金(jin)屬與腐蝕介質之間由(you)于化學和(he)電化學作用而引(yin)起的損傷或失效。
一、按腐蝕作用的性質分類
可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
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(xiu)鋼的氧化（化學腐蝕不屬于本節討論范圍）。
②. 電化學腐蝕
鋼鐵和不銹鋼在潮濕大氣(qi)、水溶液(ye)和酸(suan)、堿、鹽(yan)等電(dian)解質溶液(ye)中(zhong)所產生的(de)腐蝕，在腐蝕過程中(zhong)有離子(zi)(zi)（電(dian)子(zi)(zi)）產生。電(dian)化學腐蝕的(de)實質是原(yuan)電(dian)池(chi)的(de)作用(yong)。
在(zai)水溶(rong)(rong)液中，前面已述及金(jin)(jin)屬(shu)(shu)變為離子（離子化），這就是腐蝕，而金(jin)(jin)屬(shu)(shu)離子化的(de)難(nan)易，即離子化的(de)傾向則系以其標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)來表征，人們以氫(qing)（H＋）的(de)標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)為基準(zhun)(zhun)，離子化傾向較大，即標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)較負的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)為陽極(ji)(ji)(ji)，而離子化傾向較小(xiao)，即標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)較正的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)為陰(yin)極(ji)(ji)(ji)。在(zai)水溶(rong)(rong)液中，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)與陽極(ji)(ji)(ji)間(jian)的(de)標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)之差是金(jin)(jin)屬(shu)(shu)電(dian)(dian)化學腐蝕的(de)動(dong)力。
在鋼(gang)鐵(tie)和(he)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)等(deng)金屬電(dian)(dian)(dian)化學腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)條(tiao)件下，與原電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)點是陽(yang)極釋放電(dian)(dian)(dian)子的(de)(de)陽(yang)極過(guo)程和(he)陰極獲得電(dian)(dian)(dian)子的(de)(de)陰極過(guo)程系在同(tong)一金屬的(de)(de)表(biao)面上進行(xing)的(de)(de)，由于此過(guo)程用肉眼不(bu)(bu)可見，人們將此種陽(yang)極-陰極構成的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池稱為(wei)腐(fu)蝕(shi)微電(dian)(dian)(dian)池。
·鋼鐵生銹(xiu)的電化學腐蝕過程
鋼(gang)鐵(tie)在(zai)表面上(shang)有水和氧(yang) 存在(zai)的(de)介質(zhi)中，基體中的(de)鐵(tie)（Fe）會成為鐵(tie)離子(zi)(zi)，即 這就是(shi)陽極(ji)(ji)氧(yang)化反(fan)應；同時(shi)，溶液中的(de)氧(yang)（接受了游離的(de)電子(zi)(zi)（e）進行著陰極(ji)(ji)反(fan)應，即，這是(shi)陰極(ji)(ji)還原反(fan)應，經過： 和3就是(shi)反(fan)應所(suo)形(xing)成的(de)鐵(tie)銹。
如果鋼鐵是(shi)在酸性溶液中，因為(wei)H＋濃度高（即pH值低），H＋可接受電(dian)子(zi)（e）反應生成，即，這(zhe)是(shi)鐵產生了(le)析出氫的(de)腐蝕。
·不銹(xiu)鋼的電化學腐蝕過程和陽極(ji)極(ji)化曲線
將不銹鋼(gang)或可(ke)鈍化的(de)金屬置于電解質(zhi)溶液中，采用(yong)現代電化學技術測(ce)定電極(ji)電位（E）與腐蝕電流（i）間的(de)關(guan)系便可(ke)得(de)到描述(shu)不銹鋼(gang)電化學腐蝕過(guo)程的(de)陽極(ji)極(ji)化曲線（示意圖見(jian)圖8.1。從此圖可(ke)看出典型的(de)陽極(ji)極(ji)化曲線系由活(huo)性溶解區(qu)（活(huo)化區(qu)）；鈍化過(guo)渡區(qu)；鈍化（態）區(qu)和(he)過(guo)鈍化區(qu)（電位高(gao)于 等四(si)部分(fen)所組成。
活化(hua)(hua)區(qu) 隨電(dian)(dian)位升高，陽(yang)極溶解(jie)電(dian)(dian)流密(mi)度不(bu)(bu)斷增加，當為鈍化(hua)(hua)電(dian)(dian)位），陽(yang)極溶解(jie)電(dian)(dian)流密(mi)度達到最大值 ，此時不(bu)(bu)銹鋼的(de)溶解(jie)處(chu)于活化(hua)(hua)腐蝕狀(zhuang)態。
鈍化過渡區 此(ci)區與 為活化電(dian)(dian)位）之(zhi)間相距很近，當溶解電(dian)(dian)流密度越(yue)過最(zui)大值(zhi)后，隨后急劇下降(jiang)且(qie)處于不穩定態，此(ci)時，很難測得(de)各點(dian)的穩定數(shu)值(zhi)。
鈍(dun)化(hua)（態(tai)）區(qu) 電(dian)位高于(yu)EF時(shi)，不銹鋼表面形成富鉻氧化(hua)物（鈍(dun)化(hua)膜(mo)），阻礙不銹鋼的(de)(de)溶(rong)解的(de)(de)進行。此(ci)時(shi)陽極溶(rong)解電(dian)流密度（稱維鈍(dun)電(dian)流）很小（僅約幾十萬分(fen)之一），且基本與(yu)電(dian)位無(wu)關。在此(ci)區(qu)內，陽極溶(rong)解的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)產物與(yu)活化(hua)溶(rong)解區(qu)活性溶(rong)解時(shi)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)產物完全不同。此(ci)時(shi)的(de)(de)氧化(hua)膜(mo)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速率代表著(zhu)此(ci)不銹鋼的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速率。
