腐蚀分类及危害分析

1.按腐蚀环境分类

按腐蚀环境可分为化学介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、细菌腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀和接触腐蚀等。

2.按腐蚀机理分类

按腐蚀机理可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。

（1）化学腐蚀 化学腐蚀指金属表面与环境组分直接发生纯化学反应而引起的破坏。其特点是非电解质中的氧化剂直接与金属表面的原子相互作用，形成腐蚀产物，反应过程中无电流产生。实际生产实践中纯化学腐蚀较少见。

（2）电化学腐蚀 电化学腐蚀指金属表面与环境组分（电解质溶液）发生电化学反应而产生的破坏。其特点是腐蚀反应包括一个阳极反应和一个阴极反应，阳极反应即阳极氧化过程是与阴极反应同时进行的，反应过程中有电流产生。电化学腐蚀在生产中广泛存在，金属在大气、海水、土壤及各种电解质溶液中的腐蚀均属于此类腐蚀。金属的腐蚀破坏大多数是电化学腐蚀造成的。

（3）物理腐蚀 物理腐蚀指由单纯的物理溶解作用而引起的破坏。许多金属在高温与熔盐、熔碱、液态金属相接触时，会被溶解而造成此类腐蚀。

3.按腐蚀破坏特征分类

按腐蚀破坏特征可分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类。

（1）全面腐蚀 全面腐蚀可以均匀地在金属表面产生，也可以非均匀产生。此种腐蚀一般易于控制，危害不大。

（2）局部腐蚀 局部腐蚀包括电偶腐蚀、缝隙腐蚀、小孔腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、磨损腐蚀、空蚀、氢脆等。此类腐蚀不易控制和监测，危害较大。

1）电偶腐蚀。电偶腐蚀又称为不同金属接触腐蚀，是指两种以上具有不同电位的金属接触时造成的腐蚀。耐蚀性较差的金属（活泼金属）接触后成为阳极，腐蚀加速；耐蚀性较好的金属则成为阴极，腐蚀很小或完全不腐蚀。

2）缝隙腐蚀。在腐蚀介质中金属表面缝隙中发生的局部腐蚀称为缝隙腐蚀。这类腐蚀常和垫片下空穴、搭接缝、表面沉积物（如砂、灰尘）以及缝隙内积存的少量静止溶液有关，是比较多见的一种腐蚀现象，这种腐蚀是由缝隙内与周围金属离子或氧浓度的差所引起的。

3）小孔腐蚀（点蚀）。小孔腐蚀是在金属表面局部产生针状、点状、小孔状的腐蚀。点蚀是破坏性极大的一种腐蚀。点蚀是阳极反应的一种独特形态，且是一种自催化过程。不锈钢和铝合金在含有氯离子的溶液中常发生这类腐蚀。此外在钢铁件表面电镀阴极性镀层时，如镀层不致密，则钢铁表面也可能产生点蚀。容易钝化的金属由于钝化膜的局部破坏（如Cl等活性阴离子破坏），点蚀尤为严重。

4）晶间腐蚀。晶间腐蚀是沿金属晶粒边界发生的选择性腐蚀。这种腐蚀由于在宏观上无明显变化，而材料强度又几乎完全丧失，常造成材料（或构件）突然破坏，因此危险性很大。产生晶间腐蚀的主要原因是晶粒及晶间在电化学上的不均匀性（如晶界偏析、晶界异相析出、出现某种元素的贫乏区），或新相本身不耐蚀，或新相在晶界上析出造成晶界内应力较大。

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图1-21 水线腐蚀

5）选择性腐蚀。选择性腐蚀是由于腐蚀过程中某一金属元素优先从固体合金中脱除而产生的。如水线腐蚀，如图1-21所示。金属半浸于海水中，液面处氧扩散容易、浓度高，成为腐蚀电池的阴极；水线下氧浓度低，成为腐蚀电池的阳极，阳极铁离子溶解腐蚀。

6）应力腐蚀。应力腐蚀（SCC）是指金属在拉应力和特定腐蚀介质共同作用下发生的脆断。其力学特征是仅在拉应力作用下产生，且存在一个临界应力σ_SCC（或K_ISCC），这是对大多数情况说的。此外，还存在腐蚀介质的特效性，即某种金属仅在某种特定介质中产生脆断。如锅炉钢在碱液中的“碱脆”，低碳钢在硝酸盐中的“硝脆”，奥氏体不锈钢在含氯离子液中的“氯脆”，黄铜在氨气中的“氨脆”（表1-6）。

表1-6 能引起金属及合金产生应力腐蚀的介质

（续）

产生应力腐蚀的介质浓度可以很低，如核电站中每克高温水仅含几微克的氯离子便可令奥氏体不锈钢产生应力腐蚀；黄铜弹壳仅涂薄薄一层清漆，其中混入少量朱砂（HgS），即可令其开裂。应力腐蚀断口的宏观特征是脆断断口，裂纹源及扩展区周围介质腐蚀呈黑色或灰黑色。突断区呈放射花纹或人字纹。微观特征则较复杂，一般碳素钢及低合金钢为沿晶断，奥氏体不锈钢为穿晶断。

7）磨损腐蚀。磨损腐蚀是在金属表面间相对运动和腐蚀介质的共同作用下产生的腐蚀。腐蚀的表面特征是：出现槽、沟、波纹、麻点和山谷形，在麻点周围是腐蚀产物。

8）空蚀。不锈钢泵叶轮和处理水的冷凝器管常产生空蚀。空蚀（空泡腐蚀）是腐蚀的一种特殊形式。在金属表面附近的液体中有气泡产生并破灭易引起此种腐蚀。如水轮机叶片迎水流面的反面、船用螺旋桨等均易发生空蚀。空蚀形成的过程一般是：金属表面保护膜上出现气泡→气泡破灭→全膜破损→新暴露表面腐蚀，又重新起膜。如此反复，金属表面腐蚀加深，在水轮机叶片上发生的空蚀严重时可像蜂窝状。

9）氢脆。氢脆是由于氢进入金属使材料变脆而导致破坏的现象。腐蚀过程中，出现的一种吸收电子的过程是阴极放氢反应，即

H₂O→H^＋＋OH^-

H^＋＋e^-→[H]

氢原子一方面可以通过合成氢分子（H₂）放出，另一方面可以迅速扩散，并且集中钻入裂纹顶端（即三向应力高的区域）。氢的积集造成高应力使金属原子结合力下降，基体脆化，从而裂纹不断扩展，导致断裂。氢脆宏观断口平整，无塑性变形并带有放射状撕裂线。不是所有金属都会发生氢脆，一般在Fe、Ti、Zr基合金中发生，而在Al及Ni高强度合金中不考虑。氢脆是造成焊接冷裂纹的重要因素，因此，对焊接接头的氢脆问题要特别注意。