化学腐蚀对金属材料的危害及耐腐蚀性能

金属材料与介质发生单纯化学作用而引起的损坏称为化学腐蚀。金属在干燥气体和无导电性的非水溶液中的腐蚀都属于化学腐蚀。如金属与干燥气体氧气及硫化氢、二氧化硫、氯气接触，在金属表面生成相应的化合物（氧化物、硫化物、氯化物等）。

常见的化学腐蚀是金属的氧化。金属在干燥的大气中，表面总会产生不同程度的氧化，在金属表面生成相应的氧化物。温度越高，氧化越快。如铁在常温、干燥空气中不易氧化，但高温时就容易氧化。铜在室温下于干燥空气中几乎不氧化；当温度达到100℃时，表面生成黑色CuO膜。在260℃以下，氧化速度缓慢，温度再高，氧化速度增加，铜表面生成红色Cu₂O膜，高于600℃时，铜将强烈的氧化。

金属氧化后生成相应的氧化物。如铜氧化后生成CuO、Cu₂O；铝氧化后生成Al₂O₃；铁氧化后生成FeO和Fe₂O₃；不同金属表面上生成的氧化膜具有不同的结构和特征。如果生成的氧化膜完整致密，使金属与空气隔离，将避免进一步氧化；如果氧化膜疏松、多孔，或易于剥落、脱离，使大气中的氧不断向金属内渗入、扩散；外层氧化膜一层一层的剥落致使金属材料进一步破坏。

显然，如果氧化膜的体积等于或大于所消耗的金属体积，则膜的保护性好，但氧化膜的体积过大（超过金属体积2.5～3倍），则内应力大，膜易裂，保护性也差。表2-4列出了部分金属氧化膜的性质及氧化规律。

表2-4 部分金属氧化膜的性质及氧化规律

当大气中含有易与金属起反应的有害气体如SO₂、H₂S、Cl₂或金属材料直接接触有害液体，如酸、碱等，金属与这些化合物特别是酸根反应，进行各种化学反应也会导致腐蚀，如(www.xing528.com)

Cu+H₂S→Cu₂S

Zn+HCl→ZnCl₂

环境中酸碱的成分越多，这种化学腐蚀越快。部分金属耐大气腐蚀的情况见表2-5。

表2-5 部分金属耐大气腐蚀的情况

注：耐腐蚀，腐蚀深度（mm），a<0.1；尚耐蚀，腐蚀深度（mm）a=（0.1～1.0）；不腐蚀，腐蚀深度（mm），a>1.0。