點(diǎn)蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點(diǎn)蝕有大有小，一般情況下，點(diǎn)蝕的深度要比其直徑大的多。點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生在表面有鈍化膜或保護(hù)膜的金屬上。由于金屬材料中存在缺陷、雜質(zhì)和溶質(zhì)等的不

1 腐蝕的分類及特點(diǎn)

1.1 點(diǎn)蝕

點(diǎn)蝕又稱坑蝕和小孔腐蝕。點(diǎn)蝕有大有小，一般情況下，點(diǎn)蝕的深度要比其直徑大的多。點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生在表面有鈍化膜或保護(hù)膜的金屬上。

由于金屬材料中存在缺陷、雜質(zhì)和溶質(zhì)等的不均一性，當(dāng)介質(zhì)中含有某些活性陰離子（如Cl－）時(shí)，這些活性陰離子首先被吸附在金屬表面某些點(diǎn)上，從而使金屬表面鈍化膜發(fā)生破壞。一旦這層鈍化膜被破壞又缺乏自鈍化能力時(shí)，金屬表面就發(fā)生腐蝕。這是因?yàn)樵诮饘俦砻嫒毕萏幰茁┏鰴C(jī)體金屬，使其呈活化狀態(tài)，而鈍化膜處仍為鈍態(tài)，這樣就形成了活性—鈍性腐蝕電池，由于陽極面積比陰極面積小得多，陽極電流密度很大，所以腐蝕往深處發(fā)展，金屬表面很快就被腐蝕成小孔，這種現(xiàn)象被稱為點(diǎn)蝕。

在石油、化工的腐蝕失效類型統(tǒng)計(jì)中，點(diǎn)蝕約占20%～25%。流動(dòng)不暢的含活性陰離子的介質(zhì)中容易形成活性陰離子的積聚和濃縮的條件，促使點(diǎn)蝕的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容易發(fā)生點(diǎn)蝕。

PH值降低、溫度升高都會(huì)增加點(diǎn)蝕的傾向。氧化性金屬離子（如Fe3+、Cu2+、Hg2+等）能促進(jìn)點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。但某些含氧陰離子（如氫氧化物、鉻酸鹽、硝酸鹽和硫酸鹽等）能防止點(diǎn)蝕。

點(diǎn)蝕雖然失重不大，但由于陽極面積很小，所以腐蝕速率很快，嚴(yán)重時(shí)可造成設(shè)備穿孔，使大量的油、水、氣泄漏，有時(shí)甚至造成火災(zāi)、爆炸等嚴(yán)重事故，危險(xiǎn)性很大。點(diǎn)蝕會(huì)使晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞等加劇，在很多情況下點(diǎn)蝕是這些類型腐蝕的起源。

1.2 縫隙腐蝕

在電解液中，金屬與金屬或金屬與非金屬表面之間構(gòu)成狹窄的縫隙，縫隙內(nèi)有關(guān)物質(zhì)的移動(dòng)受到了阻滯，形成濃差電池，從而產(chǎn)生局部腐蝕，這種腐蝕被稱為縫隙腐蝕。縫隙腐蝕常發(fā)生在設(shè)備中法蘭的連接處，墊圈、襯板、纏繞墊與金屬重疊處，它可以在不同的金屬和不同的腐蝕介質(zhì)中出現(xiàn)，從而給生產(chǎn)設(shè)備的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重障礙，甚至發(fā)生破壞事故。對(duì)鈦及鈦合金來說，縫隙腐蝕是最應(yīng)關(guān)注的腐蝕現(xiàn)象。介質(zhì)中，氧氣濃度增加，縫隙腐蝕量增加；PH值減小，陽極溶解速度增加，縫隙腐蝕量也增加；活性陰離子的濃度增加，縫隙腐蝕敏感性升高。但是，某些含氧陰離子的增加會(huì)減小縫隙腐蝕量。

1.3 應(yīng)力腐蝕

材料在特定的腐蝕介質(zhì)中和在靜拉伸應(yīng)力（包括外加載荷、熱應(yīng)力、冷加工、熱加工、焊接等所引起的殘余應(yīng)力，以及裂縫銹蝕產(chǎn)物的楔入應(yīng)力等）下，所出現(xiàn)的低于強(qiáng)度極限的脆性開裂現(xiàn)象，稱為應(yīng)力腐蝕開裂。

應(yīng)力腐蝕開裂是先在金屬的腐蝕敏感部位形成微小凹坑，產(chǎn)生細(xì)長的裂縫，且裂縫擴(kuò)展很快，能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重的破壞。應(yīng)力腐蝕開裂在石油、化工腐蝕失效類型中所占比例最高，可達(dá)50%。

