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金属原子失去电子变为离子，金属发生氧化反应
金属在腐蚀过程中所发生的化学变化，从根本上来说就是金属单质被氧化形成化合物。
这种腐蚀过程一般通过两种途径进行：化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀：金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
电化学腐蚀：金属材料（合金或不纯的金属）与电解质溶液接触 , 通过电极反应产生的腐蚀。
生物腐蚀也是金属腐蚀的一种途径
空气中相对湿度越高，金属表面水膜越厚，空气中的氧透过水膜到金属表面作用。相对湿度达到一定数值时，腐蚀速度大幅上升，这个数值称为临界相对湿度，钢的临界相对湿度约为70%。
环境温度与相对湿度关联，干燥的环境（沙漠）下，气温再高金属也不容易锈蚀。当相对湿度达到临界值时，温度的影响明显加剧，温度每增加10℃，锈蚀速度提高两倍。因此，在湿热带或雨季，气温越高，锈蚀越严重。
用下列反应式表示生锈过程：
Fe H2O→Fe（OH）2
Fe（OH）2 H2O O2→Fe（OH）3
Fe H2O O2→Fe（OH）3
可见没有水和氧气，金属就不会生锈，空气中20%体积是氧气，它是无孔不入的。
4.大气其它物质的影响
大气中含有盐雾、二氧化硫、硫化氢和灰尘时，会加速腐蚀，因此，不同环境下受腐蚀的大小差别是明显的，城市高于农村；工业区高于生活区；沿海高于内陆；高粉尘高于低粉尘。2100433B
金属在腐蚀过程中所发生的化学变化，从根本上来说就是金属单质被氧化形成化合物。
这种腐蚀过程一般通过两种途径进行:化学腐蚀和电化学腐蚀。 化学腐蚀:金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
电化学腐蚀:金属材料(合金或不纯的金属)与电解质溶液接触 , 通过电极反应产生的腐蚀。
生物腐蚀也是金属腐蚀的一种途径
金属材料的腐蚀等级是按其腐蚀速率大小来界定的 金属腐蚀率mm/a评级标准:一般腐蚀速率V以每年的腐蚀深度来表示的,mm/a.V<0.0...
做腐蚀工艺的厚度，跟不锈钢的用途有关系。 一般的腐蚀厚度在0.05mm-2.5mm，特殊情况下也可以超过这个范围。 不锈钢腐蚀...
金属腐蚀的防护主要方法有：①改变金属的内部结构。例如，把铬、镍加入普通钢中制成不锈钢。②在金属表面覆盖保护层。例如，在金属表面涂漆、电镀或用化学方法形成致密耐腐蚀的氧化膜等。③电化学保护法。因为金属单...
点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小，一般情况下，点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经常发生在表面有钝化膜或保护膜的金属上。
由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均一性，当介质中含有某些活性阴离子（如Cl－）时，这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某些点上，从而使金属表面钝化膜发生破坏。一旦这层钝化膜被破坏又缺乏自钝化能力时，金属表面就发生腐蚀。这是因为在金属表面缺陷处易漏出机体金属，使其呈活化状态，而钝化膜处仍为钝态，这样就形成了活性—钝性腐蚀电池，由于阳极面积比阴极面积小得多，阳极电流密度很大，所以腐蚀往深处发展，金属表面很快就被腐蚀成小孔，这种现象被称为点蚀.
在石油、化工的腐蚀失效类型统计中，点蚀约占20%～25%。流动不畅的含活性阴离子的介质中容易形成活性阴离子的积聚和浓缩的条件，促使点蚀的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容易发生点蚀
PH值降低、温度升高都会增加点蚀的倾向。氧化性金属离子（如Fe3 、Cu2 、Hg2 等）能促进点蚀的产生。但某些含氧阴离子（如氢氧化物、铬酸盐、硝酸盐和硫酸盐等）能防止点蚀.
点蚀虽然失重不大，但由于阳极面积很小，所以腐蚀速率很快，严重时可造成设备穿孔，使大量的油、水、气泄漏，有时甚至造成火灾、爆炸等严重事故，危险性很大。点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等加剧，在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源.
