8种最常见的金属腐蚀形式

腐蚀每天都在影响着我们的社会。汽车、建筑、基础设施、电器和能源分配系统是受到这种现象负面影响的一些组件的例子。

腐蚀被定义为材料与周围环境之间的化学反应导致的劣化。尽管腐蚀会影响各种材料，包括聚合物而且陶瓷在美国，这个词通常与金属的降解有关。

在2016年的一项研究中NACE(前身为国家腐蚀工程师协会)，并在他们的出版物“腐蚀技术的国际预防、应用和经济措施(IMPACT)，腐蚀造成的全球成本为2.5万亿美元。这一数字约占全球国内生产总值(GDP)的3.4%。

最常见的腐蚀类型

腐蚀通常由一系列复杂的化学反应组成，可能由依赖于周围环境的几种不同机制引起。这就产生了腐蚀的各种分类。

所有的腐蚀都不相等。有效预防和缓解腐蚀的关键在于对所处理的腐蚀类型和导致腐蚀形成的因素有基本的了解。在这篇文章中，我们将看看最常见的腐蚀类型并解释每一个潜在的机制。

均匀腐蚀

均匀腐蚀是最常见的类型，其特征是对暴露在腐蚀剂下的整个金属表面积的攻击。这种类型的腐蚀通常是由化学或电化学反应引起的，导致金属在形成氧化物或其他化合物的大可见区域时被消耗。这些反应导致金属随着时间的推移而失去厚度，并可以持续到金属完全溶解。(了解航空工业如何处理这种类型的腐蚀飞机均匀腐蚀的检测与处理．)

电/电偶腐蚀

电偶腐蚀，又称电偶腐蚀，是两种不同金属直接或间接接触时发生的腐蚀。从视觉上看，这种腐蚀的特点是一种金属加速变质，而另一种金属不受影响。

双金属腐蚀是一种纯电化学反应，其驱动因素是腐蚀强度的差异电极电位在两种金属之间。当暴露在电解质中时，这两种金属形成一种称为双金属偶的电池类型，其中一种金属充当电极阳极另一个是阴极．电子从阳极到阴极的运动在阳极引发氧化反应，导致它被溶解，即腐蚀。

这种腐蚀类型受两种金属之间电位差大小的影响。因此，金属之间的距离越远电系列阳极的腐蚀速率越高。(此主题在电偶系列简介:电偶相容性与腐蚀．)

缝隙腐蚀

缝隙腐蚀是一种高度渗透的类型局部腐蚀发生在金属表面的缝隙或裂缝中或紧邻缝隙或裂缝的。这些裂缝可能是两个表面(金属与金属或金属与非金属)之间连接的结果，也可能是沉积物(污垢、泥浆、生物淤积等)。这种类型的腐蚀的特征是裂缝区域的恶化，而金属衬底的周围区域不受影响。

裂缝腐蚀发展的主要标准之一是裂缝内是否存在死水。这种流体运动的缺乏会引起的耗竭溶解氧缝隙中有大量的正离子。这导致了一系列电化学反应，改变了液体的组成，使其呈酸性。裂缝中的酸性液体能分解金属被动层而且很容易被腐蚀。

点状腐蚀

点状腐蚀，也称为点蚀，是发生在金属表面的另一种局部腐蚀形式。点蚀通常表现为物体表面的小直径空腔或孔，而金属表面的其余部分仍未受到攻击。这种形式的腐蚀也具有很强的渗透性，被认为是最危险的腐蚀类型之一，因为它很难预测，并且有导致突然和极端故障的倾向。

点蚀通常发生在金属表面保护钝化膜不一致的地方。这些不一致可能是由于薄膜损坏，涂层应用不良或金属表面有异物沉积。的地方被动已经减少或丢失现在成为阳极，而周围的区域作为阴极。在水分的存在下，阳极和阴极形成一个腐蚀电池阳极(即无源膜未保护的区域)被腐蚀。由于腐蚀局限于局部区域，点蚀倾向于穿透材料的厚度。

晶间腐蚀

晶间腐蚀包括加速腐蚀沿晶界一种金属，而金属表面的大部分保持免受攻击。有些合金，当经受不适当热处理，可以有杂质分离在晶界处，可以使钝化在这些地方很困难。晶界现在代表了一条易腐蚀的路径。

例如,奥氏体不锈钢如果在500°C至800°C(930°F至1470°F)范围内加热，则容易发生晶间攻击。在这样的温度下，碳化铬可以在晶界处析出，因此降低了晶界处的局部铬浓度。(见铬在晶间腐蚀中的作用更多关于这个主题的信息。)晶界不太可能形成有效的被动膜，现在易受腐蚀侵蚀。

选择性浸出

在特定的腐蚀环境中，一些金属合金会经历一种类型的腐蚀，在这种腐蚀中，合金中只有一种元素被腐蚀变质和去除。这种对特定元素的区别去除称为选择性浸出或选择性浸出脱合金．

这种现象最常见的例子是选择性去除黄铜合金中较低的锌元素，也称为锌脱锌．由金属元素组成的合金在原电系列中距离最远，最容易受到这种类型的腐蚀。

侵蚀腐蚀

侵蚀腐蚀被定义为由于腐蚀性液体与金属表面之间的相对运动而导致的金属加速变质。当流体沿着表面流动时(通常是高速流动)，金属的被动氧化层可能被移除或溶解，使合金容易损坏。在此过程中，金属可能以溶解离子的形式或由于流动流体的力而从金属表面机械扫去的腐蚀产物的形式被去除。

侵蚀腐蚀在视觉上可以通过金属衬底上定向图案的沟槽、沟壑、陨石坑和山谷的外观来识别。(在文章中学习如何防止侵蚀腐蚀侵蚀腐蚀:涂层和其他预防措施．)

应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂(SCC)是一种腐蚀形式，其特征是在金属表面的特定区域形成细裂纹，而金属在其大部分表面积上仍未受到攻击。这种开裂通常是由于同时存在拉伸应力在腐蚀性环境中。SCC被认为是一种潜在的腐蚀形式，因为在检查过程中有时不能立即发现损坏，并可能导致突然的灾难性故障。

焊接，热处理和冷变形可以在物体上诱导残余应力，从而引发SCC。SCC可能发生的一种情况是沿晶界发生晶间腐蚀。由于杂质的分离削弱了晶界，残余拉伸力会导致微观结构的细裂纹。

结论

腐蚀以多种形式存在，并可由多种机制引发。还有许多其他的，虽然鲜为人知，腐蚀类型没有提到在这篇文章。

特定金属表面可能形成的腐蚀类型主要取决于暴露环境和金属的物理和化学性质。因此，必须了解每种腐蚀所涉及的机制，以确保在必要时采用最有效的预防和缓解措施。