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(jiàn)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。
,&,從電化學(xué)特性上看,均勻腐蝕屬于微電池效應(yīng)。腐蝕過(guò)程中沒(méi)有固定的陰極和陽(yáng)極,即腐蝕過(guò)程中陰極部分和陽(yáng)極部分交替變化。
,&,在均勻腐蝕過(guò)程中,金屬表面各部分的減薄率是相同的。平均腐蝕速率可用于準(zhǔn)確計(jì)算金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕量,估算構(gòu)件的腐蝕壽命。因此,在工程設(shè)計(jì)中預(yù)先考慮留腐蝕余量的措施,可以達(dá)到防止設(shè)備過(guò)早腐蝕損壞的目的。均勻腐蝕雖然會(huì)導(dǎo)致金屬材料大量流失,但通常不會(huì)引起金屬結(jié)構(gòu)的突然失效事故,因?yàn)樗子跈z測(cè)和檢測(cè)。
,&,均勻腐蝕是很常見(jiàn)的,這可能是由于電化學(xué)腐蝕,如自我解體的過(guò)程均勻電極(純金屬)或微多相電極(統(tǒng)一合金)在電解質(zhì)溶液中,或由純化學(xué)腐蝕反應(yīng),如一般金屬材料在高溫下的氧化。對(duì)各種腐蝕失效事故和案例的調(diào)查結(jié)果表明,均勻腐蝕僅占20%左右,其余80%為局部腐蝕損傷。
腐蝕均勻程度可用腐蝕速率表示。有兩個(gè)常用的單位:一是單位時(shí)間單位表面積失重,單位為g / (M2·h);二是單位時(shí)間內(nèi)腐蝕的平均厚度,單位為mm /年
根據(jù)金屬的種類和腐蝕環(huán)境的不同,按照侵蝕程度可分為:變色、腐蝕和生銹。變色
變色是一種發(fā)生變色或失去光澤的輕微腐蝕。與較為普遍的腐蝕不同,其僅僅是一種表面現(xiàn)象,不大可能影響金屬結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,只是降低了外觀級(jí)別。例如銅和銀,能在氧氣、硫磺或鹵素的環(huán)境下變色,生成相應(yīng)的氧化物和硫化物。在潮濕的環(huán)境中,變色更易發(fā)生。
腐蝕
腐蝕是引起冶金學(xué)性能改變的金屬表面環(huán)境腐蝕。相對(duì)于變色發(fā)生在金屬表層,腐蝕通常被認(rèn)為范圍更廣泛。例如鋁、鋅被腐蝕后形成白色粉末狀物質(zhì),銅被腐蝕后形成綠色物質(zhì)等,都屬于腐蝕范疇。
生銹
生銹是黑色金屬的腐蝕,常見(jiàn)的氧化鐵即為生銹
常見(jiàn)黑色金屬、有色金屬的腐蝕機(jī)理
腐蝕的本質(zhì)是電子或離子在固定的金屬表面和環(huán)境間,或不同的金屬表面間進(jìn)行交換。在這個(gè)過(guò)程中,金屬被氧化,周?chē)糠钟捎讷@得能量而發(fā)生還原反應(yīng)。
金屬腐蝕按其位置可分為整體金屬腐蝕和局部金屬腐蝕。金屬腐蝕還可以根據(jù)腐蝕環(huán)境進(jìn)行分類,即可分為化學(xué)介質(zhì)腐蝕、大氣介質(zhì)腐蝕、海水介質(zhì)腐蝕和土壤腐蝕。根據(jù)腐蝕過(guò)程的特點(diǎn),還可以分為三類:化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和物理腐蝕。雖然上述腐蝕分類方法不夠嚴(yán)格,但這些分類方法可以幫助我們從腐蝕介質(zhì)或腐蝕過(guò)程的特點(diǎn)來(lái)了解腐蝕規(guī)律。
影響金屬腐蝕的因素有很多,在金屬材料領(lǐng)域,金屬的腐蝕與防護(hù)越來(lái)越受到重視,金屬腐蝕造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。硫化氫應(yīng)力腐蝕就顯得越發(fā)重要,如果你喜歡鍛件腐蝕測(cè)試這篇內(nèi)容,記得轉(zhuǎn)載