金屬與腐蝕介質之間由于(yu)化學和電化學作用而引起的損傷或失效。
一、按腐蝕作用的性(xing)質分(fen)類
可分為化(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)和(he)電化(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)。
①. 化學腐蝕(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
鋼鐵和不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)潮濕(shi)大氣(qi)、水溶(rong)液(ye)(ye)和酸、堿、鹽等電(dian)解質溶(rong)液(ye)(ye)中所產(chan)生的腐蝕，在(zai)腐蝕過程中有(you)離子（電(dian)子）產(chan)生。電(dian)化學腐蝕的實(shi)質是原電(dian)池的作用。
在水溶液中，前面(mian)已述及金(jin)屬(shu)變為(wei)(wei)離子（離子化(hua)），這就是腐蝕(shi)，而金(jin)屬(shu)離子化(hua)的(de)(de)(de)(de)難易，即離子化(hua)的(de)(de)(de)(de)傾(qing)向則系以其標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位來表征，人(ren)們以氫（H＋）的(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位為(wei)(wei)基準(zhun)，離子化(hua)傾(qing)向較(jiao)大，即標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位較(jiao)負(fu)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)為(wei)(wei)陽極(ji)，而離子化(hua)傾(qing)向較(jiao)小，即標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位較(jiao)正的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)為(wei)(wei)陰極(ji)。在水溶液中，陰極(ji)與(yu)陽極(ji)間的(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位之差是金(jin)屬(shu)電(dian)(dian)(dian)化(hua)學腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)動力(li)。
在鋼鐵和不銹鋼等金(jin)屬電(dian)(dian)化(hua)學腐蝕(shi)的條件下，與(yu)原電(dian)(dian)池(chi)的不同點(dian)是陽(yang)極(ji)釋放(fang)電(dian)(dian)子的陽(yang)極(ji)過(guo)(guo)程和陰(yin)極(ji)獲得電(dian)(dian)子的陰(yin)極(ji)過(guo)(guo)程系在同一金(jin)屬的表面上進行的，由于(yu)此過(guo)(guo)程用肉(rou)眼不可(ke)見，人(ren)們將此種陽(yang)極(ji)-陰(yin)極(ji)構成的電(dian)(dian)池(chi)稱為(wei)腐蝕(shi)微電(dian)(dian)池(chi)。
·鋼(gang)鐵(tie)生銹的電化(hua)學腐蝕過程
鋼鐵(tie)在表(biao)面(mian)上(shang)有水和(he)氧(yang) 存在的(de)介質中，基體中的(de)鐵(tie)（Fe）會(hui)成(cheng)為鐵(tie)離子，即(ji) 這就是(shi)陽極氧(yang)化反(fan)(fan)(fan)應；同(tong)時(shi)，溶液(ye)中的(de)氧(yang)（接受了游離的(de)電子（e）進行著陰極反(fan)(fan)(fan)應，即(ji)，這是(shi)陰極還原反(fan)(fan)(fan)應，經(jing)過： 和(he)3就是(shi)反(fan)(fan)(fan)應所(suo)形(xing)成(cheng)的(de)鐵(tie)銹(xiu)。
如果鋼(gang)鐵是(shi)在酸性溶(rong)液中，因(yin)為H＋濃度高（即pH值低），H＋可接(jie)受電(dian)子（e）反應(ying)生(sheng)成，即，這是(shi)鐵產生(sheng)了析出氫(qing)的腐(fu)蝕。
·不(bu)銹鋼的電(dian)化(hua)學(xue)腐蝕過程和陽極極化(hua)曲線
將不銹鋼(gang)或可(ke)鈍(dun)化的金(jin)屬(shu)置于(yu)電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)溶液中，采用(yong)現代電(dian)(dian)化學技術測定(ding)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位（E）與腐蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)（i）間的關系(xi)便(bian)可(ke)得到描述(shu)不銹鋼(gang)電(dian)(dian)化學腐蝕(shi)過程的陽極極化曲(qu)線(xian)（示意圖見圖8.1。從此圖可(ke)看出(chu)典型的陽極極化曲(qu)線(xian)系(xi)由活(huo)性溶解(jie)區（活(huo)化區）；鈍(dun)化過渡區；鈍(dun)化（態）區和過鈍(dun)化區（電(dian)(dian)位高于(yu) 等四(si)部分(fen)所組成。
活化(hua)區 隨(sui)電(dian)位(wei)升高，陽極溶解(jie)電(dian)流密度不斷增加(jia)，當為(wei)鈍化(hua)電(dian)位(wei)），陽極溶解(jie)電(dian)流密度達到最大值(zhi) ，此時(shi)不銹(xiu)鋼的溶解(jie)處于活化(hua)腐蝕狀態。
鈍(dun)化(hua)過(guo)渡區(qu)(qu) 此區(qu)(qu)與(yu) 為活化(hua)電位）之間相距很(hen)近，當(dang)溶解電流密度越(yue)過(guo)最大(da)值后，隨后急劇下降且(qie)處于不穩(wen)定態，此時，很(hen)難測得各點的穩(wen)定數值。
鈍化（態(tai)）區(qu) 電位高于EF時(shi)，不銹鋼(gang)表(biao)面形成富鉻氧化物(wu)(wu)（鈍化膜(mo)），阻礙不銹鋼(gang)的(de)(de)溶(rong)解的(de)(de)進行。此(ci)時(shi)陽極溶(rong)解電流密度（稱維鈍電流）很(hen)小（僅約幾(ji)十(shi)萬分之(zhi)一），且基(ji)本與電位無關。在此(ci)區(qu)內，陽極溶(rong)解的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產物(wu)(wu)與活化溶(rong)解區(qu)活性溶(rong)解時(shi)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產物(wu)(wu)完(wan)全不同。此(ci)時(shi)的(de)(de)氧化膜(mo)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速率代(dai)表(biao)著此(ci)不銹鋼(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速率。
