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。在局部腐蝕過程中，腐蝕電池的陽極區(qū)和陰極區(qū)一般是完全分離的，可以通過目視或微觀檢查加以區(qū)分。一般來說，陽極的面積要比陰極的面積小得多，即形成了所謂的小陽極大陰極的構(gòu)型。對于這種配置，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極區(qū)域。

,當(dāng)發(fā)生局部腐蝕時，由于金屬表面細(xì)化程度不同，不能用平均腐蝕速率來估計(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較小，但結(jié)構(gòu)在發(fā)生局部腐蝕時不易被發(fā)現(xiàn)，危害非常大，往往會引起災(zāi)難性事故。

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

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

因此，只有通過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)際的腐蝕過程是一個非常緩慢而相對均勻地在表面上失去金屬原子的過程。在某些條件下，如果在一個區(qū)域形成陽極或陰極區(qū)域，可能會出現(xiàn)局部腐蝕不均勻，并形成可見的腐蝕坑。

鋼鐵不會很快被腐蝕，因?yàn)樗谋砻嬖谒袝纬梢粚友趸Ｗo(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形成很薄的保護(hù)層，有時甚至薄得肉眼無法分辨。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，就會變得越來越嚴(yán)重。這樣，構(gòu)件的橫截面積就會減少，承載力就會降低，其使用價(jià)值就會逐漸喪失和報(bào)廢。鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕雖然目前無法避免，但其腐蝕速率是可以控制的，這就要求對鋼結(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、鑄造和焊接過程中熱應(yīng)力分布不均勻或熱處理過程中晶粒變形可能會導(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，夜間大氣相對濕度增大。空氣中的水分會以凝結(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，就會與水結(jié)塊，加速黃金的腐蝕。