金屬與腐(fu)蝕介質(zhi)之(zhi)間由(you)于化學和電化學作用(yong)而引(yin)起的損傷(shang)或失(shi)效(xiao)。
一、按腐蝕作用的性質分類
可分為化學(xue)腐蝕和(he)電化學(xue)腐蝕。
①. 化學腐蝕
在非電解質溶液中所產生的腐蝕，例如高溫下不銹鋼的氧化（化學腐蝕不屬于本節討論范圍）。
②. 電化(hua)學腐蝕
鋼鐵和不銹鋼在潮濕大氣(qi)、水溶(rong)液和酸、堿、鹽等電解(jie)質溶(rong)液中所(suo)產生的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)，在腐(fu)(fu)蝕(shi)過程中有離子(zi)（電子(zi)）產生。電化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)實質是(shi)原電池(chi)的(de)(de)作用。
在水溶(rong)液中(zhong)，前面已述及(ji)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)變為(wei)(wei)離(li)子(zi)（離(li)子(zi)化(hua)），這(zhe)就是腐蝕，而金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)離(li)子(zi)化(hua)的(de)難易，即(ji)離(li)子(zi)化(hua)的(de)傾(qing)向(xiang)則(ze)系以其標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)來表(biao)征，人(ren)們(men)以氫（H＋）的(de)標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)為(wei)(wei)基準(zhun)，離(li)子(zi)化(hua)傾(qing)向(xiang)較大(da)，即(ji)標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)較負的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)為(wei)(wei)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，而離(li)子(zi)化(hua)傾(qing)向(xiang)較小(xiao)，即(ji)標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)較正的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)為(wei)(wei)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。在水溶(rong)液中(zhong)，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)與陽(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)間的(de)標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)之差是金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)電(dian)(dian)化(hua)學腐蝕的(de)動力(li)。
在鋼(gang)鐵和(he)不(bu)銹鋼(gang)等金(jin)屬(shu)電化學腐蝕的條(tiao)件下，與原(yuan)電池(chi)(chi)的不(bu)同點是陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)釋(shi)放電子的陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)過程和(he)陰極(ji)(ji)(ji)獲(huo)得電子的陰極(ji)(ji)(ji)過程系在同一金(jin)屬(shu)的表面(mian)上進行(xing)的，由于此過程用(yong)肉(rou)眼不(bu)可見，人們將此種陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)-陰極(ji)(ji)(ji)構成(cheng)的電池(chi)(chi)稱為腐蝕微電池(chi)(chi)。
·鋼鐵生銹的電(dian)化學腐蝕過程
鋼鐵(tie)在(zai)表面(mian)上有水和氧(yang) 存(cun)在(zai)的(de)(de)介質中(zhong)，基體中(zhong)的(de)(de)鐵(tie)（Fe）會(hui)成為(wei)鐵(tie)離(li)(li)子(zi)，即(ji) 這就(jiu)是(shi)(shi)陽極(ji)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)；同(tong)時，溶液中(zhong)的(de)(de)氧(yang)（接受了游離(li)(li)的(de)(de)電子(zi)（e）進行著陰極(ji)反(fan)應(ying)，即(ji)，這是(shi)(shi)陰極(ji)還原反(fan)應(ying)，經(jing)過： 和3就(jiu)是(shi)(shi)反(fan)應(ying)所形成的(de)(de)鐵(tie)銹。
如果鋼(gang)鐵是在酸性(xing)溶液中，因為H＋濃度高（即pH值低），H＋可接(jie)受電子（e）反(fan)應生成，即，這是鐵產生了(le)析出氫的(de)腐(fu)蝕。
·不銹鋼的電化學腐蝕過程(cheng)和陽(yang)極極化曲線
將不(bu)銹鋼或(huo)可(ke)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)的金屬置(zhi)于電解質溶液(ye)中，采用現(xian)代電化(hua)學技術(shu)測定電極(ji)(ji)電位（E）與腐蝕(shi)電流(liu)（i）間的關系便可(ke)得到描述不(bu)銹鋼電化(hua)學腐蝕(shi)過(guo)程的陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線(xian)（示意圖(tu)見(jian)圖(tu)8.1。從此圖(tu)可(ke)看出典型的陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)曲(qu)線(xian)系由活性(xing)溶解區(qu)（活化(hua)區(qu)）；鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)過(guo)渡區(qu)；鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)（態）區(qu)和過(guo)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)區(qu)（電位高于 等四(si)部分所組成。
活化區 隨電位升高，陽極溶(rong)(rong)解電流密度不(bu)斷增加，當為鈍化電位），陽極溶(rong)(rong)解電流密度達(da)到(dao)最大值(zhi) ，此時不(bu)銹(xiu)鋼的溶(rong)(rong)解處于活化腐蝕狀態。
鈍化過渡區 此區與 為活化電位）之間相距很近，當溶解電流密度越過最(zui)大值后，隨后急劇下降且處于不(bu)穩定(ding)態(tai)，此時，很難(nan)測得(de)各點的穩定(ding)數值。
鈍化(hua)(hua)（態）區(qu) 電(dian)位(wei)高于(yu)EF時(shi)，不銹(xiu)鋼表面形成富鉻氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物(wu)（鈍化(hua)(hua)膜(mo)），阻礙不銹(xiu)鋼的(de)(de)溶(rong)解(jie)的(de)(de)進行(xing)。此(ci)(ci)時(shi)陽極溶(rong)解(jie)電(dian)流(liu)密度（稱維鈍電(dian)流(liu)）很小（僅約(yue)幾十萬分之一），且基本與電(dian)位(wei)無(wu)關。在此(ci)(ci)區(qu)內，陽極溶(rong)解(jie)的(de)(de)腐蝕(shi)產(chan)物(wu)與活(huo)化(hua)(hua)溶(rong)解(jie)區(qu)活(huo)性溶(rong)解(jie)時(shi)的(de)(de)腐蝕(shi)產(chan)物(wu)完全不同。此(ci)(ci)時(shi)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)(de)腐蝕(shi)速率代表著此(ci)(ci)不銹(xiu)鋼的(de)(de)腐蝕(shi)速率。