應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生有兩個(gè)基本條件：一是材料對(duì)介質(zhì)具有一定的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性；二是存在足夠高的拉應(yīng)力。導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的應(yīng)力可以來自工作應(yīng)力，也可以來自制造過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在應(yīng)力腐蝕開裂事故中，由殘余應(yīng)力所引起的占80%以上，而由工作應(yīng)力引起的則不足20%。

應(yīng)力腐蝕過程一般可分為三個(gè)階段。第一階段為孕育期，在這一階段內(nèi)，因腐蝕過程局部化和拉應(yīng)力作用的結(jié)果，使裂紋生核；第二階段為腐蝕裂紋發(fā)展時(shí)期，當(dāng)裂紋生核后，在腐蝕介質(zhì)和金屬中拉應(yīng)力的共同作用下，裂紋擴(kuò)展；第三階段中，由于拉應(yīng)力的局部集中，裂紋急劇生長導(dǎo)致零件的破壞。

在發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂時(shí)，并不發(fā)生明顯的均勻腐蝕，甚至腐蝕產(chǎn)物極少，有時(shí)肉眼也難以發(fā)現(xiàn)，因此，應(yīng)力腐蝕是一種非常危險(xiǎn)的破壞。

一般來說，介質(zhì)中氯化物濃度的增加，會(huì)縮短應(yīng)力腐蝕開裂所需的時(shí)間。不同氯化物的腐蝕作用是按Mg2+、Fe3+、Ca2+、Na1+、Li1+等離子的順序遞減的。發(fā)生應(yīng)力腐蝕的溫度一般在50℃～300℃之間。

防止應(yīng)力腐蝕應(yīng)從減少腐蝕和消除拉應(yīng)力兩方面來采取措施。主要是：一要盡量避免使用對(duì)應(yīng)力腐蝕敏感的材料；二在設(shè)計(jì)設(shè)備結(jié)構(gòu)時(shí)要力求合理，盡量減少應(yīng)力集中和積存腐蝕介質(zhì)；三在加工制造設(shè)備時(shí)，要注意消除殘余應(yīng)力。

1.4 腐蝕疲勞

腐蝕疲勞是在腐蝕介質(zhì)與循環(huán)應(yīng)力的聯(lián)合作用下產(chǎn)生的。這種由于腐蝕介質(zhì)而引起的抗腐蝕疲勞性能的降低，稱為腐蝕疲勞。疲勞破壞的應(yīng)力值低于屈服點(diǎn)，在一定的臨界循環(huán)應(yīng)力值（疲勞極限或稱疲勞壽命）以上時(shí)，才會(huì)發(fā)生疲勞破壞。而腐蝕疲勞卻可能在很低的應(yīng)力條件下就發(fā)生破斷，因而它是很危險(xiǎn)的。

影響材料腐蝕疲勞的因素主要有應(yīng)力交變速度、介質(zhì)溫度、介質(zhì)成分、材料尺寸、加工和熱處理等。增加載荷循環(huán)速度、降低介質(zhì)的PH值或升高介質(zhì)的溫度，都會(huì)使腐蝕疲勞強(qiáng)度下降。材料表面

4 常見金屬材料的力學(xué)性能名稱、代號(hào)、單位和涵義

指標(biāo)單位涵義說明

名稱符號(hào)

彈性指標(biāo)彈性

模量EN/mm2金屬在彈性范圍內(nèi)，外力和變形成比例地增長，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比例關(guān)系時(shí)（符合虎克定理），這個(gè)比例系數(shù)就稱為彈性模量，根據(jù)應(yīng)力，應(yīng)變的性質(zhì)通常又分為：彈性模量和切變模量，彈性模量的大小，相當(dāng)于引起物體單位變形時(shí)所需應(yīng)力之大小，是衡量材料剛度的指標(biāo)，彈性模量愈大，剛度也愈大。

切變模量GN/mm2

彈性極限σeN/mm2    這是表示金屬最大彈性的指標(biāo)，即在彈性變形階段，試樣不產(chǎn)生塑性變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力

強(qiáng)度性能指標(biāo)抗拉

強(qiáng)度σbN/mm2指外力是拉力時(shí)的強(qiáng)度極限，它是衡量金屬材料強(qiáng)度的主要性能指標(biāo)

抗彎強(qiáng)度σbb或σwN/mm2指外力是彎曲力時(shí)的強(qiáng)度極限

抗壓強(qiáng)度σbc或σyN/mm2    指外力是壓力時(shí)的強(qiáng)度極限，壓縮試驗(yàn)主要適用于低塑性材料，如鑄鐵、塑料等

抗剪強(qiáng)度τN/mm2指外力是剪切力時(shí)的強(qiáng)度極限

抗扭強(qiáng)度τbN/mm2    指外力是扭轉(zhuǎn)力時(shí)的強(qiáng)度極限

屈服點(diǎn)σsN/mm2金屬承受載荷時(shí)，當(dāng)載荷不再增加，但金屬本身的變形卻繼續(xù)增加的現(xiàn)象稱為屈服，產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力叫屈服點(diǎn)

