金屬與腐蝕介質(zhi)之間由于化(hua)學和電(dian)化(hua)學作用而引起(qi)的損(sun)傷或失效(xiao)。
一、按腐蝕作用的性質(zhi)分類
可分為化學腐(fu)蝕和(he)電化學腐(fu)蝕。
①. 化(hua)學(xue)腐蝕
在非電解質溶液中所產生的腐蝕，例如高溫下不銹鋼(gang)的氧化（化學腐蝕不屬于本節討論范圍）。
②. 電化學腐蝕(shi)
鋼鐵(tie)和不銹鋼在潮(chao)濕(shi)大氣(qi)、水(shui)溶(rong)液和酸、堿、鹽等電(dian)(dian)解質溶(rong)液中(zhong)所(suo)產生的腐(fu)蝕，在腐(fu)蝕過程中(zhong)有離子(zi)(zi)（電(dian)(dian)子(zi)(zi)）產生。電(dian)(dian)化學腐(fu)蝕的實質是原電(dian)(dian)池的作用。
在水(shui)溶液中(zhong)，前面(mian)已述及金屬變(bian)為離(li)子(zi)(zi)(zi)（離(li)子(zi)(zi)(zi)化(hua)），這就是腐蝕(shi)，而金屬離(li)子(zi)(zi)(zi)化(hua)的(de)難易，即(ji)離(li)子(zi)(zi)(zi)化(hua)的(de)傾向(xiang)則系(xi)以(yi)(yi)其標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)來(lai)表征，人(ren)們(men)以(yi)(yi)氫（H＋）的(de)標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)為基準(zhun)(zhun)，離(li)子(zi)(zi)(zi)化(hua)傾向(xiang)較大(da)，即(ji)標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)較負(fu)的(de)金屬為陽(yang)極(ji)(ji)，而離(li)子(zi)(zi)(zi)化(hua)傾向(xiang)較小，即(ji)標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)較正(zheng)的(de)金屬為陰極(ji)(ji)。在水(shui)溶液中(zhong)，陰極(ji)(ji)與陽(yang)極(ji)(ji)間的(de)標準(zhun)(zhun)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)之差是金屬電(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)腐蝕(shi)的(de)動(dong)力。
在鋼鐵(tie)和(he)不(bu)銹鋼等金(jin)屬(shu)電(dian)化學腐蝕的條件(jian)下(xia)，與原電(dian)池的不(bu)同點是陽極(ji)(ji)(ji)釋放(fang)電(dian)子(zi)(zi)的陽極(ji)(ji)(ji)過(guo)(guo)程(cheng)和(he)陰極(ji)(ji)(ji)獲得(de)電(dian)子(zi)(zi)的陰極(ji)(ji)(ji)過(guo)(guo)程(cheng)系(xi)在同一金(jin)屬(shu)的表面上(shang)進行的，由于此(ci)過(guo)(guo)程(cheng)用肉眼(yan)不(bu)可見，人們將(jiang)此(ci)種陽極(ji)(ji)(ji)-陰極(ji)(ji)(ji)構成的電(dian)池稱為腐蝕微電(dian)池。
·鋼鐵生銹的電(dian)化學(xue)腐蝕過(guo)程
鋼鐵在表面上(shang)有(you)水(shui)和氧(yang) 存在的(de)介質中(zhong)，基體中(zhong)的(de)鐵（Fe）會成為(wei)鐵離子(zi)，即(ji) 這就(jiu)是陽極氧(yang)化反應(ying)；同時，溶液中(zhong)的(de)氧(yang)（接受了(le)游離的(de)電子(zi)（e）進行著陰極反應(ying)，即(ji)，這是陰極還(huan)原反應(ying)，經(jing)過： 和3就(jiu)是反應(ying)所形成的(de)鐵銹(xiu)。
如果鋼鐵是在酸性(xing)溶液(ye)中，因為H＋濃(nong)度高(gao)（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蝕。
·不銹鋼的(de)電化(hua)學腐蝕過程和陽極極化(hua)曲線(xian)
將不銹鋼(gang)或可鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)金屬置于(yu)電(dian)(dian)解質(zhi)溶(rong)液中(zhong)，采用現代電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)技術測定電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位（E）與(yu)腐蝕(shi)電(dian)(dian)流（i）間的(de)關(guan)系便可得到描述不銹鋼(gang)電(dian)(dian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)腐蝕(shi)過(guo)程的(de)陽極極化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)（示意圖見圖8.1。從(cong)此圖可看出(chu)典型的(de)陽極極化(hua)(hua)(hua)曲線(xian)系由活性溶(rong)解區（活化(hua)(hua)(hua)區）；鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)過(guo)渡區；鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)（態）區和過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)區（電(dian)(dian)位高于(yu) 等四部分(fen)所組成。
活(huo)化區 隨(sui)電(dian)位升(sheng)高(gao)，陽極(ji)溶解(jie)電(dian)流(liu)密度(du)不(bu)斷(duan)增加(jia)，當為(wei)鈍化電(dian)位），陽極(ji)溶解(jie)電(dian)流(liu)密度(du)達到最大值 ，此時不(bu)銹鋼的溶解(jie)處于活(huo)化腐(fu)蝕狀態。
鈍化過(guo)渡(du)區(qu) 此區(qu)與 為活化電位）之(zhi)間相距很(hen)近，當溶(rong)解(jie)電流密度越過(guo)最大(da)值(zhi)后(hou)，隨后(hou)急劇下降且處于不穩定(ding)態(tai)，此時，很(hen)難測得各(ge)點的(de)穩定(ding)數值(zhi)。
鈍化(hua)(hua)（態(tai)）區(qu) 電(dian)位(wei)高(gao)于(yu)EF時，不(bu)銹鋼(gang)表面形(xing)成(cheng)富鉻氧化(hua)(hua)物(wu)（鈍化(hua)(hua)膜(mo)），阻礙不(bu)銹鋼(gang)的(de)溶解的(de)進行。此時陽極(ji)(ji)溶解電(dian)流(liu)(liu)密(mi)度（稱維(wei)鈍電(dian)流(liu)(liu)）很小（僅約(yue)幾十(shi)萬分之(zhi)一），且基本與電(dian)位(wei)無關。在(zai)此區(qu)內，陽極(ji)(ji)溶解的(de)腐(fu)蝕產物(wu)與活化(hua)(hua)溶解區(qu)活性溶解時的(de)腐(fu)蝕產物(wu)完(wan)全不(bu)同。此時的(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)的(de)腐(fu)蝕速(su)率代(dai)表著此不(bu)銹鋼(gang)的(de)腐(fu)蝕速(su)率。