在电解液中，金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙，缝隙内有关物质的移动受到了阻滞，形成浓差电池，从而产生局部腐蚀，这种腐蚀被称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在设备中法兰的连接处，垫圈、衬板、缠绕与金属重叠处，它可以在不同的金属和不同的腐蚀介质中出现，从而给生产设备的正常运行造成严重障碍，甚至发生破坏事故。对钛及钛合金来说，缝隙腐蚀是最应关注的腐蚀现象。介质中，氧气浓度增加，缝隙腐蚀量增加；PH值减小，阳极溶解速度增加，缝隙腐蚀量也增加；活性阴离子的浓度增加，缝隙腐蚀敏感性升高。但是，某些含氧阴离子的增加会减小缝隙腐蚀量.
材料在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力（包括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等所引起的残余应力，以及裂缝锈蚀产物的楔入应力等）下，所出现的低于强度极限的脆性开裂现象，称为应力腐蚀开裂.应力腐蚀开裂是先在金属的腐蚀敏感部位形成微小凹坑，产生细长的裂缝，且裂缝扩展很快，能在短时间内发生严重的破坏。应力腐蚀开裂在石油、化工腐蚀失效类型中所占比例最高，可达50%.
应力腐蚀的产生有两个基本条件：一是材料对介质具有一定的应力腐蚀开裂敏感性；二是存在足够高的拉应力。导致应力腐蚀开裂的应力可以来自工作应力，也可以来自制造过程中产生的残余应力。据统计，在应力腐蚀开裂事故中，由残余应力所引起的占80%以上，而由工作应力引起的则不足20%.
应力腐蚀过程一般可分为三个阶段。第一阶段为孕育期，在这一阶段内，因腐蚀过程局部化和拉应力作用的结果，使裂纹生核；第二阶段为腐蚀裂纹发展时期，当裂纹生核后，在腐蚀介质和金属中拉应力的共同作用下，裂纹扩展；第三阶段中，由于拉应力的局部集中，裂纹急剧生长导致零件的破坏.
在发生应力腐蚀破裂时，并不发生明显的均匀腐蚀，甚至腐蚀产物极少，有时肉眼也难以发现，因此，应力腐蚀是一种非常危险的破坏.
一般来说，介质中氯化物浓度的增加，会缩短应力腐蚀开裂所需的时间。不同氯化物的腐蚀作用是按Mg2 、Fe3 、Ca2 、Na1 、Li1 等离子的顺序递减的。发生应力腐蚀的温度一般在50℃～300℃之间.
防止应力腐蚀应从减少腐蚀和消除拉应力两方面来采取措施。主要是：一要尽量避免使用对应力腐蚀敏感的材料；二在设计设备结构时要力求合理，尽量减少应力集中和积存腐蚀介质；三在加工制造设备时，要注意消除残余应力.
腐蚀疲劳是在腐蚀介质与循环应力的联合作用下产生的。这种由于腐蚀介质而引起的抗腐蚀疲劳性能的降低，称为腐蚀疲劳。疲劳破坏的应力值低于屈服点，在一定的临界循环应力值（疲劳极限或称疲劳寿命）以上时，才会发生疲劳破坏。而腐蚀疲劳却可能在很低的应力条件下就发生破断，因而它是很危险的.
影响材料腐蚀疲劳的因素主要有应力交变速度、介质温度、介质成分、材料尺寸、加工和热处理等。增加载荷循环速度、降低介质的PH值或升高介质的温度，都会使腐蚀疲劳强度下降。材料表面的损伤或较低的粗糙度所产生的应力集中，会使疲劳极限下降，从而也会降低疲劳强度.
晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中，沿着材料的晶粒间界受到腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏现象。受这种腐蚀的设备或零件，有时从外表看仍是完好光亮，但由于晶粒之间的结合力被破坏，材料几乎丧失了强度，严重者会失去金属声音，轻轻敲击便成为粉末.