過鈍(dun)化區 電位(wei)(wei)超過后稱過鈍(dun)化電位(wei)(wei)），隨電位(wei)(wei)升高電流密度(du)再次增大，此(ci)時有的不(bu)銹鋼(gang)，例如(ru)18-8（304）在硝(xiao)(xiao)酸中當(dang)酸濃度(du)達到高濃條件(jian)時，會由于鈍(dun)化膜的三(san)價(jia)鉻離(li)(li)子(zi)氧(yang)化成六價(jia)鉻離(li)(li)子(zi)（而受到破壞，使不(bu)銹鋼(gang)溶(rong)解速度(du)上升，出現腐(fu)(fu)蝕(shi)速率(lv)上升的全面腐(fu)(fu)蝕(shi)（見(jian)圖8.2）。從圖8.2可知(zhi)，在50℃條件(jian)下當(dang)硝(xiao)(xiao)酸濃度(du)大于90％時，18-8鋼(gang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)速率(lv)開(kai)始急劇(ju)增加，即在此(ci)溫度(du)下，18-8鋼(gang)出現過鈍(dun)化腐(fu)(fu)蝕(shi)的臨(lin)界硝(xiao)(xiao)酸濃度(du)應為(wei)90％。
圖8.3指出，當不銹鋼(gang)的(de)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)未達到過鈍化電(dian)位(wei)前，而(er)達到Eb 電(dian)位(wei)時，不銹鋼(gang)的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)流密度也(ye)急劇上升，這(zhe)(zhe)表明不銹鋼(gang)有局部腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)-點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)（孔蝕(shi)(shi)(shi)(shi)）出現(xian)，Eb則(ze)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(zhe)(zhe)種腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)現(xian)象極(ji)易在(zai)含(han)有Cl-等活性離子(zi)的(de)介質中出現(xian)，這(zhe)(zhe)與在(zai)鈍化膜薄弱部位(wei)Cl-的(de)存在(zai)會(hui)與氧（O）和氫氧根(gen)（OH）進行置換形(xing)成(cheng)金屬(shu)氧化物(wu)的(de)鉻鹽所導致的(de)鈍化膜結(jie)構的(de)破壞有關。
從研究一些因素(su)對(dui)(dui)不銹鋼陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)行為的(de)(de)影響中(zhong)(zhong)發現，凡(fan)有利(li)于(yu)(yu)(yu)下述因素(su)的(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)，均對(dui)(dui)不銹鋼的(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)有益。例如，能(neng)使(shi)最大鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)(liu)imax減小，鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)起始電(dian)(dian)位(wei)和鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)終止電(dian)(dian)位(wei)向(xiang)(xiang)負向(xiang)(xiang)移動(dong)，不銹鋼就變得易于(yu)(yu)(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)；當(dang)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜的(de)(de)擊穿電(dian)(dian)位(wei)和過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)電(dian)(dian)位(wei) 朝正向(xiang)(xiang)移動(dong)時(shi)，穩定鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)區將擴大，鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度將減小，這會有利(li)于(yu)(yu)(yu)提高鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)(de)完(wan)善(shan)程度，降低鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速度。圖(tu)8.4系在中(zhong)(zhong)， 合金(jin)(jin)的(de)(de)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線。可以(yi)看出鋼中(zhong)(zhong)鉻量對(dui)(dui)其陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)曲(qu)(qu)線的(de)(de)影響以(yi)及(ji) 后，此(ci)不銹鋼易于(yu)(yu)(yu)從活化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)(tai)向(xiang)(xiang)鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)轉變的(de)(de)趨向(xiang)(xiang)。同時(shi)，此(ci)圖(tu)還指(zhi)出了即使(shi)合金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)含≥12％Cr已處(chu)于(yu)(yu)(yu)穩定鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)態(tai)(tai)時(shi)，其腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)(liu)密(mi)度雖然很小，但(dan)并不是零(ling)。這就告訴我們，處(chu)于(yu)(yu)(yu)鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)(tai)的(de)(de)合金(jin)(jin)耐腐(fu)蝕(shi)但(dan)這并不是不腐(fu)蝕(shi)。
二(er)、按腐蝕的形(xing)態分類
可分為全面（均勻）腐(fu)蝕和局部腐(fu)蝕。
全面(mian)腐蝕(shi)：腐蝕(shi)分布在(zai)介質與不銹鋼相接(jie)觸的整個界面(mian)上，全面(mian)腐蝕(shi)主要(yao)出現在(zai)酸、堿、鹽等腐蝕(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。
局部腐蝕的(de)危害遠遠大于全面腐蝕，許(xu)多局部腐蝕常(chang)常(chang)在設(she)備、構件等沒有(you)任何宏(hong)觀變形(xing)甚至(zhi)在沒有(you)任何破損(sun)預(yu)兆的(de)情況(kuang)下，就會迅速、突然(ran)地破壞，從而(er)造成(cheng)嚴(yan)重的(de)甚至(zhi)是災難性的(de)后果(guo)。
