引言

    點腐蝕和縫腐蝕是不銹鋼在氯化物介質中經常大量出現的局部腐蝕。一般地說，像不銹鋼這類易鈍化的金屬，其表面可能處在三種狀態：活化、鈍化和過鈍化狀態。活化和過鈍化狀態發生均勻腐蝕，而鈍化狀態的腐蝕速度非常小。

    1、不銹鋼的點腐蝕機理

    不銹鋼之所以能抗腐蝕乃是由于其表面能形成一層具有保護性的鈍化膜。然而，一旦這層鈍化膜遭到破壞，而又缺乏自鈍化的條件或能力，不銹鋼就會發生腐蝕，如果腐蝕僅僅集中在不銹鋼的某些特定點域，并在這些點域形成向深處發展的腐蝕小坑，而不銹鋼的大部分表面仍保持鈍態的腐蝕現象，稱為點腐蝕。

    1.1 點腐蝕發生條件

    不銹鋼只有在特定的腐蝕介質中才能發生點腐蝕。當介質中鹵素離子和氧化劑（例如溶解氧）同時存在時，容易發生點腐蝕。大部分不銹鋼設備的點腐蝕失效都是由氯化物和氯離子所引起，特別是次氯酸鹽（存在于漂白劑中），其腐蝕性更強。其它鹵素離子中，溴化物也將引起點腐蝕，而氟化物和碘化物溶液中，不銹鋼發生點腐蝕的傾向較小。如果在氯化物溶液中含有銅、鐵以及汞等金屬離子，則腐蝕特別嚴重，設備發生點腐蝕的危險性也將更大。

    1.2 點腐蝕外觀形貌特征

    不銹鋼發生點腐蝕時，其外觀形貌有如下幾種特征：（1）大部分金屬表面腐蝕極其輕微，有的甚至光亮如初，只是局部呈現出腐蝕小孔，見圖1~2。

    圖1 0Cr18Ni9Ti不銹鋼在10%FeCl3.6H2O溶液中，室溫浸泡2.5h后點腐蝕的外觀形貌

    圖2 1Cr13馬氏體不銹鋼制作的空氣壓縮機葉輪輪盤背面R處呈現的點腐蝕的外觀形貌

    （2）表面看上去不是蝕坑，而像被敲擊的凹痕，凹痕本身仍呈金屬光澤。若將凹痕挑破，其下面便是嚴重的點蝕坑，如圖3所示。

    
    （a）浸泡后的原始形貌（凹痕）（b）（a）圖上凹痕挑破后的形貌

    圖3 雙相不銹鋼在10%FeCl3.6H2O水溶液中、室溫浸泡47h所呈現的點蝕外觀形貌

    （3）蝕坑不僅尺寸很小，而且被腐蝕產物所覆蓋，好似一堆臟物。將臟物除去后，即暴露出點蝕坑，見圖4

    圖4 1Cr18Ni9Ti不銹鋼制氨苯砜高壓釜內襯在使用中產生的點蝕坑（右面箭頭指處被腐蝕物所覆蓋，左面箭頭指處為除去腐蝕產物后的蝕坑）

    （4）有時，在不銹鋼與環境的某種組合條件下，點腐蝕會呈現出寶塔狀的形貌見圖5。

    圖5 1Cr18Ni12Mo2Ti不銹鋼在10%FeCl3.6H2O溶液中，50℃，浸泡48h后呈現點腐蝕的外觀形貌（寶塔狀）

    1.3 點腐蝕的機理

    點腐蝕的機理有不同的解釋，目前比較受推崇的是H.H.Vhlig的點腐蝕鈍化吸附理論。鈍化的金屬當浸入含有Cl-離子的腐蝕性介質中時，介質中的Cl-就吸附到金屬表面的鈍化膜上，由于鈍化膜的不均勻性及介質中的Cl-和氧化劑（主要是氧）競相吸附，則在鈍化膜的薄弱部位（如非金屬夾雜物，第二相及晶粒邊界等）Cl-置換了鈍化膜中的氧，在存在高濃度Cl-情況下，金屬的電位變的較活化并使之成為陽極，由于吸入Cl-時金屬的溶解超電壓比吸入氧時的超電壓低，故造成局部地區的鈍化行為喪失，金屬發生溶解，開始出現點蝕。這種鈍化-活化電池開始的電位差為十分之幾伏，從而導致高的電流密度和加速腐蝕速度。

    點蝕一旦發生，在陽極部位連續的高電流密度保持在金屬的活化狀態，這時Cl-（和其他陰離子）被不斷地輸送到點內來，造成Cl-的濃縮。此外由于金屬的陽極溶解生成的Fe2+,Cr3+的水解作用（Men++nH2O=Me（OH）n+nH+）造成點內溶液值的極大降低，使點蝕不斷的加速發展，直至最后穿孔。

    一般發生點蝕的金屬陽極部位是不會沿著金屬表面蔓延的。這是因為所產生的高電流對圍繞著陽極最接近的金屬起到了陰極保護作用，從而阻止其他部位發生點蝕。至于陰極保護的距離則取決于從陽極流出的電流大小和電解液的傳導能力。

    2、Cl-對304、316不銹鋼臨界點蝕溫度的影響

    本文采用恒定外加電位下腐蝕電流-溫度掃描方法研究了304和316不銹鋼在不同濃度NaCl水溶液中的臨界點蝕溫度，得到了Cl-對304和316不銹鋼點蝕行為的影響規律，總結該規律并分析其機理。利用上述方法測量的304和316不銹鋼在不同百分比濃度NaCL溶液中恒定300mV外加電位下的臨界點蝕溫度具體數據如表1所示

    表1 304和316不銹鋼在不同濃度NaCl溶液中的臨界點蝕溫度

    從表中的數據可以看出，316不銹鋼的耐點蝕性能要明顯優于304不銹鋼。

    對比316與304不銹鋼，相同條件下316不銹鋼的臨界點蝕溫度都明顯高于304不銹鋼，這說明316相對于304不銹鋼具有更好的點蝕溫度抗力。究其原因，最主要是因為二者合金元素的差異。相對于304不銹鋼，316不銹鋼添加了抗點蝕元素Mo,從而大幅度提高了其抗點蝕性能。實驗結果也再次證明了Mo元素的添加有利于提高不銹鋼材料的耐點蝕性能，更具體而言，Mo元素的添加有利于提高不銹鋼材料的點蝕溫度抗力。

    結論

    （1）點蝕需要在特定的條件下才能發生，當溶液中鹵素離子和氧同時存在時才有發生點蝕的傾向。

    （2）316相對于304不銹鋼具有更好的點蝕溫度抗力，主要是316中添加了Mo元素有利于提高不銹鋼材料的點蝕溫度抗力。