過鈍化(hua)區(qu) 電(dian)位超過后(hou)稱(cheng)過鈍化(hua)電(dian)位），隨電(dian)位升(sheng)(sheng)高電(dian)流密度(du)再次增大(da)，此(ci)時(shi)有的(de)(de)不銹(xiu)鋼，例如18-8（304）在硝酸(suan)(suan)(suan)中(zhong)當酸(suan)(suan)(suan)濃度(du)達到高濃條件時(shi)，會由于(yu)鈍化(hua)膜的(de)(de)三價(jia)鉻(ge)離(li)子氧(yang)化(hua)成六價(jia)鉻(ge)離(li)子（而受(shou)到破壞(huai)，使不銹(xiu)鋼溶解速(su)度(du)上(shang)升(sheng)(sheng)，出現(xian)腐蝕(shi)速(su)率(lv)上(shang)升(sheng)(sheng)的(de)(de)全面(mian)腐蝕(shi)（見(jian)圖8.2）。從圖8.2可知，在50℃條件下(xia)(xia)當硝酸(suan)(suan)(suan)濃度(du)大(da)于(yu)90％時(shi)，18-8鋼的(de)(de)腐蝕(shi)速(su)率(lv)開始急劇增加，即在此(ci)溫度(du)下(xia)(xia)，18-8鋼出現(xian)過鈍化(hua)腐蝕(shi)的(de)(de)臨界硝酸(suan)(suan)(suan)濃度(du)應為90％。
圖8.3指出，當不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)電極電位未達到過鈍化(hua)(hua)電位前，而達到Eb 電位時，不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)電流密度也急劇上升，這表明不(bu)銹鋼(gang)有局部腐蝕(shi)-點(dian)蝕(shi)（孔蝕(shi)）出現(xian)，Eb則稱為點(dian)蝕(shi)（孔蝕(shi)）電位或擊(ji)穿(chuan)電位。這種腐蝕(shi)現(xian)象極易在(zai)(zai)含有Cl-等活性離子的(de)(de)(de)介質(zhi)中出現(xian)，這與在(zai)(zai)鈍化(hua)(hua)膜薄(bo)弱部位Cl-的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)(zai)會與氧(yang)(yang)（O）和氫氧(yang)(yang)根(gen)（OH）進行置換形成金(jin)屬氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物的(de)(de)(de)鉻鹽所導(dao)致的(de)(de)(de)鈍化(hua)(hua)膜結構(gou)的(de)(de)(de)破壞有關。
從研究一(yi)些因素(su)對不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)行為的(de)影響(xiang)中發現(xian)，凡有(you)利(li)于下述因素(su)的(de)變化(hua)(hua)，均(jun)對不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)有(you)益(yi)。例如，能使(shi)最大鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電流(liu)imax減小，鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)起始電位和鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)終止電位向負向移動，不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)就變得易于鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)；當鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜(mo)的(de)擊穿電位和過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電位 朝正(zheng)向移動時，穩定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區(qu)將擴大，鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)腐(fu)(fu)蝕(shi)電流(liu)密(mi)度(du)將減小，這(zhe)會有(you)利(li)于提高(gao)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)完善程度(du)，降低鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)。圖8.4系(xi)在中， 合金(jin)的(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)(qu)線。可以看出(chu)鋼(gang)(gang)(gang)中鉻量對其陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)(qu)線的(de)影響(xiang)以及 后，此不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)易于從活化(hua)(hua)態(tai)(tai)向鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)轉變的(de)趨向。同時，此圖還指出(chu)了即使(shi)合金(jin)中含≥12％Cr已處(chu)于穩定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)態(tai)(tai)時，其腐(fu)(fu)蝕(shi)電流(liu)密(mi)度(du)雖然很(hen)小，但并不(bu)(bu)是(shi)零。這(zhe)就告訴我們，處(chu)于鈍(dun)(dun)態(tai)(tai)的(de)合金(jin)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)但這(zhe)并不(bu)(bu)是(shi)不(bu)(bu)腐(fu)(fu)蝕(shi)。
二、按腐(fu)蝕的形態分(fen)類(lei)
可分(fen)為全面（均勻）腐(fu)蝕和局部腐(fu)蝕。
全(quan)(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)：腐(fu)蝕(shi)分布在介質與(yu)不銹鋼(gang)相(xiang)接觸的整個界面(mian)上(shang)，全(quan)(quan)面(mian)腐(fu)蝕(shi)主要出現在酸(suan)、堿、鹽等腐(fu)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)(ju)部(bu)腐蝕(shi)的(de)危害遠遠大于全面(mian)腐蝕(shi)，許(xu)多局(ju)(ju)部(bu)腐蝕(shi)常(chang)常(chang)在設備、構件等沒(mei)有任(ren)何宏觀變形甚(shen)(shen)至在沒(mei)有任(ren)何破損預兆(zhao)的(de)情況(kuang)下(xia)，就會迅(xun)速、突然(ran)地破壞，從而造(zao)成嚴(yan)重(zhong)的(de)甚(shen)(shen)至是災難(nan)性的(de)后果。
