金屬材料的腐蝕類型主要有以下幾種：

化學(xué)腐蝕

• 原理：金屬與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕，在反應(yīng)過程中沒有電流產(chǎn)生。通常是金屬與干燥氣體或非電解質(zhì)液體相互作用的結(jié)果。

• 常見類型：

• 氣體腐蝕：金屬在高溫、干燥的氣體環(huán)境中，與氧氣、硫化氫、二氧化硫等氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕。如鋼鐵在高溫下與空氣中的氧氣反應(yīng)生成鐵的氧化物，導(dǎo)致鋼鐵表面生銹。

• 非電解質(zhì)溶液中的腐蝕：金屬在一些有機(jī)液體、液態(tài)金屬等非電解質(zhì)溶液中發(fā)生腐蝕。例如，鋁在汞齊中的腐蝕，汞齊中的汞與鋁形成鋁汞齊，破壞了鋁表面的氧化膜，使鋁在汞齊中迅速腐蝕。

電化學(xué)腐蝕

• 原理：金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由于金屬表面的電化學(xué)不均勻性，形成了許多微小的原電池，在原電池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致金屬腐蝕，過程中有電流產(chǎn)生。

• 常見類型：

• 析氫腐蝕：在酸性較強(qiáng)的溶液中，金屬中的雜質(zhì)或不同部位的電極電位不同，形成原電池。負(fù)極金屬失去電子變成金屬離子進(jìn)入溶液，正極上溶液中的氫離子獲得電子析出氫氣。例如，鋼鐵在酸洗過程中，如果酸液的酸度較高且未添加緩蝕劑，就容易發(fā)生析氫腐蝕。

• 吸氧腐蝕：在中性或弱酸性溶液中，以及在潮濕的空氣中，金屬表面吸附的水膜中溶解有氧氣，此時(shí)金屬也會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。正極上氧氣獲得電子生成氫氧根離子，負(fù)極金屬失去電子變成金屬離子進(jìn)入溶液，金屬離子與氫氧根離子結(jié)合形成氫氧化物，進(jìn)一步分解形成鐵銹等腐蝕產(chǎn)物。鋼鐵在潮濕的空氣中生銹就是典型的吸氧腐蝕。

物理腐蝕

• 原理：金屬由于單純的物理溶解作用而引起的腐蝕，通常是金屬在液態(tài)金屬、熔鹽、高溫高壓的流體等介質(zhì)中發(fā)生的。

• 常見類型：

• 金屬在液態(tài)金屬中的腐蝕：如鈉冷快中子反應(yīng)堆中，液態(tài)金屬鈉作為冷卻劑，在一定條件下會(huì)對(duì)反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料產(chǎn)生腐蝕。

• 金屬在熔鹽中的腐蝕：在一些高溫熔鹽電解、熱處理等工藝過程中，金屬會(huì)與熔鹽發(fā)生物理溶解和化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致腐蝕。例如，鋁合金在某些熔鹽熱處理過程中，可能會(huì)因熔鹽中的雜質(zhì)或反應(yīng)產(chǎn)物與鋁發(fā)生作用而被腐蝕。

微生物腐蝕

• 原理：在土壤、海水、淡水等環(huán)境中，存在著各種微生物，這些微生物的生命活動(dòng)會(huì)對(duì)金屬材料產(chǎn)生腐蝕作用。微生物在金屬表面形成生物膜，通過代謝產(chǎn)物改變金屬表面的化學(xué)環(huán)境，從而引發(fā)或加速腐蝕。

• 常見類型：

• 好氧菌腐蝕：好氧菌在金屬表面繁殖，消耗氧氣并產(chǎn)生酸性代謝產(chǎn)物，如硫酸、硝酸等，使金屬表面的局部環(huán)境酸性增強(qiáng)，加速金屬的腐蝕。例如，在一些油田注水系統(tǒng)中，好氧菌的大量繁殖會(huì)導(dǎo)致管道的腐蝕穿孔。

• 厭氧菌腐蝕：厭氧菌中的硫酸鹽還原菌是最常見的引起金屬腐蝕的厭氧菌。它們?cè)跓o氧條件下將硫酸鹽還原為硫化物，硫化物與金屬離子反應(yīng)生成硫化物沉淀，同時(shí)產(chǎn)生的氫原子會(huì)滲透到金屬內(nèi)部，導(dǎo)致金屬的氫脆和腐蝕。在埋地金屬管道、海洋平臺(tái)等的腐蝕中，厭氧菌腐蝕起著重要作用。

應(yīng)力腐蝕開裂

• 原理：金屬在拉應(yīng)力和特定的腐蝕介質(zhì)共同作用下，經(jīng)過一段時(shí)間后，在金屬內(nèi)部產(chǎn)生裂紋并逐漸擴(kuò)展，最終導(dǎo)致金屬材料的斷裂。這種腐蝕通常在沒有明顯宏觀變形的情況下突然發(fā)生脆性斷裂。

• 常見類型：

• 奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開裂：在含有氯離子的環(huán)境中，如海水、鹽湖鹵水、工業(yè)冷卻水中，奧氏體不銹鋼在拉應(yīng)力作用下容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。

• 黃銅的應(yīng)力腐蝕開裂：黃銅在含有氨或銨離子的環(huán)境中，如在潮濕的氨氣環(huán)境或使用銨鹽作緩蝕劑的冷卻水中，容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，這種開裂通常沿晶界進(jìn)行，稱為季裂。

腐蝕疲勞

• 原理：金屬在交變應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下，其疲勞極限顯著降低，導(dǎo)致金屬材料過早地發(fā)生疲勞破壞。與單純的疲勞破壞相比，腐蝕疲勞的裂紋擴(kuò)展速率更快，壽命更短。

• 常見類型：

• 海洋工程結(jié)構(gòu)的腐蝕疲勞：海洋中的海浪、海風(fēng)等會(huì)使海洋工程結(jié)構(gòu)承受交變載荷，同時(shí)海水的腐蝕作用會(huì)加速結(jié)構(gòu)的疲勞破壞。例如，海上石油鉆井平臺(tái)的支撐結(jié)構(gòu)在海浪的沖擊和海水的腐蝕共同作用下，容易發(fā)生腐蝕疲勞破壞。

• 航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的腐蝕疲勞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中，高溫、高壓、高速的氣流會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)部件承受交變應(yīng)力，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的燃燒產(chǎn)物、冷卻介質(zhì)等可能會(huì)對(duì)部件產(chǎn)生腐蝕作用，導(dǎo)致腐蝕疲勞。