腐蚀的基本概念
摘要:腐蚀已被定义为金属或合金的“不良劣化”,金属与其环境的相互作用,其对要保护的金属的那些特性产生不利影响。这个定义——也称为劣化定义——也适用于非金属材料,如玻璃、混凝土等,体现了腐蚀总是有害的概念。
钢暴露在工业大气中时,会发生反应,形成成分近似为 Fe2O3·H2O 的反应产物锈,它松散地附着,不会形成将金属与环境隔离的保护屏障;因此,反应以近似线性的速率进行,直到金属完全消耗。另一方面,铜形成附着的绿色铜绿,近似对应于细铜矿,CuSO4·3Cu(OH)2,具有保护作用并将金属与大气隔离。200年前安装的铜屋顶仍然表现令人满意工厂, 很明显,细铜矿的形成对铜作为屋顶材料的功能没有损害——事实上,在这个特殊的应用中,它被认为可以增强屋顶的外观,尽管在铜水上形成了类似的铜绿管道在美学上令人反感。
腐蚀会以多种方式影响金属,这取决于金属的性质和普遍存在的精确环境条件,以及各种腐蚀形式的广泛分类,其中五种主要形式类型已确定。因此,18Cr-8Ni 不锈钢均匀腐蚀在抛光、活性溶解或钝化过程中,但在晶间侵蚀、缝隙腐蚀或点蚀过程中局部发生;在某些情况下,选择性攻击沿着“活动路径”结合拉应力可能导致穿晶断裂。理想情况下,所选择的金属或应用于金属的保护系统应该完全不发生腐蚀,但这在技术或经济上很少可行。因此,有必要容忍腐蚀的速率和形式,在其预期寿命期间不会显着损害金属的性能。因此,如果腐蚀速率已知,在结构设计中通常可以考虑到金属的缓慢均匀腐蚀;例如,对于显示出主动-被动转变的金属,钝化区的腐蚀速率通常是可以接受的,而活性区的腐蚀速率则不然。