钢铁材料的腐蚀原理分析

钢铁材料在空气和水等自然环境中，容易和介质发生作用，这是钢铁材料易于发生腐蚀的主要原因。

1）在干燥大气环境中，或在高温“干”蒸汽环境中，钢铁表面上没有凝聚水膜，腐蚀反应按化学腐蚀的途径进行，即

Fe（固）+H₂O（气）→FeO（固）+H₂（气）

2）在潮湿大气环境中，随着大气中相对湿度升高到某一临界值（见表1-1），在钢铁表面形成凝聚水膜，使电化学腐蚀过程可以进行。此时，金属腐蚀速度突然增大，其腐蚀电化学反应为

表1-1 铁在大气中腐蚀速度突升时的临界相对湿度(www.xing528.com)

该反应也是钢铁材料在大气中腐蚀生锈的典型反应。腐蚀产物Fe（OH）2是二次产物，并逐步被氧化成含水的四氧化三铁和含水的三氧化二铁，故钢铁表面的铁锈往往是成分很复杂的铁的含水氧化物或铁盐。一般铁锈最外层氧最易到达，为三价铁，而最里层为二价铁，中间层可能是含水的四氧化三铁。

3）在海洋性大气环境中，由于钢铁表面有盐类化合物存在，在空气中的相对湿度远低于100%时，即可在钢铁表面形成水膜而发生电化学腐蚀。

4）在工业性大气环境中，空气中含有SO₂，使在空气中的相对湿度远低于100%时，即可在钢铁表面形成酸性水膜而发生电化学腐蚀。

5）当钢铁表面已有锈层，或黏附上化学上不活泼的固体粒子（如灰尘等）时，由于孔隙的毛细管作用，也会使得在低于饱和蒸气压的情况下形成凝聚水膜而发生电化学腐蚀。