點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)又稱(cheng)坑蝕(shi)(shi)(shi)和小(xiao)孔(kong)腐蝕(shi)(shi)(shi)。點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)有(you)大有(you)小(xiao)，一(yi)般情況下(xia)，點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)深度要比(bi)其(qi)直徑大的(de)多。點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)經常發生(sheng)在表面(mian)有(you)鈍化膜或保護膜的(de)金屬(shu)上。由于金屬(shu)材料中存在缺陷、雜質(zhi)和溶(rong)質(zhi)等的(de)不

1 腐蝕的分類及特點

1.1 點蝕

點(dian)蝕又稱坑(keng)蝕和小孔腐蝕。點(dian)蝕有大有小，一般情況下，點(dian)蝕的(de)深度要比其直徑大的(de)多。點(dian)蝕經常發(fa)生在表面有鈍(dun)化膜(mo)或保護(hu)膜(mo)的(de)金屬上。

由于金(jin)屬(shu)(shu)材料中(zhong)存在缺陷(xian)、雜質(zhi)和溶質(zhi)等的不均一性(xing)(xing)，當介(jie)質(zhi)中(zhong)含有某(mou)些活(huo)性(xing)(xing)陰離子（如(ru)Cl－）時(shi)，這些活(huo)性(xing)(xing)陰離子首先被吸(xi)附在金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)(mian)某(mou)些點上，從而使金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)(mian)鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)發(fa)(fa)生(sheng)破壞。一旦這層鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)被破壞又缺乏自(zi)鈍(dun)化(hua)(hua)能力時(shi)，金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)(mian)就(jiu)發(fa)(fa)生(sheng)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。這是(shi)因為在金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)(mian)缺陷(xian)處易漏出機(ji)體(ti)金(jin)屬(shu)(shu)，使其呈活(huo)化(hua)(hua)狀態(tai)(tai)，而鈍(dun)化(hua)(hua)膜(mo)處仍為鈍(dun)態(tai)(tai)，這樣就(jiu)形成了活(huo)性(xing)(xing)—鈍(dun)性(xing)(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電池，由于陽(yang)(yang)極面(mian)(mian)積比陰極面(mian)(mian)積小得(de)多，陽(yang)(yang)極電流密度很大，所以腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)往(wang)深(shen)處發(fa)(fa)展(zhan)，金(jin)屬(shu)(shu)表面(mian)(mian)很快就(jiu)被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)成小孔，這種(zhong)現象被稱為點蝕(shi)(shi)(shi)。

在石油、化工(gong)的(de)(de)腐蝕失效類型統計中(zhong)，點(dian)(dian)蝕約占20%～25%。流動不(bu)暢的(de)(de)含(han)活性陰(yin)離子的(de)(de)介(jie)質(zhi)中(zhong)容易形成活性陰(yin)離子的(de)(de)積聚和(he)濃縮(suo)的(de)(de)條件，促(cu)使點(dian)(dian)蝕的(de)(de)生成。粗(cu)糙的(de)(de)表(biao)面比光滑的(de)(de)表(biao)面更容易發生點(dian)(dian)蝕。

PH值降(jiang)低、溫度升(sheng)高都會增(zeng)加(jia)點(dian)蝕的傾向。氧(yang)化(hua)(hua)性金屬離子（如Fe3+、Cu2+、Hg2+等(deng)）能促進點(dian)蝕的產生。但某(mou)些含氧(yang)陰離子（如氫氧(yang)化(hua)(hua)物、鉻酸(suan)鹽、硝(xiao)酸(suan)鹽和硫酸(suan)鹽等(deng)）能防止點(dian)蝕。

點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)雖然失重(zhong)不(bu)大，但由于陽極(ji)面積很小，所以腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率很快，嚴重(zhong)時(shi)可造(zao)成設(she)備穿孔，使大量的油(you)、水、氣泄(xie)漏，有時(shi)甚至(zhi)造(zao)成火災、爆炸等嚴重(zhong)事故(gu)，危險(xian)性(xing)很大。點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)會使晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)等加劇(ju)，在很多情況下點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)是這些類(lei)型腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的起源(yuan)。

