金(jin)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、按腐蝕作用的性質分類(lei)
可(ke)分為(wei)化(hua)學腐(fu)蝕和電化(hua)學腐(fu)蝕。
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(he)(he)不(bu)銹鋼在潮(chao)濕大氣、水溶液和(he)(he)酸(suan)、堿、鹽等電(dian)解質(zhi)溶液中所產生(sheng)的(de)腐(fu)蝕，在腐(fu)蝕過(guo)程中有離子(zi)（電(dian)子(zi)）產生(sheng)。電(dian)化(hua)學腐(fu)蝕的(de)實(shi)質(zhi)是原電(dian)池的(de)作用。
在(zai)水溶(rong)液(ye)中，前面已述及金屬(shu)變為(wei)(wei)離(li)(li)子(zi)（離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)），這就是(shi)(shi)腐蝕，而金屬(shu)離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)的(de)(de)難易，即離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)的(de)(de)傾向則系以(yi)(yi)其標(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)來表征，人(ren)們以(yi)(yi)氫（H＋）的(de)(de)標(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)為(wei)(wei)基準(zhun)，離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)傾向較(jiao)大，即標(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)較(jiao)負的(de)(de)金屬(shu)為(wei)(wei)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)，而離(li)(li)子(zi)化(hua)(hua)傾向較(jiao)小，即標(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)較(jiao)正(zheng)的(de)(de)金屬(shu)為(wei)(wei)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)。在(zai)水溶(rong)液(ye)中，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)與陽(yang)極(ji)(ji)(ji)間的(de)(de)標(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)之(zhi)差是(shi)(shi)金屬(shu)電(dian)(dian)(dian)化(hua)(hua)學腐蝕的(de)(de)動力。
在(zai)鋼鐵(tie)和不(bu)銹(xiu)鋼等金屬電(dian)(dian)(dian)化(hua)學腐(fu)蝕的(de)條件下，與原電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)不(bu)同(tong)(tong)點(dian)是陽(yang)(yang)極(ji)(ji)釋放(fang)電(dian)(dian)(dian)子的(de)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)過程(cheng)和陰極(ji)(ji)獲得電(dian)(dian)(dian)子的(de)陰極(ji)(ji)過程(cheng)系在(zai)同(tong)(tong)一金屬的(de)表面上進行的(de)，由(you)于此過程(cheng)用肉(rou)眼不(bu)可見(jian)，人們將此種陽(yang)(yang)極(ji)(ji)-陰極(ji)(ji)構成的(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)稱為腐(fu)蝕微電(dian)(dian)(dian)池(chi)。
·鋼(gang)鐵生銹的電化學腐(fu)蝕過程
鋼鐵在表面(mian)上有水和(he)氧(yang) 存在的(de)(de)介質中，基體(ti)中的(de)(de)鐵（Fe）會成為鐵離(li)(li)子，即(ji) 這就是(shi)陽極氧(yang)化反(fan)應(ying)；同時，溶液中的(de)(de)氧(yang)（接受了游(you)離(li)(li)的(de)(de)電子（e）進行著(zhu)陰極反(fan)應(ying)，即(ji)，這是(shi)陰極還原反(fan)應(ying)，經過： 和(he)3就是(shi)反(fan)應(ying)所(suo)形成的(de)(de)鐵銹。
如果鋼(gang)鐵是在酸(suan)性溶液中，因(yin)為H＋濃(nong)度高（即pH值低），H＋可接受電子（e）反應生成，即，這是鐵產生了析出氫的腐(fu)蝕。
·不銹鋼的電化學(xue)腐蝕過(guo)程和陽極極化曲線(xian)
將(jiang)不(bu)銹(xiu)鋼或(huo)可鈍化的(de)金(jin)屬(shu)置于(yu)電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)質溶液中，采(cai)用現(xian)代電(dian)(dian)(dian)化學(xue)技術測定電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位（E）與腐(fu)蝕電(dian)(dian)(dian)流(liu)（i）間的(de)關系(xi)便(bian)可得到(dao)描述(shu)不(bu)銹(xiu)鋼電(dian)(dian)(dian)化學(xue)腐(fu)蝕過程的(de)陽極(ji)極(ji)化曲(qu)線（示(shi)意圖(tu)見(jian)圖(tu)8.1。從此(ci)圖(tu)可看出典型的(de)陽極(ji)極(ji)化曲(qu)線系(xi)由活(huo)(huo)性溶解(jie)(jie)區(qu)（活(huo)(huo)化區(qu)）；鈍化過渡區(qu)；鈍化（態）區(qu)和過鈍化區(qu)（電(dian)(dian)(dian)位高于(yu) 等(deng)四部分所(suo)組成。
活(huo)化區 隨電(dian)位升高，陽(yang)極(ji)溶解(jie)電(dian)流密(mi)(mi)度(du)不(bu)斷增加，當為鈍化電(dian)位），陽(yang)極(ji)溶解(jie)電(dian)流密(mi)(mi)度(du)達到最大值 ，此時不(bu)銹鋼(gang)的溶解(jie)處于活(huo)化腐蝕狀(zhuang)態。
鈍化過(guo)渡區 此區與 為活化電位(wei)）之間相距(ju)很(hen)近，當(dang)溶解電流密度越過(guo)最大(da)值后，隨(sui)后急劇下降且(qie)處(chu)于不穩(wen)定態，此時，很(hen)難(nan)測得各點(dian)的穩(wen)定數值。
鈍(dun)化（態(tai)）區 電(dian)(dian)位高于EF時(shi)(shi)，不銹(xiu)鋼表(biao)面形成富鉻氧(yang)化物（鈍(dun)化膜），阻礙不銹(xiu)鋼的(de)溶解(jie)的(de)進行。此時(shi)(shi)陽極溶解(jie)電(dian)(dian)流密度(du)（稱維鈍(dun)電(dian)(dian)流）很小（僅(jin)約幾十萬(wan)分之一），且基本與電(dian)(dian)位無關。在此區內，陽極溶解(jie)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物與活(huo)化溶解(jie)區活(huo)性(xing)溶解(jie)時(shi)(shi)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)物完全不同。此時(shi)(shi)的(de)氧(yang)化膜的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率代表(biao)著此不銹(xiu)鋼的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率。
