金屬腐蝕是指金屬與周圍環(huán)境(介質(zhì))發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的損傷或劣化。

金屬腐蝕是一種常見的腐蝕形式。在腐蝕過(guò)程中，金屬界面發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)多相反應(yīng)，使金屬處于氧化(離子)狀態(tài)。這將大大降低金屬材料的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能，破壞金屬構(gòu)件的幾何形狀，增加零件之間的磨損，惡化電氣、光學(xué)等物理性能，縮短設(shè)備的使用壽命，甚至?xí)鸹馂?zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故。

例如,生銹的鐵產(chǎn)品(Fe2O3·xH2O),白色斑點(diǎn)(氧化鋁)表面的鋁產(chǎn)品,銅綠色(Cu2 (OH) 2二氧化碳)表面上的銅產(chǎn)品和表面涂黑(銀2,Ag2O)銀器都屬于金屬腐蝕,腐蝕的金屬鐵制品大量更常見。

,&,根據(jù)金屬材料的腐蝕失效模式，腐蝕可分為均勻腐蝕和局部腐蝕。在實(shí)際的腐蝕系統(tǒng)中，大多數(shù)金屬的腐蝕是局部腐蝕。由于局部腐蝕發(fā)生在金屬表面的小范圍內(nèi)，大多數(shù)金屬表面的腐蝕量都很小，但工程結(jié)構(gòu)、零部件的使用壽命主要取決于局部腐蝕損傷的發(fā)展。

,局部腐蝕是指腐蝕主要發(fā)生在金屬材料表面的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)，而其他大多數(shù)表面的腐蝕非常輕微甚至沒有腐蝕。

,局部腐蝕是由于金屬本身(結(jié)構(gòu)、組織、化學(xué)成分、表面狀態(tài))和腐蝕介質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)不均勻，即不同部位具有不同的電極電位，從而導(dǎo)致電位差，成為局部腐蝕的驅(qū)動(dòng)力。腐蝕往往優(yōu)先發(fā)生在電極電位低的部位。在局部腐蝕過(guò)程中，腐蝕電池的陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)一般是完全分離的，可以通過(guò)目視或微觀檢查加以區(qū)分。一般來(lái)說(shuō)，陽(yáng)極的面積要比陰極的面積小得多，即形成了所謂的小陽(yáng)極大陰極的構(gòu)型。對(duì)于這種配置，由于陰極面積比較大，陰極退極化作用很大，小陽(yáng)極區(qū)域的腐蝕非常嚴(yán)重，腐蝕集中在金屬表面的局部陽(yáng)極區(qū)域。

,當(dāng)發(fā)生局部腐蝕時(shí)，由于金屬表面細(xì)化程度不同，不能用平均腐蝕速率來(lái)估計(jì)局部腐蝕程度。一般情況下，局部腐蝕引起的金屬損失相對(duì)較小，但結(jié)構(gòu)在發(fā)生局部腐蝕時(shí)不易被發(fā)現(xiàn)，危害非常大，往往會(huì)引起災(zāi)難性事故。

金屬的化學(xué)腐蝕反應(yīng)可分為兩個(gè)步驟。第一步是氧化步驟，第二步是脫電子步驟。氧化過(guò)程釋放自由電子，而脫電子過(guò)程是除去自由電子的過(guò)程。

陽(yáng)離子可以進(jìn)入溶液或與其他陰離子結(jié)合形成化合物。氧化過(guò)程必須與脫電子過(guò)程同時(shí)配合才能完成整個(gè)反應(yīng)。

因此，只有通過(guò)電子去除步驟去除氧化步驟產(chǎn)生的自由電子，金屬原子才能不斷被腐蝕。實(shí)際的腐蝕過(guò)程是一個(gè)非常緩慢而相對(duì)均勻地在表面上失去金屬原子的過(guò)程。在某些條件下，如果在一個(gè)區(qū)域形成陽(yáng)極或陰極區(qū)域，可能會(huì)出現(xiàn)局部腐蝕不均勻，并形成可見的腐蝕坑。

