金屬的化學(xué)腐蝕反應(yīng)可分為兩個(gè)步驟。第一步是氧化步驟，第二步是脫電子步驟。氧化過程釋放自由電子，而脫電子過程是除去自由電子的過程。

陽離子可以進(jìn)入溶液或與其他陰離子結(jié)合形成化合物。氧化過程必須與脫電子過程同時(shí)配合才能完成整個(gè)反應(yīng)。

因此，只有通過電子去除步驟去除氧化步驟產(chǎn)生的自由電子，金屬原子才能不斷被腐蝕。實(shí)際的腐蝕過程是一個(gè)非常緩慢而相對(duì)均勻地在表面上失去金屬原子的過程。在某些條件下，如果在一個(gè)區(qū)域形成陽極或陰極區(qū)域，可能會(huì)出現(xiàn)局部腐蝕不均勻，并形成可見的腐蝕坑。

鋼鐵不會(huì)很快被腐蝕，因?yàn)樗谋砻嬖谒袝?huì)形成一層氧化保護(hù)層。由于鐵容易被氧化形成氧化鐵，所以不溶于水，容易沉積在金屬表面，從而阻礙了進(jìn)一步的腐蝕。這種現(xiàn)象稱為腐蝕鈍化。鋯、鉻、鋁、不銹鋼等金屬在常溫的水或空氣中會(huì)形成很薄的保護(hù)層，有時(shí)甚至薄得肉眼無法分辨。由于這種薄保護(hù)層，這些金屬在水或空氣中具有良好的耐腐蝕性。

金屬的化學(xué)腐蝕是指金屬與周圍介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的變質(zhì)和損壞?；瘜W(xué)腐蝕是一種氧化-還原反應(yīng)過程，即腐蝕介質(zhì)中的氧化劑直接與金屬表面的原子相互作用形成腐蝕產(chǎn)物。

金屬的化學(xué)腐蝕主要發(fā)生在以下四種介質(zhì)中。

(1)金屬在干氣體中的腐蝕

金屬在低濕大氣條件下的腐蝕屬于化學(xué)腐蝕，腐蝕緩慢，危害輕微。

(2)金屬在高溫氣體中的腐蝕

這是一種危害嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕，如金屬高溫氧化。在高溫條件下，金屬與環(huán)境中的氧氣或氧化氣體(H2O、SO2、CO2等)結(jié)合形成金屬化合物。溫度越高，金屬的氧化速率越快;對(duì)于鋼的高溫脫碳，在高溫氣體的作用下，金屬表面與高溫氣體中的02、H20、S02和H2發(fā)生反應(yīng)，降低碳含量，降低金屬表面硬度和疲勞強(qiáng)度。

(3)其他氧化劑引起的化學(xué)腐蝕

在腐蝕反應(yīng)中，奪取電子并使金屬原子變成離子的物質(zhì)不是氧，而是硫、鹵素原子或其他原原子或基團(tuán)。這時(shí)，反應(yīng)物不是氧化物，而是鹵化物、氫氧根或其他化合物。在這種情況下，腐蝕速率和危害程度取決于金屬和氧化物的性質(zhì)。

(4)金屬在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕

金屬在非水和非電離有機(jī)溶劑中與有機(jī)物直接反應(yīng)，受到化學(xué)腐蝕，如Al在CCl4中，Mg和Ti在甲醇中，腐蝕相對(duì)溫和。

通過分析材料腐蝕的基本原因，可將其分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕，又稱直接溶解，通常是指將材料置于可溶性溶液環(huán)境中，直至材料耗盡(腐蝕)或溶液達(dá)到飽和點(diǎn)。其他條件，如高溫和濕度，導(dǎo)致加速氧化材料，然后腐蝕。電化學(xué)腐蝕通常是指兩種非均相金屬或足以形成電位差的金屬的兩極形成陽極金屬，在電解液連接的環(huán)境中由于金屬離子的持續(xù)損失而被腐蝕的現(xiàn)象。在這兩種類型的腐蝕中，電化學(xué)腐蝕更為重要且容易被忽視。

1、金屬雜質(zhì)引起腐蝕

每種金屬在一定的介質(zhì)中都有一定的電位，稱為金屬的腐蝕電位(自然電位)。如果鋼的表面有雜質(zhì)，與周圍的金屬相比，雜質(zhì)的電勢(shì)較高，這是陰極，而周圍的金屬電勢(shì)較低，這是陽極，失去電子而被腐蝕。點(diǎn)蝕通常發(fā)生在這種情況下。

2、不同金屬腐蝕

如果不同的金屬位于相同的電解質(zhì)和電連接，更活躍的金屬有低電位和腐蝕發(fā)生。具有較高電勢(shì)的金屬為陰極，受保護(hù)。例如:鋼水管路上的銅閥，鋼管腐蝕，銅閥受到保護(hù)。管道的不銹鋼管箍用低碳鋼螺栓固定，螺栓先腐蝕。

3、氧濃度差蓄電池腐蝕

在通風(fēng)條件差(含氧量低)的環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)對(duì)地電勢(shì)低，為陽極，而在氧氣供應(yīng)充足的位置，鋼結(jié)構(gòu)對(duì)地電勢(shì)高，為陰極。例如,在高速公路的穿越,由于瀝青路面阻礙了氧氣的供應(yīng),直接氧含量低于公路低,管道接地電位低,陽極,發(fā)生腐蝕,管道和通風(fēng)條件在路的兩邊是好的,管的地面電位高,這是陰極和保護(hù)。

4、不同含水量引起的腐蝕

在高含水率土壤中，氧含量低，金屬味陽極腐蝕。當(dāng)管道穿過沼澤進(jìn)入沙漠時(shí)，這種現(xiàn)象尤為突出。

5、土壤密實(shí)性引起的腐蝕

當(dāng)儲(chǔ)罐或管道處于土壤不均勻的環(huán)境中，就會(huì)引起腐蝕，而土壤稠密的就是陽極。

6、混凝土界面腐蝕

當(dāng)管道進(jìn)出車站或穿過橫斷面時(shí)，一般需要安裝混凝土固定墩，以防止管道在內(nèi)應(yīng)力作用下縱向或橫向位移。由于混凝土是堿性的，所以管道的混凝土纏繞部分具有高電位，即陰極，而管道的非纏繞部分具有低電位，即陽極，從而引起腐蝕。

7、新舊管道的腐蝕

當(dāng)在舊管中更換一段管時(shí)，新管具有低電位和腐蝕，比預(yù)期使用壽命短。

8、不同土壤性質(zhì)引起的腐蝕

當(dāng)管道通過不同性質(zhì)的土壤時(shí)，就會(huì)形成腐蝕電池。高鹽管段電位低，為陽極。腐蝕發(fā)生。管段含鹽量低，電勢(shì)高，是保護(hù)陰極。