金屬與腐蝕介質之間由于化學和電化學作(zuo)用而引起的損傷或失(shi)效。
一、按(an)腐蝕作用(yong)的性質分類
可分為化(hua)學(xue)腐蝕(shi)(shi)和電化(hua)學(xue)腐蝕(shi)(shi)。
①. 化學腐(fu)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
鋼鐵和不(bu)銹鋼在潮(chao)濕大氣、水溶液(ye)和酸、堿、鹽等電解質溶液(ye)中(zhong)所(suo)產生(sheng)的(de)腐蝕(shi)，在腐蝕(shi)過程(cheng)中(zhong)有離子（電子）產生(sheng)。電化學腐蝕(shi)的(de)實(shi)質是原(yuan)電池的(de)作用。
在(zai)水(shui)溶液中，前面已述及金(jin)屬(shu)變為離子(zi)(zi)（離子(zi)(zi)化(hua)(hua)），這就是腐蝕，而(er)金(jin)屬(shu)離子(zi)(zi)化(hua)(hua)的(de)難易，即(ji)離子(zi)(zi)化(hua)(hua)的(de)傾向則系以其(qi)標準(zhun)(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位來表(biao)征，人(ren)們以氫(qing)（H＋）的(de)標準(zhun)(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位為基(ji)準(zhun)(zhun)(zhun)，離子(zi)(zi)化(hua)(hua)傾向較(jiao)大，即(ji)標準(zhun)(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位較(jiao)負(fu)的(de)金(jin)屬(shu)為陽極(ji)(ji)，而(er)離子(zi)(zi)化(hua)(hua)傾向較(jiao)小(xiao)，即(ji)標準(zhun)(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位較(jiao)正的(de)金(jin)屬(shu)為陰極(ji)(ji)。在(zai)水(shui)溶液中，陰極(ji)(ji)與陽極(ji)(ji)間的(de)標準(zhun)(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位之差(cha)是金(jin)屬(shu)電(dian)(dian)化(hua)(hua)學腐蝕的(de)動力。
在(zai)鋼(gang)鐵和(he)不(bu)銹鋼(gang)等金(jin)(jin)屬(shu)電(dian)(dian)化學腐(fu)蝕的(de)條件(jian)下，與原電(dian)(dian)池的(de)不(bu)同點是陽極(ji)(ji)(ji)釋放電(dian)(dian)子的(de)陽極(ji)(ji)(ji)過(guo)程和(he)陰極(ji)(ji)(ji)獲得(de)電(dian)(dian)子的(de)陰極(ji)(ji)(ji)過(guo)程系在(zai)同一(yi)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)表面上(shang)進行的(de)，由于此過(guo)程用肉眼不(bu)可(ke)見(jian)，人們將此種陽極(ji)(ji)(ji)-陰極(ji)(ji)(ji)構成的(de)電(dian)(dian)池稱為腐(fu)蝕微電(dian)(dian)池。
·鋼鐵生銹的電化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)過程
鋼(gang)鐵在表(biao)面上有(you)水和氧 存在的(de)(de)介(jie)質中，基體(ti)中的(de)(de)鐵（Fe）會成為鐵離(li)子，即(ji) 這(zhe)就(jiu)是陽極氧化反應(ying)；同時，溶液中的(de)(de)氧（接受了游離(li)的(de)(de)電(dian)子（e）進行著陰極反應(ying)，即(ji)，這(zhe)是陰極還原反應(ying)，經過： 和3就(jiu)是反應(ying)所(suo)形成的(de)(de)鐵銹。
如果鋼鐵是(shi)在酸性溶液中，因(yin)為(wei)H＋濃度高（即pH值低），H＋可(ke)接受電子（e）反(fan)應(ying)生(sheng)成，即，這是(shi)鐵產生(sheng)了(le)析出氫的腐蝕。
·不銹鋼的電化學腐蝕過程和(he)陽極(ji)極(ji)化曲線(xian)
將不(bu)銹鋼(gang)或(huo)可(ke)鈍(dun)化(hua)的金屬(shu)置于(yu)電(dian)(dian)解質溶(rong)液中，采用現代電(dian)(dian)化(hua)學技術測(ce)定電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)（E）與腐蝕電(dian)(dian)流（i）間的關系(xi)便(bian)可(ke)得到描述不(bu)銹鋼(gang)電(dian)(dian)化(hua)學腐蝕過程的陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)曲(qu)線（示意圖(tu)見圖(tu)8.1。從此(ci)圖(tu)可(ke)看出典(dian)型(xing)的陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)曲(qu)線系(xi)由(you)活(huo)性溶(rong)解區(qu)（活(huo)化(hua)區(qu)）；鈍(dun)化(hua)過渡區(qu)；鈍(dun)化(hua)（態）區(qu)和(he)過鈍(dun)化(hua)區(qu)（電(dian)(dian)位(wei)高(gao)于(yu) 等四(si)部分所組成。
