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常见的局部腐蚀
1 电偶腐蚀 2 点蚀（孔蚀） 3 缝隙腐蚀 4 晶间腐蚀 5 应力腐蚀 6 腐蚀疲劳 7 磨损腐蚀 8 细菌腐蚀
1
1 电偶腐蚀
异种金属在同一介质中接触，由于金属的电极 电位不等，构成腐蚀电池，有电偶电流流动，使电 位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐 蚀。
电偶腐蚀的本质是：在电解质溶液中，不同电 极电位的金属构成的宏观腐蚀电流，引起电位较低 的金属加速腐蚀，而同时对电位较高的金属起阴极 保护作用。
在腐蚀过程中，材料先出现微裂纹后再扩 展为宏观裂纹。裂纹一旦形成，其扩展速度很 快。
16
应力腐蚀的条件
应力必须是拉应力，其来源可以是金属内部的残余 应力，也可以是使用中所承受的各种应力。
构成一定材料发生应力腐蚀的介质是特定的介 质，不是任意的介质。即构成一个应力腐蚀的体系 要求一定的材料与一定的介质互相组合。例如：软 钢-NaOH，硝酸盐；奥氏体不锈钢-氯化物溶液，高 温高压蒸馏水。
对于全面腐蚀，一般来说介质的电导率 越大腐蚀速率越大。但对于电偶腐蚀，介质 电导率不仅影响溶液电阻，更影响腐蚀发生 的区域。
4
2 点蚀（孔蚀）
在金属表面的局部区域，出现向深处发 展的腐蚀小孔（直径数十微米，孔深度≥孔 径），其余部分不出现腐蚀或腐蚀很轻微。
一般只有表面有钝化膜的金属会出现这 种腐蚀形态。如不锈钢、铝和铝合金、钛和 钛合金等。
18
某奥氏体 Cr-Ni钢的 沿晶应力 腐蚀开裂
某奥氏体 Cr-Ni钢的 穿晶应力 腐蚀开裂
19
-黄铜在含氨硫酸铜溶液中的应力腐蚀开裂
左：pH=9.4的情况，呈穿晶型，初期为沿晶型破坏。 右：pH=7.3的情况，呈沿晶型破坏。 20
6 腐蚀疲劳
金属材料在循环应力或脉动应力和腐蚀介质的共同 作用下所引起的腐蚀形态，称为腐蚀疲劳。
13
1Cr18Ni9Ti不锈钢的晶间腐蚀金相照片
14
晶间腐蚀机理
贫化理论：对不锈钢和钼铬镍合金是贫铬
论，对铝铜合金为贫铜论。
以不锈钢为例，不锈钢在出厂前，为了得
到均相固溶体，经过了固溶处理（加热至
10501150 C,然后进行淬火）。这一过程
使晶界的含铬量低于晶粒本身，形成贫铬
区（低于钝化所必需的限量12%）。这样
金属产生腐蚀疲劳时，局部产生宏观腐蚀裂纹。 和纯机械疲劳相比，腐蚀疲劳的危害性更大。因为， 机械疲劳只有在疲劳极限之上才会产生，而腐蚀疲 劳却可以在极低的循环应力作用下发生。
2
镀Zn板（阳极镀层）
马口铁（即镀锡薄 板）（阴极镀层）
活泼金属Zn充当牺 牲阳极，为已暴露 的Fe基体提供电子， 使其作为阴极免受 腐蚀。
较为惰性的金属Sn 从已暴露的Fe基体 得到电子，使其充 当阳极，加速了铁 基体的腐蚀。
3ຫໍສະໝຸດ Baidu
阴阳极面积比，介质的电导率是影响电 偶腐蚀的重要因素。
一般阴阳极面积比越大，作为阳极体的 金属腐蚀速度也越大。
8
3 缝隙腐蚀
金属部件在介质中，由于金属与金属或金属 与非金属之间形成很小的缝隙（ 0.0250.1 mm），使缝隙内介质处于滞留状态，引起缝内 金属的加速腐蚀。（机理为闭塞电池）。
宽度大于0.1 mm的缝隙，缝内介质不至于 形成滞留，也就不会形成这种腐蚀。
9
3 缝隙腐蚀
常见的缝隙腐蚀 法兰连接面、螺母压紧面、焊缝气孔、
11
缝隙腐蚀与孔蚀的比较
12
4 晶间腐蚀
腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻 近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微。
这种腐蚀使晶粒间的结合力大大减小，严 重时可使机械强度完全丧失。不易检测，危害 性很大。
不锈钢、铝合金、镁合金、镍基合金等都 是晶间腐蚀敏感性强的材料。在受热情况下使 用或焊接过程都会造成晶间腐蚀的问题。
锈层等，他们与金属的接触面上无形中形成了 缝隙；砂泥、积垢、杂屑等沉积在金属表面上， 无形中也会形成缝隙。
几乎所有的金属和合金都会产生缝隙腐 蚀。几乎所有的介质，包括中性、接近中性、 以及酸性的介质都会引起缝隙腐蚀，但又以充 气的含活性阴离子的中性介质最易发生。
10
缝隙腐蚀机理： a) 氧浓差电池的形成促进缝隙腐蚀的开始； b) 闭塞电池的形成，使蚀坑深化和扩展。
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应力腐蚀的特征
a) 在应力和腐蚀介质的共同作用下产生，二者相互 促进，且缺一不可。 b) 金属与合金发生应力腐蚀时，仅在局部区域出现 由表及里的腐蚀裂纹。腐蚀裂纹分为：晶界、穿晶、 混合型。 c) 在主干裂纹延伸的同时还有若干分支同时发展。 裂纹出现在最大拉应力垂直的平面上。 d) 破裂断口呈现脆性断裂的特征。
在腐蚀介质中会产生活化态-钝态微电偶电
池，并具有大阴极小阳极面积比，导致晶
界腐蚀。
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5 应力腐蚀开裂（SCC）
金属材料在固定拉应力和特定介质的共同作 用下所引起的破裂，简称应力腐蚀。
工程中常用的金属材料，如不锈钢、铜合 金、碳钢和高强度钢等，在特定介质中都有可 能产生应力腐蚀。按照腐蚀条件的苛刻程度， 材料可在几分钟或几年内破裂。
5
6
小孔腐蚀发展阶段示意图
点蚀发生于易钝化的金属。由于钝化的表面通常存在 局部缺陷，一些破坏钝化膜的活性离子（主要是卤素离子） 与配位体易于吸附在这些部位，引起钝化膜的局部破坏。此 时，微小破口处暴露的金属成为阳极，周围钝化膜成为阴极。 阳极电流高度集中使腐蚀迅速向内发展，形成蚀孔。
蚀孔形成后，孔外被腐蚀产物堵塞，内外的对流和扩 散受到阻滞，孔内形成独特的闭塞区（闭塞阳极），孔内的 氧迅速耗尽，只剩下金属腐蚀的阳极反应，阴极反应完全移 到孔外进行。因此孔内很快积累了带正电的金属离子并发生 水解，产生的H+使pH降低。为了保持电中性，带电的Cl-将 从孔外迁入孔内，Cl-浓度增高，其配位作用使金属更不稳 定。孔内的H+和Cl-形成强腐蚀性的盐酸，酸环境使蚀孔内 壁处于活性状态，成为阳极，而孔外的金属表面仍处于钝态 成为阴极，构成由小阳极/大阴极组成的活化态-钝化态体系， 致使蚀孔加速发展。以上过程具有自催化加速效应。
7
2 点蚀（孔蚀）
孔蚀机理： 孔蚀必须经历：孔蚀诱发与孔蚀发展阶段。 孔蚀产生的必备条件：钝化体系，临界Cl-浓 度，临界温度，孕育（诱发）时间 孔蚀发展的机理：闭塞电池+酸化自催化机理 Fe – 2e → Fe2+ Fe2+ + 2Cl- → FeCl2 FeCl2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+ + 2Cl-
1 电偶腐蚀 2 点蚀（孔蚀） 3 缝隙腐蚀 4 晶间腐蚀 5 应力腐蚀 6 腐蚀疲劳 7 磨损腐蚀 8 细菌腐蚀