過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區 電位超過后稱過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電位），隨(sui)電位升(sheng)高電流密度(du)再次增大(da)，此時(shi)(shi)有的不(bu)銹鋼，例如(ru)18-8（304）在硝酸中當酸濃(nong)度(du)達到高濃(nong)條(tiao)件時(shi)(shi)，會由于鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜的三(san)價鉻(ge)離(li)子氧化(hua)(hua)成六價鉻(ge)離(li)子（而受(shou)到破壞(huai)，使不(bu)銹鋼溶解速度(du)上升(sheng)，出現腐蝕速率上升(sheng)的全(quan)面腐蝕（見圖8.2）。從圖8.2可(ke)知，在50℃條(tiao)件下(xia)當硝酸濃(nong)度(du)大(da)于90％時(shi)(shi)，18-8鋼的腐蝕速率開(kai)始急劇(ju)增加，即在此溫度(du)下(xia)，18-8鋼出現過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)腐蝕的臨(lin)界硝酸濃(nong)度(du)應(ying)為(wei)90％。
圖(tu)8.3指出(chu)(chu)，當不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)電(dian)(dian)極電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)未達(da)到過鈍(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)前，而達(da)到Eb 電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)時，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)腐蝕(shi)電(dian)(dian)流密度也急(ji)劇上(shang)升，這(zhe)表明不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you)局部(bu)腐蝕(shi)-點蝕(shi)（孔(kong)蝕(shi)）出(chu)(chu)現(xian)，Eb則稱為(wei)點蝕(shi)（孔(kong)蝕(shi)）電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)或擊穿電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)。這(zhe)種腐蝕(shi)現(xian)象極易在含有(you)Cl-等活性(xing)離子的(de)(de)介質(zhi)中出(chu)(chu)現(xian)，這(zhe)與(yu)在鈍(dun)化(hua)(hua)膜薄弱(ruo)部(bu)位(wei)(wei)(wei)Cl-的(de)(de)存在會與(yu)氧（O）和氫(qing)氧根（OH）進(jin)行置換形成金屬氧化(hua)(hua)物的(de)(de)鉻鹽所導致的(de)(de)鈍(dun)化(hua)(hua)膜結構的(de)(de)破壞有(you)關。
從(cong)研究一些因素對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)行(xing)為的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)中(zhong)發現，凡(fan)有利于(yu)下述因素的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua)，均對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)有益。例如，能(neng)使最大(da)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)流(liu)imax減小，鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)起(qi)始(shi)電(dian)(dian)位和鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)終(zhong)止(zhi)電(dian)(dian)位向負向移動，不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼就變(bian)得(de)易(yi)于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)；當鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜的(de)(de)(de)擊穿電(dian)(dian)位和過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)電(dian)(dian)位 朝正向移動時(shi)，穩(wen)定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區將擴大(da)，鈍(dun)(dun)態(tai)腐蝕電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)將減小，這會有利于(yu)提(ti)高鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)完善(shan)程度(du)，降低鈍(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)(de)腐蝕速度(du)。圖(tu)8.4系(xi)在中(zhong)， 合金的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲線(xian)。可以看出鋼中(zhong)鉻量對其(qi)陽(yang)極(ji)極(ji)化(hua)(hua)曲線(xian)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)以及 后，此不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼易(yi)于(yu)從(cong)活化(hua)(hua)態(tai)向鈍(dun)(dun)態(tai)轉變(bian)的(de)(de)(de)趨向。同時(shi)，此圖(tu)還指出了即使合金中(zhong)含≥12％Cr已處于(yu)穩(wen)定鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)態(tai)時(shi)，其(qi)腐蝕電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)雖然很小，但(dan)并(bing)不(bu)(bu)是(shi)零。這就告訴我們，處于(yu)鈍(dun)(dun)態(tai)的(de)(de)(de)合金耐腐蝕但(dan)這并(bing)不(bu)(bu)是(shi)不(bu)(bu)腐蝕。
二、按腐蝕的形態分類
可分為全面（均(jun)勻）腐(fu)蝕和(he)局部腐(fu)蝕。
全面(mian)腐蝕(shi)：腐蝕(shi)分(fen)布(bu)在(zai)介(jie)質(zhi)與(yu)不銹鋼相(xiang)接(jie)觸的整個界面(mian)上(shang)，全面(mian)腐蝕(shi)主要出現在(zai)酸、堿、鹽(yan)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。
局部腐(fu)蝕的危害(hai)遠遠大于全面腐(fu)蝕，許(xu)多(duo)局部腐(fu)蝕常常在(zai)設備、構件等沒有(you)(you)任(ren)何宏觀變形(xing)甚(shen)至在(zai)沒有(you)(you)任(ren)何破損預兆的情(qing)況下，就會迅速(su)、突(tu)然地破壞，從而造成嚴(yan)重(zhong)的甚(shen)至是(shi)災難性(xing)的后果。
