金屬與(yu)腐(fu)蝕介(jie)質(zhi)之間由于化(hua)學和電化(hua)學作用(yong)而引起的損傷(shang)或(huo)失效。
一(yi)、按腐蝕作用的性質(zhi)分類
可分為(wei)化學(xue)腐蝕和電化學(xue)腐蝕。
①. 化(hua)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. 電化學(xue)腐(fu)蝕
鋼(gang)鐵和不銹(xiu)鋼(gang)在潮濕大氣、水溶液和酸、堿、鹽等電(dian)(dian)解質(zhi)溶液中所產生的(de)腐蝕(shi)，在腐蝕(shi)過(guo)程中有離子（電(dian)(dian)子）產生。電(dian)(dian)化學(xue)腐蝕(shi)的(de)實(shi)質(zhi)是原電(dian)(dian)池(chi)的(de)作用。
在水(shui)溶液(ye)中(zhong)，前面已述及(ji)金(jin)(jin)屬變為離(li)子(zi)（離(li)子(zi)化），這就是腐蝕，而金(jin)(jin)屬離(li)子(zi)化的(de)難易，即離(li)子(zi)化的(de)傾(qing)向則系以其標(biao)(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)來表征，人們以氫（H＋）的(de)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)為基準(zhun)，離(li)子(zi)化傾(qing)向較(jiao)大，即標(biao)(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)較(jiao)負的(de)金(jin)(jin)屬為陽極(ji)，而離(li)子(zi)化傾(qing)向較(jiao)小，即標(biao)(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)較(jiao)正的(de)金(jin)(jin)屬為陰(yin)極(ji)。在水(shui)溶液(ye)中(zhong)，陰(yin)極(ji)與(yu)陽極(ji)間(jian)的(de)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)之差是金(jin)(jin)屬電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化學腐蝕的(de)動力(li)。
在鋼鐵和不(bu)(bu)銹鋼等金屬(shu)電(dian)(dian)化(hua)學腐(fu)蝕的(de)條件下，與原(yuan)電(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)不(bu)(bu)同(tong)點是陽(yang)極(ji)(ji)釋(shi)放電(dian)(dian)子(zi)的(de)陽(yang)極(ji)(ji)過程和陰(yin)極(ji)(ji)獲得電(dian)(dian)子(zi)的(de)陰(yin)極(ji)(ji)過程系(xi)在同(tong)一金屬(shu)的(de)表面上進行的(de)，由于此(ci)(ci)過程用肉(rou)眼不(bu)(bu)可見，人(ren)們(men)將此(ci)(ci)種陽(yang)極(ji)(ji)-陰(yin)極(ji)(ji)構成的(de)電(dian)(dian)池(chi)(chi)稱為腐(fu)蝕微電(dian)(dian)池(chi)(chi)。
·鋼鐵(tie)生銹的電化學(xue)腐(fu)蝕過程
鋼鐵(tie)在表面上有(you)水和氧(yang) 存在的介質中，基體中的鐵(tie)（Fe）會成為鐵(tie)離子(zi)，即(ji) 這就(jiu)是(shi)陽極(ji)氧(yang)化反(fan)(fan)應(ying)；同(tong)時，溶液中的氧(yang)（接(jie)受了游(you)離的電子(zi)（e）進行著(zhu)陰(yin)極(ji)反(fan)(fan)應(ying)，即(ji)，這是(shi)陰(yin)極(ji)還原反(fan)(fan)應(ying)，經過： 和3就(jiu)是(shi)反(fan)(fan)應(ying)所形(xing)成的鐵(tie)銹。
如果鋼鐵是(shi)在酸性溶液中，因為(wei)H＋濃度高（即pH值(zhi)低），H＋可接受電子（e）反應(ying)生成，即，這是(shi)鐵產生了析(xi)出氫的腐蝕。
·不銹鋼的電化學腐蝕過程(cheng)和(he)陽極極化曲(qu)線
