1.腐蚀

（1）腐蚀的定义 金属腐蚀有多种定义方法，通常的定义为：金属与环境介质发生化学或电化学作用，导致金属的损坏或变质。或者说在一定环境中，金属表面或界面上进行的化学或电化学多相反应，结果使金属转入氧化或离子状态。这些多相反应就是金属腐蚀研究的对象，金属腐蚀学科是在金属学、金属物理、物理化学、电化学和力学等学科基础上发展起来的一门综合性学科。

腐蚀与断裂、磨损是金属损伤的最重要形式。与金属零件的断裂不同，金属的腐蚀和磨损是一个渐进的过程，而且在很多情况下，两者通常是相互作用，导致金属零件的早期失效；同时，腐蚀可为金属零件的断裂提供条件，甚至直接导致断裂的发生。在现代工程结构中，特别在高温、高压、高质流作用下，金属腐蚀造成的危害尤其严重。因此，金属腐蚀引起人们的特殊关注，研究金属腐蚀已成为当今材料科学与工程不可忽视的内容，在研究金属材料的任何性能时，都必须考虑腐蚀的作用。

（2）腐蚀介质 人们通常并不把所有的介质都称为腐蚀介质。例如：空气、淡水、油脂等虽然对金属材料均有一定的腐蚀作用，但并不称为腐蚀介质。一般仅把腐蚀性较强的酸、碱、盐的溶液称为腐蚀介质。

（3）耐蚀金属 习惯上把普通的碳钢、铸铁及低合金钢视为不耐蚀材料，而把高合金钢、高合金铸铁、铜合金、铝合金及钛合金等称为耐蚀材料。但绝对不耐蚀和完全不受腐蚀的材料是不存在的。

在工程上有时把金属材料在全面腐蚀（均匀腐蚀）的腐蚀率分成若干等级。例如：将腐蚀率（可用年腐蚀深度表示，单位为mm/a）小于0.1mm/a的金属称为耐腐蚀金属；将腐蚀率为0.1～1.0mm/a的金属称为尚耐腐蚀的金属；而将腐蚀率大于1.0mm/a的金属称为不耐腐蚀的金属。显然，这只具有特定的工程意义，而不具备普遍意义。

（4）腐蚀系统 某种材料是否发生腐蚀取决于“材料—环境”体系的特征。也就是说，同一种材料在不同的环境中，其耐蚀性是不同的。例如：18-8型不锈钢在稀硝酸中有很好的耐蚀性，但在盐酸中却很不耐腐蚀，有时还不如碳素钢的耐局部腐蚀性能好。再如：普通铸铁通常被认为是不耐腐蚀的，但在常温的浓硫酸中却具有较好的耐蚀性，甚至比某些不锈钢还好。

2.腐蚀失效

（1）腐蚀失效形式 腐蚀造成的失效形式是多种多样的，主要有以下五种：

1）腐蚀造成受载零件截面积的减小而引起过载失效（断裂）。例如：阀门的阀体因腐蚀而使壁厚减薄，致使强度不足而失效。

2）腐蚀引起密封元件的损伤而造成密封失效。例如：阀门的密封元件因腐蚀造成的泄漏，泵的机械密封件因腐蚀造成介质外漏等。

3）腐蚀使材料性质变坏而引起失效。例如：氢腐蚀及应力腐蚀使材料脆化而失效。

4）腐蚀使高速旋转的零件失去动平衡而失效。例如：离心机转鼓因腐蚀不均匀，不能保持动平衡而引起振动、噪声加大甚至断裂。

5）腐蚀使设备使用功能下降而失效。例如：水泵叶轮因腐蚀而降低效率，加大能耗，以致不得不提前报废。

（2）腐蚀失效的危害 腐蚀失效的危害是非常严重的。它所造成的经济损失超过地震、水灾、风灾和火灾的总和。许多工业发达国家对腐蚀造成的直接经济损失进行专门调查，得出的结果是惊人的。世界上每年因腐蚀报废的钢材约为全年钢产量的1/3，其中约有1/10的钢材无法回收。专家估计，如能采取正确的腐蚀防护措施，这一损失至少可降低25%～30%。