1.2 縫隙腐蝕

在電解(jie)液中，金屬(shu)與(yu)金屬(shu)或金屬(shu)與(yu)非(fei)金屬(shu)表面之間構成(cheng)(cheng)狹窄的(de)(de)縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)，縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)內有(you)關物質的(de)(de)移動(dong)受到(dao)了(le)阻滯(zhi)，形(xing)成(cheng)(cheng)濃(nong)差電池，從(cong)而產生(sheng)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，這(zhe)種腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)被稱為縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)常(chang)發生(sheng)在設備(bei)(bei)中法蘭的(de)(de)連接處(chu)，墊圈(quan)、襯板、纏繞墊與(yu)金屬(shu)重(zhong)疊處(chu)，它可以在不(bu)同的(de)(de)金屬(shu)和(he)不(bu)同的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介(jie)(jie)質中出(chu)現，從(cong)而給生(sheng)產設備(bei)(bei)的(de)(de)正(zheng)常(chang)運行造成(cheng)(cheng)嚴重(zhong)障(zhang)礙，甚(shen)至發生(sheng)破(po)壞事故(gu)。對鈦及鈦合(he)金來說，縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)是最應關注的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)現象。介(jie)(jie)質中，氧氣濃(nong)度(du)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)量增(zeng)加(jia)(jia)(jia)；PH值減(jian)(jian)小，陽極溶解(jie)速度(du)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)量也增(zeng)加(jia)(jia)(jia)；活性陰離子的(de)(de)濃(nong)度(du)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)敏感(gan)性升(sheng)高。但是，某(mou)些(xie)含氧陰離子的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)會減(jian)(jian)小縫(feng)(feng)(feng)(feng)隙(xi)(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)量。

1.3 應力腐蝕

材料在(zai)特定的(de)腐蝕介質中和在(zai)靜拉伸(shen)應力(li)(li)（包括外(wai)加載荷、熱應力(li)(li)、冷加工、熱加工、焊接(jie)等(deng)所(suo)引起的(de)殘余應力(li)(li)，以及裂縫銹蝕產物的(de)楔(xie)入(ru)應力(li)(li)等(deng)）下(xia)，所(suo)出現的(de)低于強度極(ji)限的(de)脆性開(kai)裂現象，稱為應力(li)(li)腐蝕開(kai)裂。

應力(li)腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂(lie)(lie)(lie)是先在金屬的(de)腐(fu)(fu)蝕敏感部位(wei)形成微小凹坑，產生細長的(de)裂(lie)(lie)(lie)縫，且裂(lie)(lie)(lie)縫擴(kuo)展很快，能在短(duan)時間內(nei)發生嚴重的(de)破壞。應力(li)腐(fu)(fu)蝕開(kai)裂(lie)(lie)(lie)在石油、化工(gong)腐(fu)(fu)蝕失(shi)效類型中所占比例最(zui)高(gao)，可達50%。

應力(li)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)產生有(you)兩個基本(ben)條件：一(yi)是(shi)材料對介質具有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)應力(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)敏感性；二(er)是(shi)存在足(zu)(zu)夠高的(de)(de)拉應力(li)。導(dao)致應力(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)的(de)(de)應力(li)可以(yi)來(lai)自工作應力(li)，也可以(yi)來(lai)自制造過程(cheng)中(zhong)產生的(de)(de)殘余應力(li)。據統計，在應力(li)腐蝕(shi)(shi)開(kai)裂(lie)事故中(zhong)，由(you)殘余應力(li)所引起的(de)(de)占80%以(yi)上(shang)，而由(you)工作應力(li)引起的(de)(de)則不足(zu)(zu)20%。

應(ying)力腐(fu)(fu)蝕過程一般(ban)可分為三個階段(duan)(duan)。第一階段(duan)(duan)為孕育期，在這一階段(duan)(duan)內，因(yin)腐(fu)(fu)蝕過程局部(bu)(bu)化(hua)和拉(la)應(ying)力作(zuo)用(yong)的(de)結果(guo)，使裂(lie)(lie)紋(wen)生(sheng)核(he)；第二(er)階段(duan)(duan)為腐(fu)(fu)蝕裂(lie)(lie)紋(wen)發(fa)展時期，當(dang)裂(lie)(lie)紋(wen)生(sheng)核(he)后(hou)，在腐(fu)(fu)蝕介質和金屬中(zhong)拉(la)應(ying)力的(de)共同(tong)作(zuo)用(yong)下，裂(lie)(lie)紋(wen)擴展；第三階段(duan)(duan)中(zhong)，由于(yu)拉(la)應(ying)力的(de)局部(bu)(bu)集中(zhong)，裂(lie)(lie)紋(wen)急劇生(sheng)長導致(zhi)零件(jian)的(de)破壞。