將不(bu)銹鋼或可鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)的金屬置(zhi)于(yu)電解(jie)質(zhi)溶(rong)(rong)液中，采用現(xian)代電化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)技(ji)術測定(ding)電極電位（E）與腐蝕電流（i）間的關系便可得到描述不(bu)銹鋼電化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)腐蝕過(guo)程的陽極極化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)（示意圖(tu)見圖(tu)8.1。從此圖(tu)可看出典型的陽極極化(hua)(hua)(hua)(hua)曲線(xian)系由(you)活性溶(rong)(rong)解(jie)區（活化(hua)(hua)(hua)(hua)區）；鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)渡區；鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)（態）區和過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)區（電位高(gao)于(yu) 等四部分所組成。
活化區 隨電(dian)位升高，陽極溶解電(dian)流密度(du)不(bu)斷增加，當(dang)為鈍化電(dian)位），陽極溶解電(dian)流密度(du)達到最(zui)大值 ，此時不(bu)銹(xiu)鋼的溶解處(chu)于活化腐蝕狀態。
鈍化(hua)過渡區 此區與(yu) 為活化(hua)電位）之間相距很近，當溶(rong)解電流密度(du)越過最大(da)值(zhi)后，隨后急劇(ju)下降且處于(yu)不穩定態，此時，很難測(ce)得(de)各點的穩定數值(zhi)。
鈍化（態(tai)）區(qu) 電位高于EF時，不銹鋼(gang)表面形成(cheng)富鉻(ge)氧化物（鈍化膜），阻(zu)礙不銹鋼(gang)的溶解(jie)的進(jin)行。此(ci)時陽極溶解(jie)電流密度（稱維鈍電流）很(hen)小（僅約(yue)幾十萬(wan)分(fen)之一），且基本(ben)與(yu)電位無關。在此(ci)區(qu)內，陽極溶解(jie)的腐蝕(shi)(shi)產物與(yu)活(huo)(huo)化溶解(jie)區(qu)活(huo)(huo)性溶解(jie)時的腐蝕(shi)(shi)產物完全(quan)不同。此(ci)時的氧化膜的腐蝕(shi)(shi)速率(lv)代表著此(ci)不銹鋼(gang)的腐蝕(shi)(shi)速率(lv)。
過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區 電位超過后稱過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電位），隨電位升高電流(liu)密(mi)度(du)(du)再次增大(da)，此時(shi)有的(de)(de)不銹鋼，例如(ru)18-8（304）在(zai)硝酸(suan)中當酸(suan)濃(nong)度(du)(du)達到(dao)高濃(nong)條件(jian)時(shi)，會(hui)由(you)于鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜的(de)(de)三(san)價鉻離子氧(yang)化(hua)(hua)成六價鉻離子（而受到(dao)破壞，使不銹鋼溶(rong)解速(su)度(du)(du)上(shang)升，出(chu)現腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)上(shang)升的(de)(de)全面腐(fu)蝕(shi)（見圖8.2）。從圖8.2可知，在(zai)50℃條件(jian)下當硝酸(suan)濃(nong)度(du)(du)大(da)于90％時(shi)，18-8鋼的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)開始(shi)急劇增加，即在(zai)此溫度(du)(du)下，18-8鋼出(chu)現過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)臨界硝酸(suan)濃(nong)度(du)(du)應(ying)為90％。
圖(tu)8.3指(zhi)出，當不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)電極(ji)電位(wei)(wei)(wei)未達到過鈍(dun)(dun)化電位(wei)(wei)(wei)前，而(er)達到Eb 電位(wei)(wei)(wei)時，不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)電流密度也急(ji)劇上升，這(zhe)表(biao)明不銹(xiu)鋼(gang)有(you)局部腐蝕(shi)(shi)-點(dian)蝕(shi)(shi)（孔(kong)蝕(shi)(shi)）出現，Eb則稱為(wei)點(dian)蝕(shi)(shi)（孔(kong)蝕(shi)(shi)）電位(wei)(wei)(wei)或(huo)擊穿電位(wei)(wei)(wei)。這(zhe)種腐蝕(shi)(shi)現象(xiang)極(ji)易在(zai)含有(you)Cl-等活性(xing)離子的(de)(de)介(jie)質中出現，這(zhe)與(yu)在(zai)鈍(dun)(dun)化膜(mo)薄弱部位(wei)(wei)(wei)Cl-的(de)(de)存在(zai)會與(yu)氧(yang)（O）和氫氧(yang)根（OH）進行置換(huan)形成金屬氧(yang)化物的(de)(de)鉻鹽所導(dao)致的(de)(de)鈍(dun)(dun)化膜(mo)結構的(de)(de)破壞有(you)關。