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1 电偶腐蚀
异种金属在同一介质中接触，由于金属的电极 电位不等，构成腐蚀电池，有电偶电流流动，使电 位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐 蚀。
电偶腐蚀的本质是：在电解质溶液中，不同电 极电位的金属构成的宏观腐蚀电流，引起电位较低 的金属加速腐蚀，而同时对电位较高的金属起阴极 保护作用。
在腐蚀过程中，材料先出现微裂纹后再扩 展为宏观裂纹。裂纹一旦形成，其扩展速度很 快。
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应力腐蚀的条件
应力必须是拉应力，其来源可以是金属内部的残余 应力，也可以是使用中所承受的各种应力。
构成一定材料发生应力腐蚀的介质是特定的介 质，不是任意的介质。即构成一个应力腐蚀的体系 要求一定的材料与一定的介质互相组合。例如：软 钢-NaOH，硝酸盐；奥氏体不锈钢-氯化物溶液，高 温高压蒸馏水。
对于全面腐蚀，一般来说介质的电导率 越大腐蚀速率越大。但对于电偶腐蚀，介质 电导率不仅影响溶液电阻，更影响腐蚀发生 的区域。
4
2 点蚀（孔蚀）
在金属表面的局部区域，出现向深处发 展的腐蚀小孔（直径数十微米，孔深度≥孔 径），其余部分不出现腐蚀或腐蚀很轻微。
一般只有表面有钝化膜的金属会出现这 种腐蚀形态。如不锈钢、铝和铝合金、钛和 钛合金等。
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某奥氏体 Cr-Ni钢的 沿晶应力 腐蚀开裂
某奥氏体 Cr-Ni钢的 穿晶应力 腐蚀开裂
19
-黄铜在含氨硫酸铜溶液中的应力腐蚀开裂
左：pH=9.4的情况，呈穿晶型，初期为沿晶型破坏。 右：pH=7.3的情况，呈沿晶型破坏。 20
6 腐蚀疲劳
金属材料在循环应力或脉动应力和腐蚀介质的共同 作用下所引起的腐蚀形态，称为腐蚀疲劳。
13
1Cr18Ni9Ti不锈钢的晶间腐蚀金相照片
14
晶间腐蚀机理
贫化理论：对不锈钢和钼铬镍合金是贫铬
论，对铝铜合金为贫铜论。
以不锈钢为例，不锈钢在出厂前，为了得
到均相固溶体，经过了固溶处理（加热至
10501150 C,然后进行淬火）。这一过程
使晶界的含铬量低于晶粒本身，形成贫铬
区（低于钝化所必需的限量12%）。这样
金属产生腐蚀疲劳时，局部产生宏观腐蚀裂纹。 和纯机械疲劳相比，腐蚀疲劳的危害性更大。因为， 机械疲劳只有在疲劳极限之上才会产生，而腐蚀疲 劳却可以在极低的循环应力作用下发生。
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镀Zn板（阳极镀层）
马口铁（即镀锡薄 板）（阴极镀层）
活泼金属Zn充当牺 牲阳极，为已暴露 的Fe基体提供电子， 使其作为阴极免受 腐蚀。
较为惰性的金属Sn 从已暴露的Fe基体 得到电子，使其充 当阳极，加速了铁 基体的腐蚀。
3ຫໍສະໝຸດ Baidu
阴阳极面积比，介质的电导率是影响电 偶腐蚀的重要因素。
一般阴阳极面积比越大，作为阳极体的 金属腐蚀速度也越大。
8
3 缝隙腐蚀
金属部件在介质中，由于金属与金属或金属 与非金属之间形成很小的缝隙（ 0.0250.1 mm），使缝隙内介质处于滞留状态，引起缝内 金属的加速腐蚀。（机理为闭塞电池）。
宽度大于0.1 mm的缝隙，缝内介质不至于 形成滞留，也就不会形成这种腐蚀。
9