在發(fa)生(sheng)應(ying)力腐蝕(shi)破裂時(shi)(shi)，并不(bu)發(fa)生(sheng)明(ming)顯的均勻腐蝕(shi)，甚至腐蝕(shi)產物(wu)極少(shao)，有(you)時(shi)(shi)肉眼也難以發(fa)現，因(yin)此，應(ying)力腐蝕(shi)是一種非常危險的破壞。

一(yi)般來(lai)說(shuo)，介質中氯(lv)化物(wu)濃(nong)度的(de)(de)增加，會(hui)縮(suo)短應力(li)(li)腐蝕開裂所(suo)需的(de)(de)時間(jian)。不同氯(lv)化物(wu)的(de)(de)腐蝕作用是(shi)按Mg2+、Fe3+、Ca2+、Na1+、Li1+等離子的(de)(de)順序遞減的(de)(de)。發生應力(li)(li)腐蝕的(de)(de)溫(wen)度一(yi)般在50℃～300℃之間(jian)。

防止應(ying)力腐(fu)蝕(shi)應(ying)從減少腐(fu)蝕(shi)和消(xiao)(xiao)除拉應(ying)力兩方面(mian)來采取措施。主要是：一要盡(jin)量避免使用對應(ying)力腐(fu)蝕(shi)敏(min)感的材料(liao)；二在設(she)計設(she)備結構時(shi)要力求(qiu)合理，盡(jin)量減少應(ying)力集中和積存腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)；三在加工制造設(she)備時(shi)，要注意消(xiao)(xiao)除殘余應(ying)力。

1.4 腐蝕疲勞

腐(fu)蝕(shi)疲(pi)(pi)勞(lao)是(shi)(shi)在腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)與循環應力的聯(lian)合作用下產生(sheng)的。這(zhe)種由于腐(fu)蝕(shi)介質(zhi)而引起(qi)的抗腐(fu)蝕(shi)疲(pi)(pi)勞(lao)性能(neng)的降低，稱為腐(fu)蝕(shi)疲(pi)(pi)勞(lao)。疲(pi)(pi)勞(lao)破(po)(po)壞(huai)的應力值(zhi)低于屈服點，在一定的臨界循環應力值(zhi)（疲(pi)(pi)勞(lao)極限或稱疲(pi)(pi)勞(lao)壽(shou)命）以上時，才會發(fa)生(sheng)疲(pi)(pi)勞(lao)破(po)(po)壞(huai)。而腐(fu)蝕(shi)疲(pi)(pi)勞(lao)卻可能(neng)在很(hen)低的應力條件下就發(fa)生(sheng)破(po)(po)斷(duan)，因而它是(shi)(shi)很(hen)危(wei)險的。

影響材料腐蝕疲(pi)勞的(de)因(yin)素(su)主(zhu)要有應力交變速度、介(jie)(jie)質溫(wen)度、介(jie)(jie)質成分、材料尺寸、加工和熱處理等。增加載荷循環速度、降(jiang)低介(jie)(jie)質的(de)PH值或升高介(jie)(jie)質的(de)溫(wen)度，都會使腐蝕疲(pi)勞強度下降(jiang)。材料表面

4 常見金屬材料的力學性能(neng)名稱、代號、單位和涵(han)義

指標單位涵義說明

名稱符號

彈性指標彈性

模(mo)量(liang)EN/mm2金屬在彈性(xing)(xing)范圍內，外力和變(bian)形成比(bi)例(li)地增長，即應(ying)力與(yu)應(ying)變(bian)成正比(bi)例(li)關系時（符合虎克(ke)定理(li)），這個比(bi)例(li)系數就稱(cheng)為(wei)彈性(xing)(xing)模(mo)量(liang)，根(gen)據應(ying)力，應(ying)變(bian)的(de)性(xing)(xing)質通常又分為(wei)：彈性(xing)(xing)模(mo)量(liang)和切變(bian)模(mo)量(liang)，彈性(xing)(xing)模(mo)量(liang)的(de)大(da)小，相當(dang)于引起物體單位變(bian)形時所需應(ying)力之大(da)小，是(shi)衡(heng)量(liang)材料(liao)剛(gang)度的(de)指標，彈性(xing)(xing)模(mo)量(liang)愈(yu)大(da)，剛(gang)度也愈(yu)大(da)。

