第二章 腐蚀的基本原理

Vol.2.4 金属材料的耐蚀性等级

金属的耐蚀性亦称化学稳定性，指金属抵抗腐蚀介质作用的能力，对受均匀腐蚀的金属，常用重量指标和深度指标来表示腐蚀速度。

没有在任何腐蚀环境中均具耐蚀性的材料，耐蚀性也是相对的，有条件的（介质、浓度、温度、杂质、压力、流速等）。

耐蚀性标准是人为规定的，根据材料抵抗介质腐蚀破坏的能力将材料的耐全面腐蚀性分成若干个级别，如目前将不锈钢的耐蚀性划分为10级、钛及钛合金分为3级、碳钢及低合金钢划分为4级，见表2-2。NACE对金属对腐蚀程度的见表2-3。

介质的腐蚀性分级，根据腐蚀性介质对材料破坏的程度，即外观变化、质量变化、强度损失和腐蚀速度等因素，综合评定腐蚀性等级，并划分为：强腐蚀、中等腐蚀、弱腐蚀、无腐蚀4个等级。

腐蚀速度是单位时间、单位面积上的腐蚀量。在均匀腐蚀的情况下，腐蚀速度可以用质量法，深度法，电流密度法来表征。

1 质量法

样品在腐蚀前后的质量变化来表示腐蚀程度。

① 失重法：

当腐蚀产物能很好地去除而不损伤主体金属时采用。

 V-=(m0-m1)/St  （2-27）

式中 V--金属失重腐蚀速度，g·m-2·h-1；

m0-腐蚀前样品金属的质量，g；

m1-样品腐蚀后金属的质量，g；

S-样品暴露在腐蚀介质中的表面积，m2；

t-样品的腐蚀时间，h。

② 增重法：

当腐蚀产物全部覆盖在金属上且不易除去时采用。

V+=(m2-m0)/St   （2-28）

式中 V+-金属增重腐蚀速度，g·m-2·h-1；

m2-腐蚀后带有腐蚀产物的试样质量，g；

其他同式（2-27）。

2 深度法

以腐蚀后金属厚度的减少来表示腐蚀的程度，是把金属因腐蚀减少的厚度量以线量单位表示，并换算为单位时间的数值。在比较密度不同的金属材料的耐蚀性时，该指标比较方便。当全面腐蚀时，腐蚀深度可通过样品腐蚀前后的质量变化，经换算得到：

 V=8.76V-/ρ  （2-29）

式中 V-腐蚀深度，mm·a-1；

V--金属失重腐蚀速度，g·m-2·h-1；

ρ-金属密度，103kg·m-3；

8.76-每年小时数，103h；

 腐蚀速率除上述表示方法外，还有μm·a-1、mdd（mg·dm2·day）、ipy（in·a-1）、密尔（mpy，mil·a-1），其单位换算关系见表2-4。

3 腐蚀电流法

电化学腐蚀过程严格遵守电量守恒定律：即阳极失去的电荷数与阴极得到的电荷数相等。金属溶解的数量与电量的关系遵循法拉第定律，即电极上发生1mol电极反应的物质所需要的电量为96484.6 C。因为电化学腐蚀都是发生在阳极上的，所以，可以用腐蚀过程中的阳极电流密度来计算金属的腐蚀速率。

电流密度指通过单位面积上的电流强度，电流越大，腐蚀速度越快。

V-=3600Aia/nF  （2-30）

式中 V--金属失重腐蚀速度，g·m-2·h-1

ia -阳极电流密度，A·m-2；

A-金属的摩尔质量，g·mol-1；

n-电极反应中转移的电子数，等于金属化合价的变化数；

F—法拉第常数，96484.6C。

对于单一金属的腐蚀速度计算，式中面积S通常包括所有微阳极和微阴极的总面积，电流密度ia即为金属的自腐蚀电流密度。由腐蚀电流密度来表示金属的腐蚀速度可以较方便的找出决定腐蚀速度的因素。

除以上腐蚀速率的表示法外，有时还采用容量法、腐蚀前后材料力学性能变化率、电阻变化率等指标来表示腐蚀速度或腐蚀程度。