活化區 隨電(dian)位升(sheng)高，陽(yang)極溶解電(dian)流密度不(bu)斷增加，當為鈍化電(dian)位），陽(yang)極溶解電(dian)流密度達(da)到最大值 ，此時不(bu)銹鋼的溶解處于活化腐蝕狀(zhuang)態。
鈍化(hua)(hua)過渡(du)區(qu) 此區(qu)與 為活化(hua)(hua)電(dian)位(wei)）之間相距很近，當溶解電(dian)流密度越過最(zui)大值(zhi)(zhi)后，隨后急劇下降且處于不穩定(ding)態，此時，很難測得各(ge)點的穩定(ding)數(shu)值(zhi)(zhi)。
鈍化（態）區 電(dian)位高于EF時，不銹鋼(gang)表面形成富鉻氧化物(wu)（鈍化膜），阻(zu)礙不銹鋼(gang)的溶解的進(jin)行。此時陽(yang)極溶解電(dian)流密度(du)（稱維(wei)鈍電(dian)流）很小（僅約幾十(shi)萬分(fen)之一），且基本與電(dian)位無關。在(zai)此區內，陽(yang)極溶解的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)與活(huo)(huo)化溶解區活(huo)(huo)性溶解時的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu)完(wan)全(quan)不同。此時的氧化膜的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率代表著(zhu)此不銹鋼(gang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率。
過鈍(dun)化區 電(dian)位(wei)超過后稱過鈍(dun)化電(dian)位(wei)），隨電(dian)位(wei)升高電(dian)流(liu)密度(du)再(zai)次增大，此(ci)時(shi)有(you)的不銹鋼，例如18-8（304）在硝(xiao)酸中當(dang)酸濃(nong)(nong)度(du)達到(dao)高濃(nong)(nong)條件時(shi)，會由于(yu)鈍(dun)化膜的三價鉻(ge)離(li)子(zi)氧化成六價鉻(ge)離(li)子(zi)（而受(shou)到(dao)破(po)壞，使(shi)不銹鋼溶解速度(du)上(shang)升，出現腐(fu)蝕(shi)速率上(shang)升的全面腐(fu)蝕(shi)（見圖8.2）。從圖8.2可(ke)知，在50℃條件下(xia)當(dang)硝(xiao)酸濃(nong)(nong)度(du)大于(yu)90％時(shi)，18-8鋼的腐(fu)蝕(shi)速率開(kai)始(shi)急劇增加，即在此(ci)溫度(du)下(xia)，18-8鋼出現過鈍(dun)化腐(fu)蝕(shi)的臨界硝(xiao)酸濃(nong)(nong)度(du)應(ying)為90％。
圖8.3指(zhi)出(chu)(chu)，當(dang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)電(dian)極電(dian)位(wei)未達到過鈍化(hua)(hua)電(dian)位(wei)前，而(er)達到Eb 電(dian)位(wei)時，不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)腐蝕(shi)電(dian)流密度也急劇上升(sheng)，這(zhe)表(biao)明(ming)不(bu)銹鋼(gang)(gang)有(you)(you)局部(bu)腐蝕(shi)-點蝕(shi)（孔蝕(shi)）出(chu)(chu)現，Eb則稱(cheng)為點蝕(shi)（孔蝕(shi)）電(dian)位(wei)或擊穿(chuan)電(dian)位(wei)。這(zhe)種腐蝕(shi)現象極易在含有(you)(you)Cl-等(deng)活性離(li)子(zi)的(de)介質中出(chu)(chu)現，這(zhe)與在鈍化(hua)(hua)膜薄弱部(bu)位(wei)Cl-的(de)存在會與氧(yang)(yang)（O）和氫氧(yang)(yang)根(gen)（OH）進行置換形成(cheng)金屬氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物的(de)鉻鹽所導致(zhi)的(de)鈍化(hua)(hua)膜結(jie)構的(de)破壞有(you)(you)關。