過(guo)(guo)鈍化區 電(dian)位超過(guo)(guo)后稱(cheng)過(guo)(guo)鈍化電(dian)位），隨電(dian)位升高電(dian)流密(mi)度(du)(du)再次增(zeng)大，此(ci)時有(you)的(de)(de)不銹鋼(gang)(gang)(gang)，例如18-8（304）在硝(xiao)酸中當酸濃(nong)度(du)(du)達到高濃(nong)條件時，會(hui)由于(yu)鈍化膜(mo)的(de)(de)三價(jia)鉻離(li)(li)子氧化成六價(jia)鉻離(li)(li)子（而(er)受到破壞，使(shi)不銹鋼(gang)(gang)(gang)溶解速(su)度(du)(du)上升，出(chu)現腐(fu)蝕(shi)速(su)率上升的(de)(de)全面腐(fu)蝕(shi)（見圖8.2）。從圖8.2可知(zhi)，在50℃條件下當硝(xiao)酸濃(nong)度(du)(du)大于(yu)90％時，18-8鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率開(kai)始急劇增(zeng)加，即在此(ci)溫度(du)(du)下，18-8鋼(gang)(gang)(gang)出(chu)現過(guo)(guo)鈍化腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)臨界硝(xiao)酸濃(nong)度(du)(du)應為(wei)90％。
圖8.3指出(chu)，當不(bu)銹鋼的(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)未達到過鈍化電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)前，而達到Eb 電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)時，不(bu)銹鋼的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)流密度也急(ji)劇上(shang)升，這表明不(bu)銹鋼有(you)局部(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)-點(dian)蝕(shi)(shi)（孔蝕(shi)(shi)）出(chu)現(xian)，Eb則稱為點(dian)蝕(shi)(shi)（孔蝕(shi)(shi)）電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)或擊(ji)穿電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)。這種腐(fu)蝕(shi)(shi)現(xian)象極(ji)易在(zai)含有(you)Cl-等活性離(li)子(zi)的(de)介質中(zhong)出(chu)現(xian)，這與在(zai)鈍化膜薄弱(ruo)部(bu)位(wei)(wei)Cl-的(de)存在(zai)會與氧(yang)(yang)（O）和氫氧(yang)(yang)根（OH）進行(xing)置換形成金屬氧(yang)(yang)化物的(de)鉻鹽所(suo)導致(zhi)的(de)鈍化膜結構的(de)破(po)壞有(you)關。
從研究一(yi)些因素對(dui)(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)行為的(de)影響(xiang)中(zhong)發(fa)現，凡有利(li)于下述因素的(de)變(bian)化(hua)(hua)，均對(dui)(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)有益。例如，能(neng)使(shi)最大鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)流(liu)(liu)imax減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)，鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)起(qi)始電(dian)位(wei)和(he)鈍(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)(xiu)鋼就變(bian)得易(yi)于鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)；當鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜的(de)擊穿電(dian)位(wei)和(he)過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)位(wei) 朝(chao)正向(xiang)(xiang)移(yi)動時(shi)(shi)，穩定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區將(jiang)擴大，鈍(dun)(dun)態(tai)腐蝕(shi)電(dian)流(liu)(liu)密度(du)將(jiang)減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)，這會(hui)有利(li)于提高鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)完善程度(du)，降低鈍(dun)(dun)態(tai)的(de)腐蝕(shi)速度(du)。圖8.4系在中(zhong)， 合金的(de)陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線。可(ke)以看(kan)出鋼中(zhong)鉻量對(dui)(dui)其(qi)(qi)陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)曲線的(de)影響(xiang)以及 后，此不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼易(yi)于從活化(hua)(hua)態(tai)向(xiang)(xiang)鈍(dun)(dun)態(tai)轉變(bian)的(de)趨向(xiang)(xiang)。同時(shi)(shi)，此圖還指出了即使(shi)合金中(zhong)含≥12％Cr已處于穩定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)態(tai)時(shi)(shi)，其(qi)(qi)腐蝕(shi)電(dian)流(liu)(liu)密度(du)雖然(ran)很小(xiao)(xiao)(xiao)，但并(bing)不(bu)是(shi)零。這就告訴我(wo)們，處于鈍(dun)(dun)態(tai)的(de)合金耐腐蝕(shi)但這并(bing)不(bu)是(shi)不(bu)腐蝕(shi)。
二、按腐蝕的形態分類
可分(fen)為(wei)全面(mian)（均勻）腐(fu)蝕和局(ju)部腐(fu)蝕。
全(quan)面腐蝕(shi)：腐蝕(shi)分布在介質與不銹(xiu)鋼(gang)相接觸的整個界面上，全(quan)面腐蝕(shi)主要出現在酸(suan)、堿(jian)、鹽(yan)等腐蝕(shi)環境(jing)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)部腐蝕的(de)危害遠遠大于全面腐蝕，許多局(ju)部腐蝕常(chang)(chang)常(chang)(chang)在(zai)設備、構件(jian)等沒有(you)(you)任何宏觀變形(xing)甚至在(zai)沒有(you)(you)任何破損預兆的(de)情況(kuang)下(xia)，就(jiu)會迅(xun)速(su)、突然地破壞，從而造成嚴重的(de)甚至是災難性(xing)的(de)后果。