据统计，在石油、化工设备腐蚀失效事故中，晶间腐蚀约占4%～9%，主要发生在用轧材焊接的容器及热交换器上.
一般认为，晶界合金元素的贫化是产生晶间腐蚀的主要原因。通过提高材料的纯度，去除碳、氮、磷和硅等有害微量元素或加入少量稳定化元素（钛、铌），以控制晶界上析出的碳化物及采用适当的热处理制度和适当的加工工艺，可防止晶间腐蚀的产生.
均匀腐蚀是指在与环境接触的整个金属表面上几乎以相同速度进行的腐蚀。在应用耐蚀材料时，应以抗均匀腐蚀作为主要的耐蚀性能依据，在特殊情况下才考虑某些抗局部腐蚀的性能.
由磨损和腐蚀联合作用而产生的材料破坏过程叫磨损腐蚀。磨损腐蚀可发生在高速流动的流体管道及载有悬浮摩擦颗粒流体的泵、管道等处。有的过流部件，如高压减压阀中的阀瓣（头）和阀座、离心泵的叶轮、风机中的叶片等，在这些部位腐蚀介质的相对流动速度很高，使钝化型耐蚀金属材料表面的钝化膜，因受到过分的机械冲刷作用而不易恢复，腐蚀率会明显加剧，如果腐蚀介质中存在着固相颗粒，会大大加剧磨损腐蚀.
金属材料特别是钛材一旦吸氢，就会析出脆性氢化物，使机械强度劣化。在腐蚀介质中，金属因腐蚀反应析出的氢及制造过程中吸收的氢，是金属中氢的主要来源。金属的表面状态对吸氢有明显的影响，研究表明，钛材的研磨表面吸氢量最多，其次为原始表面，而真空退火和酸洗表面最难吸氢。钛材在大气中氧化处理能有效防止吸氢.
1. U.R.Evans
20世纪初期英国冶金科学家，U.R.Evans建立了腐蚀极化图，提出了混合电位理论。
2. M.Pourbaix
20世纪初比利时科学家M.Pourbaix建立了电位-酸度（E-pH）图,依据这种图。可以很明朗 的判断一种金属在环境体系中的腐蚀热力学。
3. Uhlig
20世纪中叶美国科学家尤利格（Uhlig）编著腐蚀科学手册，可查询各种金属的腐蚀特性。
4. 中国的腐蚀科学家
中国的腐蚀科学起步晚，但发展很快，著名的腐蚀科学家有建国初年（1955）的余柏年，华保定（二人水平很高，但可惜未评上院士）。70年代曹楚南（现院士）。
金属腐蚀类别及形态
金属腐蚀类别及形态
金属腐蚀的类别及形态 腐蚀是指由于材料与环境反应而引起的破坏或变质，也可以认为是除了单纯的机械破坏 以外的材料的各种破坏。 金属的腐蚀是指金属材料由于介质的作用而发生状态的变化， 转变 成新相，从而遭受破坏。 金属的腐蚀是一个热力学自发的过程，而且最为普遍，所以金属的 腐蚀也就成为腐蚀科学研究的主要对象。 金属腐蚀可分为化学腐蚀、 生物腐蚀、 和电化学腐 蚀。金属表面与介质发生单纯的化学作用而引起的腐蚀称为化学腐蚀。例如碳钢中的 Fe3C 与周围介质如氧气、 二氧化碳和水在高温下发生反应， 结果使其表面硬度降低， 抗疲劳性能 下降 ;金属由于细菌等微生物的作用而引起的腐蚀称为生物腐蚀。例如地下管道由于细菌腐 蚀经常发生泄漏等现象 ;金属和电解质溶液接触时，由于电化学作用而引起的腐蚀称为电化 学腐蚀。铁制品的锈蚀主要是电化学腐蚀。 因为在炼钢的时候由于钢材的性能需要经常要渗 入碳或其它元素，
异金属腐蚀又称接触腐蚀或电偶腐蚀，由于腐蚀电池的作用而产生的腐蚀。当两种不同的金属或合金在介质中相偶接，电位较负的金属腐蚀速度加大，而电位较正的金属受到了保护，即异金属腐蚀 。