切變模量GN/mm2

彈(dan)(dan)性(xing)極限σeN/mm2    這是表示金屬(shu)最(zui)大彈(dan)(dan)性(xing)的(de)指標，即在彈(dan)(dan)性(xing)變形階段，試樣不產生塑性(xing)變形時所能承受的(de)最(zui)大應力

強度性能指標抗拉

強度σbN/mm2指外力是(shi)拉力時的強度極限，它是(shi)衡量金屬材料強度的主(zhu)要(yao)性(xing)能指標

抗彎強度(du)σbb或σwN/mm2指外力(li)是彎曲力(li)時的強度(du)極限

抗壓(ya)強度σbc或σyN/mm2    指外力是壓(ya)力時的強度極限，壓(ya)縮試(shi)驗主要適用于低塑性(xing)材(cai)料(liao)，如鑄鐵(tie)、塑料(liao)等(deng)

抗剪強(qiang)度τN/mm2指外力是剪切力時的強(qiang)度極(ji)限(xian)

抗扭(niu)強度(du)τbN/mm2    指外力(li)(li)是扭(niu)轉(zhuan)力(li)(li)時的強度(du)極限(xian)

屈(qu)服點σsN/mm2金屬(shu)承受載(zai)荷時(shi)，當載(zai)荷不再增加，但金屬(shu)本身的變(bian)形卻繼(ji)續增加的現象(xiang)(xiang)稱為屈(qu)服，產生屈(qu)服現象(xiang)(xiang)時(shi)的應力(li)叫屈(qu)服點

屈(qu)服強(qiang)度σ0.2N/mm2    金屬發生屈(qu)服現(xian)象(xiang)時(shi)，為便于測(ce)量，通常(chang)按(an)其產(chan)生永久殘余(yu)變(bian)形量等于試樣原長0.2%時(shi)的應(ying)力(li)，作為屈(qu)服強(qiang)度

持久(jiu)強度σb /hN/mm2    

指金(jin)屬(shu)在(zai)一定的(de)高溫條件(jian)下，經過規(gui)定時間發(fa)生斷裂時的(de)應力，一般所指的(de)持(chi)久強度，是指在(zai)一定溫度下，試樣經十(shi)萬小時后的(de)破斷強度

蠕變(bian)極限(xian)σ%/hN/mm2   

金屬在高溫(wen)環境下，即使所受應力小于(yu)屈服點(dian)，也(ye)會隨著時間的增長而緩慢地產生永久變(bian)形，這(zhe)種(zhong)現象叫做蠕變(bian)，在一(yi)定(ding)(ding)的溫(wen)度(du)下經一(yi)定(ding)(ding)的時間，金屬的蠕變(bian)速度(du)仍不超(chao)過(guo)規定(ding)(ding)的數值(zhi)，此時所能承受的最大應力，稱為蠕變(bian)極限

硬度性能指(zhi)標布(bu)氏硬度HBS HBWN/mm2   

用淬(cui)硬(ying)小鋼球或硬(ying)質(zhi)合(he)(he)金球壓(ya)入(ru)金屬表面(mian)，以其壓(ya)痕面(mian)積(ji)除加壓(ya)在鋼球上的(de)載荷(he)，所得之商，即為金屬的(de)布氏硬(ying)度(du)數值。使(shi)用鋼球測定硬(ying)度(du)≤450HBS；使(shi)用硬(ying)質(zhi)合(he)(he)金球測定硬(ying)度(du)＞450HBW

洛氏硬度C級(ji)HRC無(wu)量鋼   

用(yong)(yong)1471N載荷，將頂(ding)角為120°的(de)圓錐形金(jin)(jin)剛石(shi)的(de)壓頭，壓入金(jin)(jin)屬(shu)表面，取其壓痕的(de)深度來計(ji)算硬度的(de)大(da)小，即為金(jin)(jin)屬(shu)的(de)HRC硬度，HRC用(yong)(yong)來測量HB=230~700的(de)金(jin)(jin)屬(shu)材料，主要用(yong)(yong)于測定淬(cui)火鋼(gang)及較硬的(de)金(jin)(jin)屬(shu)材料