屈服強(qiáng)度σ0.2N/mm2    金屬發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)，為便于測量，通常按其產(chǎn)生永久殘余變形量等于試樣原長0.2%時(shí)的應(yīng)力，作為屈服強(qiáng)度

持久強(qiáng)度σb /hN/mm2    

指金屬在一定的高溫條件下，經(jīng)過規(guī)定時(shí)間發(fā)生斷裂時(shí)的應(yīng)力，一般所指的持久強(qiáng)度，是指在一定溫度下，試樣經(jīng)十萬小時(shí)后的破斷強(qiáng)度

蠕變極限σ%/hN/mm2   

金屬在高溫環(huán)境下，即使所受應(yīng)力小于屈服點(diǎn)，也會(huì)隨著時(shí)間的增長而緩慢地產(chǎn)生永久變形，這種現(xiàn)象叫做蠕變，在一定的溫度下經(jīng)一定的時(shí)間，金屬的蠕變速度仍不超過規(guī)定的數(shù)值，此時(shí)所能承受的最大應(yīng)力，稱為蠕變極限

硬度性能指標(biāo)布氏硬度HBS HBWN/mm2   

用淬硬小鋼球或硬質(zhì)合金球壓入金屬表面，以其壓痕面積除加壓在鋼球上的載荷，所得之商，即為金屬的布氏硬度數(shù)值。使用鋼球測定硬度≤450HBS；使用硬質(zhì)合金球測定硬度＞450HBW

洛氏硬度C級(jí)HRC無量鋼   

用1471N載荷，將頂角為120°的圓錐形金剛石的壓頭，壓入金屬表面，取其壓痕的深度來計(jì)算硬度的大小，即為金屬的HRC硬度，HRC用來測量HB=230~700的金屬材料，主要用于測定淬火鋼及較硬的金屬材料

A級(jí)HRA    指用588.4N載荷和頂角為120°的圓錐形金剛石的壓頭所測定出來的硬度，一般用來測定硬度很高或硬而薄的金屬材料，如碳化物、硬質(zhì)合金或表面處理過的零件

B級(jí)HRB    指用980.7N載荷和直徑為1.59mm（即1/16in）的淬硬鋼球所測得的硬度。主要用于測定HB=60~230這一類較軟的金屬材料，如退火鋼、銅、鋁等

維氏 硬度HVN/mm2用49.03~980.7N以內(nèi)的載荷，將頂角為136°的金剛石四方角錐體壓頭壓入金屬的表面，以其壓痕面積除載荷所得之商，即為維氏硬度值，HV只適用于測定很?。?.3~0.5mm）的金屬材料，或厚度為0.03~0.05mm的零件表面硬化層的硬度，測定的數(shù)值比較準(zhǔn)確

肖氏硬度HSC HSDH（回跳高度）   

利用一定重量（2.5g）的鋼球或金剛石球，自一定的高度（一般為254mm）落下撞擊金屬后，球又回跳到某一高度h，此高度為肖氏硬度值，其優(yōu)點(diǎn)是在金屬表面上不留下傷痕，缺點(diǎn)是測定值不夠準(zhǔn)確

塑性指標(biāo)伸長率

L0=5d

L0=10dδ

δ5

δ10%金屬受外力作用被拉斷以后，在標(biāo)距內(nèi)總伸長長度同原來標(biāo)距長度相比的百分?jǐn)?shù)，稱為伸長率。根據(jù)試樣長度的不同，通常用符號(hào)δ5或δ10來表示；δ5是試樣標(biāo)距長度為其直徑5倍時(shí)的伸長率，δ10是試樣標(biāo)距長度為其直徑10倍時(shí)的伸長率斷面 收縮率ψ%   

金屬受外力作用被拉斷以后，其橫截面的縮小量與原來橫截面積相比的百分?jǐn)?shù)，稱為斷面收縮率。δ、ψ的數(shù)值愈高，表明這種材料的塑性愈好，易于進(jìn)行壓力加工

韌性指標(biāo)沖擊韌度aKU aKVJ/m2 kJ/m2沖擊韌度是評(píng)定金屬材料于動(dòng)載荷下承受沖擊抗力的力學(xué)性能指標(biāo)，通常都是以大能量的一次沖擊值作為標(biāo)準(zhǔn)的。試驗(yàn)結(jié)果，以沖斷試樣上所消耗的功與斷口處橫截面積之比值大小來衡量。由于aK值的大小不僅取決于材料本身，還隨試樣尺寸、形狀的改變及試驗(yàn)溫度的不同而變化，因而aK值只是一個(gè)相對(duì)指標(biāo)