過(guo)鈍(dun)(dun)化區 電位(wei)超過(guo)后稱過(guo)鈍(dun)(dun)化電位(wei)），隨電位(wei)升高(gao)電流密度(du)(du)(du)再(zai)次增大(da)，此時有的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，例如18-8（304）在硝(xiao)酸(suan)中當(dang)酸(suan)濃(nong)度(du)(du)(du)達到高(gao)濃(nong)條件(jian)時，會由于(yu)鈍(dun)(dun)化膜的三(san)價(jia)鉻(ge)(ge)離子氧化成六價(jia)鉻(ge)(ge)離子（而(er)受到破壞，使不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)溶解速(su)度(du)(du)(du)上(shang)升，出(chu)現腐(fu)蝕速(su)率(lv)上(shang)升的全面(mian)腐(fu)蝕（見(jian)圖8.2）。從圖8.2可(ke)知，在50℃條件(jian)下當(dang)硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度(du)(du)(du)大(da)于(yu)90％時，18-8鋼(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕速(su)率(lv)開始急劇(ju)增加，即在此溫(wen)度(du)(du)(du)下，18-8鋼(gang)(gang)(gang)出(chu)現過(guo)鈍(dun)(dun)化腐(fu)蝕的臨界硝(xiao)酸(suan)濃(nong)度(du)(du)(du)應為90％。
圖8.3指出(chu)，當不(bu)銹鋼的(de)電極電位未達(da)到(dao)過鈍化(hua)電位前(qian)，而(er)達(da)到(dao)Eb 電位時，不(bu)銹鋼的(de)腐(fu)蝕電流密度(du)也急(ji)劇(ju)上升，這表明不(bu)銹鋼有局部(bu)(bu)腐(fu)蝕-點蝕（孔蝕）出(chu)現，Eb則(ze)稱為點蝕（孔蝕）電位或擊穿(chuan)電位。這種腐(fu)蝕現象極易(yi)在含有Cl-等活性離子的(de)介質中(zhong)出(chu)現，這與(yu)在鈍化(hua)膜(mo)薄弱部(bu)(bu)位Cl-的(de)存在會與(yu)氧(yang)(yang)（O）和氫氧(yang)(yang)根(gen)（OH）進行置換(huan)形成(cheng)金屬氧(yang)(yang)化(hua)物的(de)鉻鹽所導致的(de)鈍化(hua)膜(mo)結構的(de)破(po)壞有關。
從(cong)研究一些(xie)因素(su)(su)對(dui)不(bu)(bu)銹鋼(gang)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)行(xing)為的(de)(de)(de)影(ying)響中(zhong)(zhong)發(fa)現，凡有利于(yu)下述因素(su)(su)的(de)(de)(de)變化(hua)(hua)，均對(dui)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)有益。例如，能(neng)使(shi)最大鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)imax減小(xiao)，鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)起(qi)始電(dian)(dian)位和鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)終止電(dian)(dian)位向負向移動(dong)，不(bu)(bu)銹鋼(gang)就(jiu)變得易于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)；當(dang)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)擊穿電(dian)(dian)位和過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)位 朝(chao)正向移動(dong)時，穩定鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)區(qu)將(jiang)擴大，鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)將(jiang)減小(xiao)，這(zhe)會有利于(yu)提高鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)完善程(cheng)度(du)，降低鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度(du)。圖(tu)8.4系在(zai)中(zhong)(zhong)， 合(he)金(jin)的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)線(xian)(xian)。可以(yi)看(kan)出鋼(gang)中(zhong)(zhong)鉻量對(dui)其陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)影(ying)響以(yi)及(ji) 后，此不(bu)(bu)銹鋼(gang)易于(yu)從(cong)活化(hua)(hua)態(tai)向鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)轉變的(de)(de)(de)趨向。同時，此圖(tu)還指(zhi)出了即使(shi)合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)含(han)≥12％Cr已處于(yu)穩定鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)態(tai)時，其腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)雖然(ran)很小(xiao)，但并不(bu)(bu)是零(ling)。這(zhe)就(jiu)告訴我們，處于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)但這(zhe)并不(bu)(bu)是不(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。
二、按腐(fu)蝕的(de)形態分(fen)類
可分(fen)為(wei)全面(mian)（均勻）腐蝕和局部腐蝕。
全(quan)面(mian)腐蝕(shi)：腐蝕(shi)分布在介質與(yu)不銹鋼相接觸的整(zheng)個界面(mian)上，全(quan)面(mian)腐蝕(shi)主要(yao)出現在酸、堿(jian)、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(ju)部腐(fu)蝕(shi)的(de)危害(hai)遠遠大于全面腐(fu)蝕(shi)，許多(duo)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)常(chang)常(chang)在(zai)設(she)備、構件等沒(mei)有任(ren)何宏觀變形甚至(zhi)在(zai)沒(mei)有任(ren)何破(po)損預兆的(de)情(qing)況下，就會迅速、突(tu)然(ran)地破(po)壞(huai)，從而造成嚴重的(de)甚至(zhi)是(shi)災難性的(de)后(hou)果(guo)。