從(cong)(cong)研究一些因素對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)陽極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)化(hua)行為(wei)的(de)(de)(de)(de)影響中發(fa)現，凡有利于(yu)(yu)下述因素的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，均對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)有益(yi)。例如，能使(shi)(shi)最大(da)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)電(dian)流(liu)imax減(jian)小(xiao)，鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)起(qi)始(shi)電(dian)位(wei)和鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)終止電(dian)位(wei)向(xiang)(xiang)負向(xiang)(xiang)移動(dong)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就變(bian)(bian)得(de)易于(yu)(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)；當鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)膜的(de)(de)(de)(de)擊穿電(dian)位(wei)和過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)電(dian)位(wei) 朝正向(xiang)(xiang)移動(dong)時(shi)，穩(wen)定(ding)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)區(qu)將(jiang)擴大(da)，鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)流(liu)密度(du)(du)將(jiang)減(jian)小(xiao)，這會有利于(yu)(yu)提高鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)的(de)(de)(de)(de)完善(shan)程度(du)(du)，降低鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)(du)。圖8.4系(xi)在中， 合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)陽極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲線。可以看出(chu)鋼(gang)中鉻量對其陽極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)化(hua)曲線的(de)(de)(de)(de)影響以及 后，此不(bu)銹(xiu)鋼(gang)易于(yu)(yu)從(cong)(cong)活化(hua)態(tai)向(xiang)(xiang)鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)轉變(bian)(bian)的(de)(de)(de)(de)趨向(xiang)(xiang)。同(tong)時(shi)，此圖還指出(chu)了即使(shi)(shi)合(he)金(jin)中含≥12％Cr已(yi)處(chu)于(yu)(yu)穩(wen)定(ding)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)態(tai)時(shi)，其腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)流(liu)密度(du)(du)雖然很小(xiao)，但并不(bu)是零。這就告訴我(wo)們，處(chu)于(yu)(yu)鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)但這并不(bu)是不(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
二、按腐蝕(shi)的(de)形態分類
可分為(wei)全面(mian)（均(jun)勻）腐(fu)蝕(shi)和局部腐(fu)蝕(shi)。
全(quan)面腐(fu)蝕(shi)：腐(fu)蝕(shi)分(fen)布在(zai)介質(zhi)與不銹鋼相接觸的整個界面上，全(quan)面腐(fu)蝕(shi)主要出現在(zai)酸、堿、鹽等腐(fu)蝕(shi)環境中(zhong)；
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(bu)(bu)腐蝕(shi)的危害(hai)遠遠大于(yu)全面腐蝕(shi)，許多局部(bu)(bu)腐蝕(shi)常常在設(she)備、構件等沒(mei)有(you)任(ren)何(he)宏觀(guan)變(bian)形甚至(zhi)在沒(mei)有(you)任(ren)何(he)破損預兆的情況(kuang)下，就會迅(xun)速(su)、突然地破壞，從而(er)造成嚴(yan)重的甚至(zhi)是災難(nan)性(xing)的后果。
