da)于90％時(shi)，18-8鋼的(de)(de)腐(fu)蝕速(su)率開始急(ji)劇增(zeng)加(jia)，即(ji)在(zai)此溫度下，18-8鋼出現過(guo)鈍(dun)化腐(fu)蝕的(de)(de)臨界硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度應為90％。
圖8.3指(zhi)出(chu)，當不銹(xiu)鋼的(de)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)未達(da)到過鈍化(hua)電(dian)位(wei)前，而達(da)到Eb 電(dian)位(wei)時(shi)，不銹(xiu)鋼的(de)腐蝕(shi)(shi)電(dian)流密度(du)也急劇上(shang)升(sheng)，這表明不銹(xiu)鋼有局部腐蝕(shi)(shi)-點(dian)蝕(shi)(shi)（孔(kong)蝕(shi)(shi)）出(chu)現(xian)，Eb則稱為(wei)點(dian)蝕(shi)(shi)（孔(kong)蝕(shi)(shi)）電(dian)位(wei)或擊穿電(dian)位(wei)。這種腐蝕(shi)(shi)現(xian)象極(ji)易在含(han)有Cl-等(deng)活(huo)性離子(zi)的(de)介(jie)質中出(chu)現(xian)，這與(yu)(yu)在鈍化(hua)膜薄弱部位(wei)Cl-的(de)存在會與(yu)(yu)氧(yang)（O）和氫(qing)氧(yang)根（OH）進行置換(huan)形成(cheng)金(jin)屬氧(yang)化(hua)物的(de)鉻鹽所導致的(de)鈍化(hua)膜結構的(de)破壞(huai)有關。
從(cong)研究一些(xie)因(yin)素(su)對不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)陽(yang)極極化(hua)(hua)行為的(de)影響中(zhong)發現，凡有(you)利于(yu)(yu)下(xia)述因(yin)素(su)的(de)變化(hua)(hua)，均對不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)有(you)益。例如，能使最大鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)流imax減小，鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)起始電(dian)(dian)(dian)位和(he)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)終止電(dian)(dian)(dian)位向(xiang)負(fu)向(xiang)移(yi)動，不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)就(jiu)變得易(yi)于(yu)(yu)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)；當鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)膜的(de)擊穿電(dian)(dian)(dian)位和(he)過鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)(dian)位 朝正向(xiang)移(yi)動時，穩(wen)定鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)區將擴大，鈍(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度(du)將減小，這(zhe)會有(you)利于(yu)(yu)提高鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)完善程度(du)，降低鈍(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)的(de)腐蝕(shi)(shi)速度(du)。圖8.4系在中(zhong)， 合金的(de)陽(yang)極極化(hua)(hua)曲線。可以看出(chu)(chu)鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻量(liang)對其陽(yang)極極化(hua)(hua)曲線的(de)影響以及 后，此不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)易(yi)于(yu)(yu)從(cong)活化(hua)(hua)態(tai)(tai)(tai)向(xiang)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)轉變的(de)趨(qu)向(xiang)。同時，此圖還指出(chu)(chu)了即使合金中(zhong)含(han)≥12％Cr已處于(yu)(yu)穩(wen)定鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)態(tai)(tai)(tai)時，其腐蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流密(mi)度(du)雖然(ran)很小，但(dan)并不是(shi)零。這(zhe)就(jiu)告訴我們，處于(yu)(yu)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)(tai)的(de)合金耐腐蝕(shi)(shi)但(dan)這(zhe)并不是(shi)不腐蝕(shi)(shi)。
二(er)、按腐蝕的形態(tai)分類
可分為全面（均勻）腐蝕和(he)局部(bu)腐蝕。
全面(mian)腐蝕：腐蝕分布在(zai)介質與不銹鋼相接觸的整個界面(mian)上，全面(mian)腐蝕主要出(chu)現在(zai)酸、堿(jian)、鹽等(deng)腐蝕環境中；
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(ju)部(bu)腐蝕(shi)的危害遠(yuan)遠(yuan)大于全面腐蝕(shi)，許(xu)多局(ju)部(bu)腐蝕(shi)常(chang)常(chang)在設備、構件等沒有任何宏(hong)觀變形甚至在沒有任何破損預兆的情況下，就會迅速、突(tu)然地破壞，從而造(zao)成嚴重的甚至是(shi)災難性的后(hou)果。