而腐蚀失效所造成的间接经济损失比直接经济损失要大得多。例如：化工厂的一台关键设备因腐蚀失效而停机，可能造成全厂停产，其经济损失比设备本身的经济价值要大得多。除经济损失外，腐蚀失效通常还会造成环境的污染和人身伤亡，这就更难以经济数字来衡量。

3.腐蚀的分类(www.daowen.com)

金属的腐蚀类型很多，其分类方法主要有以下两种：

（1）按照金属与介质的作用性质分类 按照金属与介质的作用性质可将腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。

1）化学腐蚀。化学腐蚀是指金属与环境介质间发生的纯化学作用引起的损伤现象。其特点是在腐蚀过程中无电流产生。化学腐蚀又分为气体腐蚀和非电解液中的腐蚀。

气体腐蚀是指金属在各种干燥的气体中发生的腐蚀。金属在高温气氛下发生的氧化就是气体腐蚀的一种常见形式。

非电解溶液中的腐蚀是指金属在不导电的溶液中发生的腐蚀。例如：金属在有机液体（乙醇、汽油、石油等）中发生的腐蚀，铁在盐酸中发生的腐蚀及铜在硝酸中的腐蚀均属化学腐蚀。

2）电化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属与环境介质间发生的带有微电池作用的损伤现象。与化学腐蚀的不同点在于，在腐蚀过程中伴有电流产生。大多数的金属腐蚀属于电化学腐蚀。例如：金属在潮湿的大气中的腐蚀、土壤腐蚀、电解质腐蚀及熔盐腐蚀等均属电化学腐蚀。

电化学腐蚀的基本条件是金属在电解质溶液中存在电位差。不同的金属在电解质溶液中接触时，由于各自的电位不同，产生宏观的电位差。同一金属材料由于种种原因可以出现不同的电极电位，如局部化学成分上的差异、残余应力的影响（应力高的部位为阳极）、腐蚀介质浓度的不均匀性（与低离子浓度区介质相接触的部位为阳极）以及温度差异（温度高的部位为阳极）等。在上述情况下，金属表面如吸附有水膜，并将不可避免地溶解少量的电解质（如金属盐等），工业大气中的SO₃、SO₂等气体，这就构成了形成电化学腐蚀的充分条件。因而，金属材料的电化学腐蚀现象是普遍存在的，潮湿的环境条件将促使电化学腐蚀过程的进行。

金属的腐蚀与金属热力学的稳定性有关，可以近似地用金属的标准电位值来评定，见表6-5。金属的电极电位可以衡量该金属溶入溶液的能力。如果某金属的电极电位越负，则溶入溶液的倾向就越大，也就越易被腐蚀。当两种金属在电解质中接触时，电极电位负的金属加速腐蚀，电极电位正的金属则减缓腐蚀。

表6-5 几种金属的标准平衡电极电位

（2）按腐蚀的分布形态分类 按照腐蚀的分布形态可将腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀。

1）全面腐蚀。全面腐蚀是指腐蚀发生在整个金属表面上。全面腐蚀是机械设备腐蚀失效的基本形式，耐全面腐蚀是金属材料的基本性质。

全面腐蚀的程度通常用平均腐蚀速度来评定。常用的表示方法有单位时间试样厚度的减薄量和单位时间、单位面积上试样的失质量。

2）局部腐蚀。局部腐蚀是指腐蚀从金属表面局部开始，并在很小的区域内选择性地进行，进而导致金属零件的局部损坏。

局部腐蚀比全面腐蚀的危害性大得多。按其形态特点，局部腐蚀又可分为点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、生物腐蚀及空泡腐蚀等。前面曾提到过的应力腐蚀、氢致损伤及磨耗腐蚀等也属于局部腐蚀。