金属腐蚀一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
（一）化学腐蚀
化学腐蚀是由金属表面与介质发生化学作用而引起的，它的特点是在作用进行过程中没有电流产生。化学腐蚀可分为以下两类。
（1）气体腐蚀：金属在干燥气体中（表面上没有湿气冷凝）发生的腐蚀。气体腐蚀一般是指在高温时金属的腐蚀，例如轧钢时生成的氧化皮，内燃机活塞的烧坏等。
（2）在非电解质溶液中的腐蚀）金属在不导电的液体中发生的腐蚀。例如金属在有机液体（如乙醇、石油等）中的腐蚀。
（二）电化学腐蚀
电化学腐蚀是由金属表面与介质发生电化学作用而引起的，在作用过程中有阴极区和阳极区，在金属与介质中有电流流动。电化学作用有时单独造成腐蚀，有时有机械作用、生物作用共同产生腐蚀。电化学腐蚀可分为以下几类。
（1）大气腐蚀：金属在潮湿的空气中发生的腐蚀。
（2）土壤腐蚀：埋设在地下的金属构作物（如管道、电缆等）所产生的腐蚀。
（3）在电解质溶液中的腐蚀：这是极其广泛的一类腐蚀。天然水及大部分水溶液对金属结构的腐蚀（例如在海水和酸、碱、盐的水溶液中所发生的腐蚀）都属于这一类。
（4）在熔盐中的腐蚀：金属在熔盐中发生的腐蚀。如热处理车间中，熔盐加热炉中电极和被处理金属等发生的腐蚀，
（5）应力腐蚀开裂：是在拉伸应力和腐蚀介质作用下的金属腐蚀破坏。应力来自冷热加工过程中的残余应力或外应力。开裂的裂纹与拉应力垂直，有时沿金属晶体的晶界开裂，有时穿晶开裂。
（6）腐蚀疲劳：是在交变应力（或脉冲应力）和腐蚀介质共同作用下，金属的疲劳极限大大降低而导致过早地破裂（如螺旋桨轴、泵轴）的腐蚀。
（7）磨损腐蚀（磨蚀）：同时存在腐蚀作用和机械磨损，两者相互加速。磨损的形式有多种。
①冲击腐蚀（冲蚀）：是由于液体湍流或冲击所造成的。
②空泡腐蚀（空蚀）：高速流动的液体，因不规则的流动，产生了所谓空泡。这种空泡内只有一点水汽或低压的空气，由于压力和流动条件经常变化，空泡会周期性地产生和消失，当它消失时由于与周围高压形成很大的压力差，在靠近空泡的金属表面产生所谓“水锤作用”，常常破坏金属表面的保护膜，使腐蚀作用继续深入。
③微振磨损腐蚀，是由两个紧接着的表面相互振动引起的磨损，破坏了金属的保护膜，使腐蚀加速。
（8）微生物腐蚀：某些微生物的生命活动，能够促进阳极区或阴极区的电化学反应，或能削弱金属表面膜的耐蚀作用，或能产生腐蚀性物质，从而加速电化学腐蚀。如硫酸盐还原菌和铁细菌对金属的腐蚀。
（9）海洋生物腐蚀、不少海洋生物（动物或植物）能够粘附在金属表面并且不断繁殖，在其新陈代谢过程中能产生腐蚀性的物质，或由于其在金属表面覆盖不均匀而造成氧浓差电池，从而加速电化学腐蚀。
为了防止金属腐蚀，必须搞清楚金属腐蚀的原因(是由湿式腐蚀引起的，还是由干式腐蚀引起的)，以便确定防腐蚀方法。对于干式腐蚀，可以用合金或包覆耐氧化性金属保护基体金属，使之不受腐蚀气体的损害，也就是，防止干式腐蚀的办法是，制成合金或用电镀、喷镀、渗透等覆膜法，例如在不锈钢屏风制品的表面电镀后，不受腐蚀气体的损害。对于湿式腐蚀，因为它是电化学腐蚀，所以改变发生这种腐蚀的电化学环境，就能起到防腐蚀的作用。例如，制造总处于钝态的不锈钢那样的合金、采用阴极防蚀法(电化学防蚀法)、处理金属外部的腐蚀因子(改变环境)等，即可防止湿式腐蚀。