3 缝隙腐蚀
常见的缝隙腐蚀 法兰连接面、螺母压紧面、焊缝气孔、
11
缝隙腐蚀与孔蚀的比较
12
4 晶间腐蚀
腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻 近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微。
这种腐蚀使晶粒间的结合力大大减小，严 重时可使机械强度完全丧失。不易检测，危害 性很大。
不锈钢、铝合金、镁合金、镍基合金等都 是晶间腐蚀敏感性强的材料。在受热情况下使 用或焊接过程都会造成晶间腐蚀的问题。
锈层等，他们与金属的接触面上无形中形成了 缝隙；砂泥、积垢、杂屑等沉积在金属表面上， 无形中也会形成缝隙。
几乎所有的金属和合金都会产生缝隙腐 蚀。几乎所有的介质，包括中性、接近中性、 以及酸性的介质都会引起缝隙腐蚀，但又以充 气的含活性阴离子的中性介质最易发生。
10
缝隙腐蚀机理： a) 氧浓差电池的形成促进缝隙腐蚀的开始； b) 闭塞电池的形成，使蚀坑深化和扩展。
17
应力腐蚀的特征
a) 在应力和腐蚀介质的共同作用下产生，二者相互 促进，且缺一不可。 b) 金属与合金发生应力腐蚀时，仅在局部区域出现 由表及里的腐蚀裂纹。腐蚀裂纹分为：晶界、穿晶、 混合型。 c) 在主干裂纹延伸的同时还有若干分支同时发展。 裂纹出现在最大拉应力垂直的平面上。 d) 破裂断口呈现脆性断裂的特征。
在腐蚀介质中会产生活化态-钝态微电偶电
池，并具有大阴极小阳极面积比，导致晶
界腐蚀。
15
5 应力腐蚀开裂（SCC）
金属材料在固定拉应力和特定介质的共同作 用下所引起的破裂，简称应力腐蚀。
工程中常用的金属材料，如不锈钢、铜合 金、碳钢和高强度钢等，在特定介质中都有可 能产生应力腐蚀。按照腐蚀条件的苛刻程度， 材料可在几分钟或几年内破裂。
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小孔腐蚀发展阶段示意图
点蚀发生于易钝化的金属。由于钝化的表面通常存在 局部缺陷，一些破坏钝化膜的活性离子（主要是卤素离子） 与配位体易于吸附在这些部位，引起钝化膜的局部破坏。此 时，微小破口处暴露的金属成为阳极，周围钝化膜成为阴极。 阳极电流高度集中使腐蚀迅速向内发展，形成蚀孔。
蚀孔形成后，孔外被腐蚀产物堵塞，内外的对流和扩 散受到阻滞，孔内形成独特的闭塞区（闭塞阳极），孔内的 氧迅速耗尽，只剩下金属腐蚀的阳极反应，阴极反应完全移 到孔外进行。因此孔内很快积累了带正电的金属离子并发生 水解，产生的H+使pH降低。为了保持电中性，带电的Cl-将 从孔外迁入孔内，Cl-浓度增高，其配位作用使金属更不稳 定。孔内的H+和Cl-形成强腐蚀性的盐酸，酸环境使蚀孔内 壁处于活性状态，成为阳极，而孔外的金属表面仍处于钝态 成为阴极，构成由小阳极/大阴极组成的活化态-钝化态体系， 致使蚀孔加速发展。以上过程具有自催化加速效应。
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2 点蚀（孔蚀）
孔蚀机理： 孔蚀必须经历：孔蚀诱发与孔蚀发展阶段。 孔蚀产生的必备条件：钝化体系，临界Cl-浓 度，临界温度，孕育（诱发）时间 孔蚀发展的机理：闭塞电池+酸化自催化机理 Fe – 2e → Fe2+ Fe2+ + 2Cl- → FeCl2 FeCl2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+ + 2Cl-