鋼鐵不會(huì)很快被腐蝕，因?yàn)樗谋砻嬖谒袝?huì)形成一層氧化保護(hù)層。由于鐵容易被氧化形成氧化鐵，所以不溶于水，容易沉積在金屬表面，從而阻礙了進(jìn)一步的腐蝕。這種現(xiàn)象稱為腐蝕鈍化。鋯、鉻、鋁、不銹鋼等金屬在常溫的水或空氣中會(huì)形成很薄的保護(hù)層，有時(shí)甚至薄得肉眼無(wú)法分辨。由于這種薄保護(hù)層，這些金屬在水或空氣中具有良好的耐腐蝕性。

造成鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的因素有很多，主要是電化學(xué)腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)一旦腐蝕，就會(huì)變得越來(lái)越嚴(yán)重。這樣，構(gòu)件的橫截面積就會(huì)減少，承載力就會(huì)降低，其使用價(jià)值就會(huì)逐漸喪失和報(bào)廢。鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕雖然目前無(wú)法避免，但其腐蝕速率是可以控制的，這就要求對(duì)鋼結(jié)構(gòu)采取有效的防腐措施。

鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕特點(diǎn):經(jīng)過(guò)噴丸、沖壓、電焊組裝等工藝后，鋼結(jié)構(gòu)造成熱應(yīng)力分布不均勻或晶粒變形，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)中電極電位的差異，這是鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的“隱患”，這就是為什么鋼結(jié)構(gòu)的電焊件特別容易生銹的原因。

金屬腐蝕是由各種內(nèi)外因素引起的。綜上所述，影響金屬腐蝕的主要因素如下。

金屬材料本身的影響

不同的金屬具有不同的電極電位和不同的金相組織，其穩(wěn)定性(即耐腐蝕性)也不同。相同化學(xué)成分的鋼，由于熱處理工藝的不同，其耐腐蝕性也有所不同。此外，在鍛造、鑄造和焊接過(guò)程中熱應(yīng)力分布不均勻或熱處理過(guò)程中晶粒變形可能會(huì)導(dǎo)致金屬中電極電位的差異，加速金屬本身的腐蝕。

金屬表面光潔度

對(duì)腐蝕速率也有明顯的影響。特別是在初始階段，金屬表面越光滑，其耐蝕性越好。粗糙的金屬表面由于深凹部分不易與氧氣接觸而成為陽(yáng)極，表面成為陰極，導(dǎo)致氧濃度電池的腐蝕。

環(huán)境溫度影響

一般情況下，隨著溫度的升高，金屬在電解液中的腐蝕速率會(huì)加快。海水溫度升高10℃，鋼的腐蝕速率增加一倍，因?yàn)殡姌O的反應(yīng)會(huì)隨著溫度的升高而增加。此外，在大陸性氣候地區(qū)，晝夜溫差較大，夜間大氣相對(duì)濕度增大?？諝庵械乃謺?huì)以凝結(jié)的形式聚集在金屬表面，為金屬生銹提供條件。

溶液組成和濃度的影響

例如，海水是一種天然電解質(zhì)溶液，含有多種鹽分，包括有機(jī)物、沉積物、溶解氣體、腐爛有機(jī)物等。然而，影響鋼腐蝕速率的重要因素是海水的鹽度、高鹽度、高電導(dǎo)率、宏孔腐蝕電流強(qiáng)度的增大和鋼腐蝕強(qiáng)度的增大。此外，海水中大量的氯離子會(huì)阻礙甚至破壞金屬鈍化，促進(jìn)金屬腐蝕。

腐蝕介質(zhì)等因素的影響

各種腐蝕介質(zhì)等因素也會(huì)加速金屬的腐蝕。大氣中除了O2和H2外，還含有N2和各種雜物，如鹽霧、二氧化硫、硫化氫等靠近海洋的物質(zhì)。在化學(xué)領(lǐng)域，各種煤煙、金屬化合物等鹽顆粒。這些腐蝕性介質(zhì)一旦落到金屬表面，就會(huì)與水結(jié)塊，加速黃金的腐蝕。