一、钝态
在浓硝酸中浸过之后再浸入稀盐酸的铁，比没浸过浓硝酸就浸入稀盆酸的铁难以溶解，即难以发生腐蚀。象达样，金属的电位与普通状态相比，显著地移向贵金属，这种状态就称为钝态。推而广之，金属经过物理的、化学的以至金相学的处理，而形成在某种环境下不腐蚀的状态就叫做钝态。上述的铁就是通过化学处理变为钝态的。除此以外，若以金属为阳极，用大电流密度处理，也能变为钝态。
金属表现出钝态有两种情况，其一是在金属表面生成可见的膜(这叫做机械的钝态)，其二是看不到膜的存在(这叫做化学的钝态)。
通常，若搞不清钝态是如何形成的，则多是后者。例如白金的不溶性，可以认为是其表面处于钝态，但是它的成因尚不明确，是由于气体的吸附，还是由于金属的电子结构的改变?但一般都认为不存在固体膜。对于机械的钝态，根据物理试验，可以确定金属表面存在氧化膜。例如，不锈钢和普通钢相比总是处于钝态，可以证明在它的表面上存在着氧化膜。
总之，所谓钝态是指金属比普通状态耐腐蚀的状态。因此金属表面处于钝态是理想的使用状态。
二、覆膜法
覆膜法是用其它金属或非金属覆盖金属表面以保护基体金属的方法。如果用其它金属覆盖时，若是将基体金属完全覆盖有困难，则只防止在介质中的基体金属的腐蚀就可以了。这时就得考虑基体金属和膜同时与一种电解质水溶液接触所构成的局部电池。
根据覆盖金属比基体金属是贵(noble)还是贱(base)，则防腐蚀条件各不相同。例如，镀锌板是在铁板上覆盖了比铁贱的金属锌，由铁和锌构成局部电池时，覆盖的锌成为阳极而溶解，只要锌存在，铁就不受腐蚀;相反，马口铁是在铁板上覆盖了比铁贵的金属锡，如果锡膜上有细孔、裂纹，铁暴露出来构成局部电池时，则铁作为阳极溶解而发生腐蚀。北京不锈钢钣金加工厂因此只有锡膜层没有细孔、裂纹，基体铁完全被覆盖时,才能防止腐蚀。与此相同，在金属表面上制成耐腐蚀的金属氧化物、或者其他金属化合物，用这种膜层来防止基体金属腐蚀(例如对铝及其合金的阳极氧化，钢铁的发黑、磷化等)时，也要用这些非金属膜层完全覆盖，把金属与腐蚀环境隔开。
三、环境处理
在这方面有向能引起腐蚀的水溶液，即电解质水镕液里添加缓蚀剂的方法和除去腐蚀因子的方法。前者是往溶液里舔加极少量的缓蚀剂而使腐蚀速度大大降低。这是因为在局部电池的阳极或阴极处吸附了添加物，形成膜，从而具有防腐蚀的效果。另外，近年来常使用气相缓蚀剂，作为防止大气中湿气腐蚀的缓蚀剂。后者是改变腐蚀因子——氢离子浓度，或者通过煮沸除去溶在溶液中的氧等氧化剂的方法。
四、阴极防蚀法
如上所述，湿式腐蚀是由局部电他的腐蚀电流引起的，针对它而采取的用消除金属表面的局部电位差来防止腐蚀的方法，叫做阴极防蚀法，或叫做电化学防腐法。这是用外电源把局部电池阴极的电位极化到阳极的平衡电位上，使腐蚀电流不流通。还有用贱(ba5e)金属形成电池，以消耗贱金属达到防蚀目的的方法。前者用于埋没快管的防蚀上，后者用于船舶的防蚀上。
异金属腐蚀简介