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

1 腐蝕的分類及特點

1.1 點蝕

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

由于金屬材料中存在缺陷、雜質和溶質等的不均一性，當介質中含有某些活性陰離子（如Cl－）時，這些活性陰離子首先被吸附在金屬表面某些點上，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，金屬表面就發(fā)生腐蝕。這是因為在金屬表面缺陷處易漏出機體金屬，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)象被稱為點蝕。

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

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

點蝕雖然失重不大，但由于陽極面積很小，所以腐蝕速率很快，嚴重時可造成設備穿孔，使大量的油、水、氣泄漏，有時甚至造成火災、爆炸等嚴重事故，危險性很大。點蝕會使晶間腐蝕、應力腐蝕和腐蝕疲勞等加劇，在很多情況下點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成狹窄的縫隙，縫隙內有關物質的移動受到了阻滯，形成濃差電池，從而產生局部腐蝕，這種腐蝕被稱為縫隙腐蝕?？p隙腐蝕常發(fā)生在設備中法蘭的連接處，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中出現(xiàn)，從而給生產設備的正常運行造成嚴重障礙，甚至發(fā)生破壞事故。對鈦及鈦合金來說，縫隙腐蝕是最應關注的腐蝕現(xiàn)象。介質中，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減小縫隙腐蝕量。

1.3 應力腐蝕

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

應力腐蝕開裂是先在金屬的腐蝕敏感部位形成微小凹坑，產生細長的裂縫，且裂縫擴展很快，能在短時間內發(fā)生嚴重的破壞。應力腐蝕開裂在石油、化工腐蝕失效類型中所占比例最高，可達50%。

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

應力腐蝕過程一般可分為三個階段。第一階段為孕育期，在這一階段內，因腐蝕過程局部化和拉應力作用的結果，使裂紋生核；第二階段為腐蝕裂紋發(fā)展時期，當裂紋生核后，在腐蝕介質和金屬中拉應力的共同作用下，裂紋擴展；第三階段中，由于拉應力的局部集中，裂紋急劇生長導致零件的破壞。

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

一般來說，介質中氯化物濃度的增加，會縮短應力腐蝕開裂所需的時間。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)生應力腐蝕的溫度一般在50℃～300℃之間。

防止應力腐蝕應從減少腐蝕和消除拉應力兩方面來采取措施。主要是：一要盡量避免使用對應力腐蝕敏感的材料；二在設計設備結構時要力求合理，盡量減少應力集中和積存腐蝕介質；三在加工制造設備時，要注意消除殘余應力。

1.4 腐蝕疲勞

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

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

4 常見金屬材料的力學性能名稱、代號、單位和涵義

指標單位涵義說明

名稱符號

彈性指標彈性

模量EN/mm2金屬在彈性范圍內，外力和變形成比例地增長，即應力與應變成正比例關系時（符合虎克定理），這個比例系數就稱為彈性模量，根據應力，應變的性質通常又分為：彈性模量和切變模量，彈性模量的大小，相當于引起物體單位變形時所需應力之大小，是衡量材料剛度的指標，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，即在彈性變形階段，試樣不產生塑性變形時所能承受的最大應力

強度性能指標抗拉

強度σbN/mm2指外力是拉力時的強度極限，它是衡量金屬材料強度的主要性能指標

抗彎強度σbb或σwN/mm2指外力是彎曲力時的強度極限

抗壓強度σbc或σyN/mm2    指外力是壓力時的強度極限，壓縮試驗主要適用于低塑性材料，如鑄鐵、塑料等

抗剪強度τN/mm2指外力是剪切力時的強度極限

抗扭強度τbN/mm2    指外力是扭轉力時的強度極限

屈服點σsN/mm2金屬承受載荷時，當載荷不再增加，但金屬本身的變形卻繼續(xù)增加的現(xiàn)象稱為屈服，產生屈服現(xiàn)象時的應力叫屈服點

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

持久強度σb /hN/mm2    

指金屬在一定的高溫條件下，經過規(guī)定時間發(fā)生斷裂時的應力，一般所指的持久強度，是指在一定溫度下，試樣經十萬小時后的破斷強度

蠕變極限σ%/hN/mm2   

金屬在高溫環(huán)境下，即使所受應力小于屈服點，也會隨著時間的增長而緩慢地產生永久變形，這種現(xiàn)象叫做蠕變，在一定的溫度下經一定的時間，金屬的蠕變速度仍不超過規(guī)定的數值，此時所能承受的最大應力，稱為蠕變極限

硬度性能指標布氏硬度HBS HBWN/mm2   

用淬硬小鋼球或硬質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值。使用鋼球測定硬度≤450HBS；使用硬質合金球測定硬度＞450HBW

洛氏硬度C級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、硬質合金或表面處理過的零件

B級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只適用于測定很薄（0.3~0.5mm）的金屬材料，或厚度為0.03~0.05mm的零件表面硬化層的硬度，測定的數值比較準確

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)點是在金屬表面上不留下傷痕，缺點是測定值不夠準確

塑性指標伸長率

L0=5d

L0=10dδ

δ5

δ10%金屬受外力作用被拉斷以后，在標距內總伸長長度同原來標距長度相比的百分數，稱為伸長率。根據試樣長度的不同，通常用符號δ5或δ10來表示；δ5是試樣標距長度為其直徑5倍時的伸長率，δ10是試樣標距長度為其直徑10倍時的伸長率斷面 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數，稱為斷面收縮率。δ、ψ的數值愈高，表明這種材料的塑性愈好，易于進行壓力加工

韌性指標沖擊韌度aKU aKVJ/m2 kJ/m2沖擊韌度是評定金屬材料于動載荷下承受沖擊抗力的力學性能指標，通常都是以大能量的一次沖擊值作為標準的。試驗結果，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、形狀的改變及試驗溫度的不同而變化，因而aK值只是一個相對指標