金属腐蚀机理及其优化方法

金属腐蚀通常可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。前者是金属在干燥气体或非电解质溶液中的腐蚀，腐蚀过程不产生电流，钢在高温下的氧化属于典型的化学腐蚀；后者是金属与电解质溶液接触时所发生的腐蚀，腐蚀过程中有电流产生，钢在室温下的锈蚀主要属于电化学腐蚀。

大部分金属的腐蚀属于电化学腐蚀，电化学腐蚀实际是电池作用。当两种互相接触的金属放入电解质溶液时，由于两种金属的电极电位不同，彼此之间就形成一个微电池，并有电流产生。电极电位低的金属为阳极，电极电位高的金属为阴极，阳极的金属将不断被溶解，而阴极金属就不被腐蚀。对于同一种合金，由于组成合金的相或组织不同，也会形成微电池，造成电化学腐蚀。例如：钢组织中的珠光体，是由铁素体（F）和渗碳体（Fe₃C）两相组成的，在电解质溶液中就会形成微电池，由于铁素体的电极电位低，为阳极，就被腐蚀。而滲碳体的电极电位高，为阴极而不被腐蚀，珠光体腐蚀示意图如图14-1所示。

图14-1 珠光体腐蚀示意图

在观察碳钢的显微组织时，要把抛光的试样磨面放在硝酸酒精溶液中浸蚀，使铁素体腐蚀后，才能在显微镜下观察到珠光体组织，就是利用电化学腐蚀原理实现的。(www.xing528.com)

电化学作用是金属被腐蚀的主要原因，为此，要提高金属的抗电化学腐蚀能力，通常采取以下措施：

1）尽量使金属在获得均匀的单相组织条件下使用，这样金属在电解质溶液中只有一个极，使微电池难以形成。如在钢中加入大于24%（质量分数）的Ni，会使钢在常温下获得单相奥氏体组织。

2）加入合金元素提高金属基体的电极电位，例如在钢中加入大于13%（质量分数）的Cr，则铁素体的电极电位由-0.56V提高到0.2V，从而使金属的耐蚀性提高。

3）加入合金元素，在金属表面形成一层致密的氧化膜，又称钝化膜，把金属与介质分隔开，从而防止进一步的腐蚀。