金屬的腐蝕,由金屬單質變成化合物,都稱為金屬腐蝕。
有兩類情況,一類是發生一般的化學反應,比如鐵和氯氣在點燃條件下生成氯化鐵,發生的是化學腐蝕。一類是金屬和氧化劑發生電化學腐蝕,
比如,生鐵在潮濕的空氣中生銹,其原理如下:生鐵屬于鐵合金,鐵和碳和水(自來水或生活用水)形成原電池,鐵做負極,碳做正極,生活用水是電解質溶液,負極反應式是:鐵失去兩個電子,結合氫氧根得到氫氧化亞鐵。正極反應式是:氧氣得到電子結合水生成氫氧根。氫氧化亞鐵不穩定,易被氧氣氧化為氫氧化鐵,氫氧化鐵不穩定,分解為若干水合的氧化鐵,形成鐵銹。所以說“金屬腐蝕包括化學腐蝕和電化學腐蝕”。
,&,由金屬材料和結構組成的金屬材料和結構在自然環境中或在工作條件下與其環境介質發生化學或電化學作用而發生劣化和破壞,稱為腐蝕。還包括上述因素與機械因素或生物因素的聯合作用。一些物理效應,如金屬材料在某些液態金屬中的物理溶解,也可以歸類為金屬腐蝕。一般來說,銹是特指鋼和鐵基合金。在氧和水的作用下,形成銹,這是一種主要由水氧化鐵組成的腐蝕產物。有色金屬及其合金會腐蝕但不會生銹,但會形成類似于銹蝕的腐蝕產物。例如,銅和銅合金表面的銅綠有時被稱為銅銹。
,&,&,腐蝕損傷有多種形式。不同環境條件下金屬腐蝕的原因不同,影響因素也很復雜。通過改變一些作用條件和影響因素,阻斷和控制腐蝕過程,以防止和減緩腐蝕損害及其損害。所發展的方法、技術和相應的工程措施已成為防腐工程技術。
在制造金屬零件的過程中,加入不易與周圍介質發生反應的耐腐蝕材料。例如鉻、鎳、鈦在空氣中不易氧化,能形成致密的印刷PU膜,能抵抗酸、堿、鹽的腐蝕。加入到鐵或銅中,可制成耐腐蝕性能優良的金屬制品。有利于金屬粉末冶金,各種金屬元素可以靈活配比,通過加入不同性能的金屬粉末,可以獲得具有優良防腐性能的金屬零件。鐵碳合金等金屬材料也可以通過熱處理來防止腐蝕。
金屬的化學腐蝕反應可分為兩個步驟。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。
陽離子可以進入溶液或與其他陰離子結合形成化合物。氧化過程必須與脫電子過程同時配合才能完成整個反應。
因此,只有通過電子去除步驟去除氧化步驟產生的自由電子,金屬原子才能不斷被腐蝕。實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,如果在一個區域形成陽極或陰極區域,可能會出現局部腐蝕不均勻,并形成可見的腐蝕坑。
鋼鐵不會很快被腐蝕,因為它的表面在水中會形成一層氧化保護層。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,從而阻礙了進一步的腐蝕。這種現象稱為腐蝕鈍化。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層,有時甚至薄得肉眼無法分辨。由于這種薄保護層,這些金屬在水或空氣中具有良好的耐腐蝕性。