金属腐蚀 (corrosion of metal)

金属与周围环境介质发生的化学、电化学或物理作用而引起金属性能发生变化，并导致金属、环境或由它们作为组成部分的技术体系的功能受到损伤。钢铁的生锈、不锈钢的晶间腐蚀和高温氧化，都是最常见的金属腐蚀形态。金属腐蚀时，在金属表面或界面上发生化学或电化学的多相反应，使金属转入氧化(离子)态，因而显著降低金属的强度、塑性和韧性等力学性能。同时，也可能明显地破坏金属构件的几何形状，增加转动件间的磨损，使其光学和电学等物理性能变坏，缩短金属制件的使用寿命，甚至造成爆炸、引起火灾等灾难性事故，由此污染了环境、并造成巨大的经济损失。

简况

  根据工业发达国家20世纪70年代的调查统计，金属腐蚀造成的直接经济损失约占国民生产总值的2％～4.2％。1975年，美国由于腐蚀造成的直接经济损失达700亿美元，这个数值远远地超过了当年由于各种自然灾害造成的经济损失的总和。腐蚀造成的直接经济损失包括：材料的损耗，设备和构件的加工制造费，由于防腐蚀的需要而采用较昂贵的耐蚀材料的差价，以及为控制腐蚀而增加的防护费用。至于由于腐蚀造成的停工停产，停电，原材料和产品的流失和污染以及防腐蚀备品备件的加工制造费用等间接经济损失就更难以计算了。此外，金属腐蚀事故给人身安全带来的危险也不应忽视，如在-次液化气储罐爆炸中就有32人丧生、50余人受伤。据统计，由于腐蚀造成的钢的损耗约为当年钢产量的10％～20％。

影响因素

  金属腐蚀的历程十分复杂。首先，产生腐蚀的环境介质(组成、温度、压力、pH值等)干差万别，其次是材料的成分、组织结构、表面状态各异，同时其受力状态也不同，这些都是影响金属腐蚀的重要因素。因此，人们从不同角度对金属的腐蚀进行研究，逐渐发展形成了揭示金属腐蚀过程的基本规律、腐蚀机制、各种腐蚀形态和腐蚀控制的-门学科--金属腐蚀学。

分类

  金属腐蚀的分类有多种方法，可根据金属腐蚀进行的历程不同分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类；也可根据腐蚀过程进行的条件把腐蚀分成高温气体腐蚀(干腐蚀)和水溶液腐蚀(湿腐蚀)；还可根据产生腐蚀的环境状态分为自然环境中的腐蚀(如大气腐蚀、土壤腐蚀、海洋腐蚀、微生物腐蚀等)和在工业环境介质中的腐蚀(如酸、碱、盐腐蚀，高温氧化，高温水腐蚀，热腐蚀，液态金属腐蚀，熔盐腐蚀，辐照腐蚀，氢腐蚀，杂散电流腐蚀等)，以及模拟人体内的体液腐蚀。另外根据腐蚀形态可将腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀。

全面腐蚀  在溶液中金属表面都处于活化状态，腐蚀过程在整个金属表面均匀进行，使表面均匀减薄称为全面腐蚀。其电化学特征是金属表面处处都发生了微电池作用，而且微阳极和微阴极的位置是变幻不定的。全面腐蚀又可分为均匀和不均匀的全面腐蚀两种。全面腐蚀虽然会造成大量的金属损失，但并不会造成严重突发性事故，在工程设计中可根据腐蚀速率考虑适当的腐蚀余量。

局邵腐蚀  在介质中仅局限于某-部位或集中于某-特定局部的腐蚀。局部腐蚀的特征是阳极区和阴极区可以截然分开，其位置可以用宏观和微观检查加以区分和辨别；腐蚀电池中的阳极反应和腐蚀剂的还原反应可以在不同地区发生，而次生腐蚀产物又可在第三地点形成。局部腐蚀是最常见的金属腐蚀破坏形态，据统计它约占腐蚀事故的82.2％，而且隐蔽性强，难以计算腐蚀速率，因此危害大，易于导致爆炸，火灾等突发灾难性事故。局部腐蚀的形态很多，最常见的有：点蚀(图1a)，缝隙腐蚀，(图1b)，晶间腐蚀(图1c)，电偶腐蚀，选择性腐蚀，氢脆，应力腐蚀(图1d)，腐蚀疲劳。以上是八大局部腐蚀形态。实际上还有其他类型的局部腐蚀、如层状腐蚀(图2)、丝状腐蚀、磨损腐蚀、冲蚀和空蚀、摩振腐蚀等。

前景

  实践表明，只要真正了解产生腐蚀的原因，金属腐蚀是可以控制或避免的。专家们认为，只要能把现有的金属防蚀技术应用到实际工程中去，至少有30％的腐蚀是可以防止的。