從(cong)研究一些(xie)因素(su)對不(bu)(bu)(bu)銹鋼陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)行(xing)為的(de)(de)影響中(zhong)(zhong)發(fa)現，凡有利(li)于(yu)下述(shu)因素(su)的(de)(de)變化(hua)(hua)，均(jun)對不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)有益。例如，能使(shi)最大鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電流imax減小(xiao)，鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)起始(shi)電位(wei)(wei)和鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)終止電位(wei)(wei)向負向移動，不(bu)(bu)(bu)銹鋼就變得易(yi)于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)；當(dang)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜的(de)(de)擊穿(chuan)電位(wei)(wei)和過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電位(wei)(wei) 朝正向移動時(shi)，穩定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區將(jiang)擴(kuo)大，鈍(dun)(dun)態(tai)腐蝕(shi)電流密(mi)度(du)將(jiang)減小(xiao)，這會有利(li)于(yu)提高鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)完(wan)善程度(du)，降低鈍(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)腐蝕(shi)速度(du)。圖8.4系在中(zhong)(zhong)， 合金的(de)(de)陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)線。可以看出(chu)鋼中(zhong)(zhong)鉻量(liang)對其陽極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲(qu)線的(de)(de)影響以及 后，此不(bu)(bu)(bu)銹鋼易(yi)于(yu)從(cong)活化(hua)(hua)態(tai)向鈍(dun)(dun)態(tai)轉變的(de)(de)趨向。同時(shi)，此圖還指(zhi)出(chu)了(le)即使(shi)合金中(zhong)(zhong)含(han)≥12％Cr已處(chu)于(yu)穩定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)態(tai)時(shi)，其腐蝕(shi)電流密(mi)度(du)雖(sui)然很小(xiao)，但(dan)(dan)并不(bu)(bu)(bu)是(shi)零。這就告(gao)訴我(wo)們，處(chu)于(yu)鈍(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)合金耐腐蝕(shi)但(dan)(dan)這并不(bu)(bu)(bu)是(shi)不(bu)(bu)(bu)腐蝕(shi)。
二(er)、按腐蝕的形態分類
可分為(wei)全面（均勻）腐蝕(shi)和(he)局部腐蝕(shi)。
全(quan)面腐蝕(shi)(shi)：腐蝕(shi)(shi)分布在介質與不(bu)銹鋼相接(jie)觸的整個界面上，全(quan)面腐蝕(shi)(shi)主要(yao)出現(xian)在酸、堿(jian)、鹽等腐蝕(shi)(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)部腐蝕(shi)的(de)危害遠(yuan)遠(yuan)大于全面腐蝕(shi)，許多局(ju)部腐蝕(shi)常常在(zai)設備、構件(jian)等沒(mei)有任(ren)何宏觀變形甚至(zhi)(zhi)在(zai)沒(mei)有任(ren)何破損預兆的(de)情(qing)況下(xia)，就(jiu)會迅速、突然地(di)破壞，從而造成嚴重的(de)甚至(zhi)(zhi)是(shi)災(zai)難性的(de)后果。