A級HRA    指用588.4N載荷和頂(ding)角為120°的圓錐形金剛石(shi)的壓頭所(suo)測定出來的硬(ying)度，一般用來測定硬(ying)度很高或硬(ying)而薄的金屬材料，如碳(tan)化物、硬(ying)質合金或表面處理過(guo)的零件

B級HRB    指用980.7N載荷和(he)直徑為1.59mm（即1/16in）的(de)淬(cui)硬鋼球所測得的(de)硬度。主要用于(yu)測定HB=60~230這一(yi)類(lei)較軟的(de)金屬(shu)材料(liao)，如退火鋼、銅、鋁等

維(wei)氏 硬(ying)度(du)HVN/mm2用49.03~980.7N以內的(de)載荷，將頂角(jiao)為(wei)136°的(de)金(jin)剛石四方角(jiao)錐體壓(ya)頭壓(ya)入金(jin)屬(shu)的(de)表面，以其(qi)壓(ya)痕面積除載荷所得(de)之商，即為(wei)維(wei)氏硬(ying)度(du)值，HV只適(shi)用于測定(ding)很(hen)薄(bo)（0.3~0.5mm）的(de)金(jin)屬(shu)材(cai)料，或厚度(du)為(wei)0.03~0.05mm的(de)零件表面硬(ying)化層的(de)硬(ying)度(du)，測定(ding)的(de)數值比(bi)較準確

肖氏硬度HSC HSDH（回跳高度）   

利(li)用(yong)一(yi)(yi)定重量（2.5g）的(de)鋼球(qiu)或金剛石(shi)球(qiu)，自(zi)一(yi)(yi)定的(de)高度（一(yi)(yi)般為(wei)254mm）落下撞擊金屬后，球(qiu)又回(hui)跳到某(mou)一(yi)(yi)高度h，此高度為(wei)肖氏硬度值(zhi)，其優點是在金屬表面(mian)上不留下傷痕(hen)，缺點是測定值(zhi)不夠(gou)準確

塑性指標伸長率

L0=5d

L0=10dδ

δ5

δ10%金(jin)屬受外力作用被拉(la)斷以后(hou)，在標(biao)距內總伸長(chang)長(chang)度(du)同原來標(biao)距長(chang)度(du)相比的(de)百分(fen)數，稱(cheng)為伸長(chang)率(lv)。根(gen)據(ju)試(shi)(shi)樣長(chang)度(du)的(de)不同，通常用符號δ5或δ10來表(biao)示；δ5是試(shi)(shi)樣標(biao)距長(chang)度(du)為其直徑(jing)5倍(bei)時(shi)的(de)伸長(chang)率(lv)，δ10是試(shi)(shi)樣標(biao)距長(chang)度(du)為其直徑(jing)10倍(bei)時(shi)的(de)伸長(chang)率(lv)斷面 收縮(suo)率(lv)ψ%   

金屬受外力作(zuo)用被拉斷以后，其橫截面(mian)的(de)縮(suo)小量(liang)與原(yuan)來橫截面(mian)積相比的(de)百分數，稱為(wei)斷面(mian)收縮(suo)率。δ、ψ的(de)數值愈高(gao)，表(biao)明這(zhe)種材料的(de)塑性愈好，易(yi)于進行壓力加工

韌(ren)性指(zhi)(zhi)標沖(chong)擊(ji)韌(ren)度aKU aKVJ/m2 kJ/m2沖(chong)擊(ji)韌(ren)度是評(ping)定金屬材料(liao)于動載荷下(xia)承受(shou)沖(chong)擊(ji)抗力(li)的(de)力(li)學(xue)性能指(zhi)(zhi)標，通(tong)常都是以(yi)大能量的(de)一次沖(chong)擊(ji)值作(zuo)為標準的(de)。試驗結果，以(yi)沖(chong)斷(duan)試樣(yang)上所消(xiao)耗的(de)功與斷(duan)口處橫截面積之比(bi)值大小來衡量。由于aK值的(de)大小不(bu)僅取決于材料(liao)本身(shen)，還隨(sui)試樣(yang)尺寸(cun)、形狀的(de)改變(bian)及試驗溫(wen)度的(de)不(bu)同而(er)變(bian)化，因而(er)aK值只是一個相對(dui)指(zhi)(zhi)標