金属常见的腐蚀形态

金属腐蚀按腐蚀形态可分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类。全面腐蚀是指腐蚀发生在整个金属材料的表面，其结果是导致金属材料全面减薄。局部腐蚀是相对全面腐蚀而言的，是指腐蚀破坏集中发生在金属材料的特定局部位置，而其余大部分区域腐蚀轻微，甚至不发生腐蚀。

全面腐蚀虽然可能造成金属的大量损失，但其危害性并不如局部腐蚀大。因为全面腐蚀易于测定和预测，相对容易防护，而且在工程设计时可预先考虑留出腐蚀余量。与全面腐蚀相比，局部腐蚀难以预测和预防，往往在没有先兆的情况下，导致金属设备突然发生破坏，因此容易造成事故、环境污染甚至人身伤亡等重大问题。各类腐蚀失效事故事例的调查结果表明，全面腐蚀大约占20%，其余约80%为局部腐蚀破坏。

1.电偶腐蚀

电偶腐蚀也叫异种金属腐蚀或接触腐蚀，是指两种不同电化学性质的材料在于周围环境介质构成回路时，电位较正的金属腐蚀速率减缓，而电位较负的金属腐蚀加速的现象。造成这种现象的原因是这两种材料间存在着电位差，形成了宏观腐蚀原电池。电偶腐蚀作为一种普遍的腐蚀现象，可诱导甚至加速应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、氢脆等腐蚀过程的发生。

产生电偶腐蚀应同时具备下述三个基本条件：

（1）具有不同腐蚀电位的材料：电偶腐蚀的驱动力是被腐蚀金属与电连接的高腐蚀电位金属或非金属之间产生的电位差。

（2）存在离子导电支路：电解质必须连续地存在于接触金属之间，构成金属腐蚀电池的离子导电支路。

（3）存在电子导电支路：即被腐蚀金属与电位高的金属或非金属之间要么直接接触，要么通过其他电子导体实现电连接，构成腐蚀电池的电子导电支路。

2.点蚀

点蚀又称小孔腐蚀，是一种腐蚀集中在金属表面很小范围内并深入到金属内部甚至穿孔的孔蚀形态。点蚀的蚀孔直径一般只有数十微米，但深度等于或远大于孔径。孔口多数有腐蚀产物覆盖，少数呈开放式（无腐蚀产物覆盖）。蚀孔通常沿着重力方向发展。

点蚀产生的主要特征有下列三个方面：

（1）点蚀多发于表面生成钝化膜的金属或表面有阴极性镀层的金属上（如碳钢表面镀锡、铜、镍）。当这些膜上某些点发生破坏，破坏区域下的金属基体与膜未破坏区域形成活化-钝化腐蚀电池，钝化表面为阴极而且面积比活化区大很多，腐蚀向深处发展形成小孔。

（2）点蚀发生在含有特殊离子的介质中，如不锈钢对卤素离子特别敏感，其作用顺序为Cl^-＞Br^-＞I^-。

（3）点蚀通常在某一临界电位以上发生，该电位称作点蚀电位或击破电位，又在某一电位以下停止，而这一电位称作保护电位或再钝化电位。当电位大于点蚀电位，点蚀迅速发生、发展；电位在保护电位和点蚀电位之间时，已发生的蚀孔继续发展，但不产生新的蚀孔；电位小于保护电位时，点蚀不发生，即不会产生新的蚀孔，已有的蚀孔将被钝化不再发展。

3.缝隙腐蚀

金属表面因异物的存在或结构上的原因而形成缝隙，从而导致狭缝内金属腐蚀加速的现象，称为缝隙腐蚀。造成缝隙腐蚀的狭缝或间隙的宽度必须足以使腐蚀介质进入并滞留其中，当缝隙宽度处于25~100μm之间时是缝隙腐蚀发生最敏感的区域，而在那些宽的沟槽或宽的缝隙中，因腐蚀介质易于流动，一般不发生缝隙腐蚀。

金属的缝隙腐蚀表现出如下主要特征：

（1）不论是同种或异种金属的接触还是金属同非金属（如塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等）之间的接触，甚至是金属表面的一些沉积物、附着物（如灰尘、砂粒、腐蚀产物的沉积等），只要存在满足缝隙腐蚀的狭缝和腐蚀介质，几乎所有的金属和合金都会发生缝隙腐蚀。自钝化能力较强的金属或合金，对缝隙腐蚀的敏感性更高。

（2）几乎所有的腐蚀介质（包括淡水）都能引起金属的缝隙腐蚀，而含有氯离子的溶液最容易引起缝隙腐蚀。

（3）遭受缝隙腐蚀的金属表面既可表现为全面腐蚀，也可表现为点蚀形态。耐蚀性好的材料通常表现为点蚀型，而耐蚀性差的材料则为全面腐蚀型。

（4）缝隙腐蚀存在孕育期，其长短因材料、缝隙结构和环境因素的不同而不同。缝隙腐蚀的缝口常常为腐蚀产物所覆盖，由此增强缝隙的闭塞电池效应。

4.晶间腐蚀

晶间腐蚀是金属在适宜的腐蚀环境中沿着或紧挨着材料的晶粒间界发生和发展的局部腐蚀破坏形态。晶间腐蚀从金属材料表面开始，沿着晶界向内部发展，使晶粒间的结合力丧失，以致材料的强度几乎完全消失。

晶间腐蚀的产生必须具备两个条件：①晶界物质的物理化学状态与晶粒不同；②特定的环境因素。晶间腐蚀的根本原因是晶粒间界及其附近区域与晶粒内部存在电化学上的不均匀性，这种不均匀性是金属材料在冶炼、焊接和热处理等过程中造成的。例如：①晶界析出第二相，造成晶界某一合金成分的贫化；②晶界析出易于腐蚀的阳极相；③杂质与溶质原子在晶界区偏析；④晶界区原子排列杂乱，位错密度高；⑤新相析出或转变，造成晶界处较大的内应力。

5.选择性腐蚀

选择性腐蚀是指腐蚀在合金的某些特定部位有选择性地进行的现象。选择性腐蚀发生在二元或多元固溶体合金中，电位较高的组元为阴极，电位较低的组元为阳极，组成腐蚀原电池，电位较高的组元保持稳定或重新沉积，而电位较低的组元发生溶解。选择性腐蚀形态主要有2种类型：均匀型层状和局部塞状。均匀层状多发生于易溶解相较高时，而局部塞状多发生于优先溶解相含量较低的或在氧化条件较弱的情况下。选择性腐蚀最典型的例子是黄铜脱锌和铸铁的石墨化腐蚀。