《金属腐蚀学》是高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材。书中介绍了金属腐蚀的基本理论及基本防腐原理，为体现教材知识体系的系统性和科学性，在内容上按腐蚀热力学到腐蚀动力学再到具体腐蚀形态的逻辑顺序进行编写，注重基本理论和基础知识的讲解。全书共分11章，主要包括腐蚀热力学、电化学腐蚀动力学、析氢腐蚀与耗氧腐蚀、金属的钝化、局部腐蚀、应力作用下的腐蚀、金属在自然环境中的腐蚀、高温腐蚀和金属材料的耐蚀性。为方便高等学校实验教学，第11章为部分腐蚀实验。本书是高等学校本科和高职高专材料类、化学化工类等专业的教学用书，也可供本领域工程技术人员参考。

刘光明，南昌航空大学，教授，江西省中青年学科带头人。南昌航空大学腐蚀与防护系主任，硕士生导师，美国Mater. Res. Bull. 杂志论文审稿人，江西省表面工程专业委员会副主任委员，中国机械工程学会高*级会员。获奖情况：2003年于金属研究所获得;师昌绪奖。2003年获得;宝钢教育基金奖。主要研究方向：金属和陶瓷材料的腐蚀机理；材料的表面改性（镀锌钢板无铬钝化、新型高温涂层制备）。

第1章绪论1.1金属腐蚀的基本概念 11.2研究金属腐蚀的意义及腐蚀的危害 21.2.1研究金属腐蚀与防护的意义 21.2.2腐蚀造成的经济损失 31.3腐蚀科学技术的发展历程 51.4腐蚀的分类 71.4.1按腐蚀机理分类 71.4.2按腐蚀形态分类 81.4.3按腐蚀环境分类 91.5金属腐蚀程度的评定方法 91.5.1重量法 91.5.2深度法 101.5.3电流密度表征法 111.6腐蚀控制基本方法简介 12思考题与习题 13

第2章腐蚀热力学2.1腐蚀倾向的热力学判据 142.2电化学腐蚀倾向的判据和标准电位序 162.3腐蚀电池 192.3.1腐蚀电池电化学历程 192.3.2电化学腐蚀次生过程 232.4腐蚀电池的类型 232.4.1宏观腐蚀电池 242.4.2微观腐蚀电池 252.4.3超微观腐蚀电池 272.5电位_pH图 272.5.1电位_pH图原理 272.5.2电位_pH图的建立和分析 292.5.3电位_pH图应用及其局限性 32思考题与习题 34

第3章电化学腐蚀动力学3.1电极反应过程 353.2腐蚀电池的极化 373.2.1腐蚀电池的极化现象 373.2.2阳极极化 373.2.3阴极极化 383.2.4极化曲线 383.3腐蚀极化图及其应用 393.3.1腐蚀极化图 393.3.2腐蚀极化图的应用 413.4极化控制下的腐蚀动力学方程式 443.4.1电化学极化控制下的腐蚀动力学方程式 453.4.2浓差极化控制下的腐蚀动力学方程式 493.4.3实测极化曲线与理想极化曲线的关系 523.5混合电位理论及其应用 523.5.1混合电位理论 523.5.2混合电位理论的应用 53思考题与习题 55

第4章析氢腐蚀与耗氧腐蚀4.1析氢腐蚀 564.1.1析氢反应 564.1.2析氢腐蚀的条件与特点 574.1.3析氢腐蚀的控制过程 614.1.4减小析氢腐蚀的途径 634.2耗氧腐蚀 634.2.1耗氧腐蚀的产生条件 634.2.2氧的阴极还原过程 644.2.3耗氧腐蚀的控制过程及特点 674.2.4耗氧腐蚀的影响因素 69思考题与习题 71

第5章金属的钝化5.1钝化原理 735.1.1钝化现象 735.1.2化学钝化 745.1.3电化学钝化 745.2有钝化特性金属的极化曲线 745.3金属的自钝化 775.4钝化理论 805.4.1成相膜理论 805.4.2吸附理论 815.4.3两种理论的比较 825.5影响金属钝化的因素 835.5.1合金成分的影响 835.5.2钝化介质的影响 845.5.3活性离子对钝化膜的破坏作用 855.5.4温度的影响 86思考题与习题 86

第6章局部腐蚀6.1全面腐蚀与局部腐蚀的比较 886.2电偶腐蚀 906.2.1电偶腐蚀的特征与电偶序 906.2.2电偶腐蚀的机理 916.2.3电偶腐蚀的影响因素 926.2.4电偶腐蚀的控制措施 946.3点蚀 956.3.1点蚀的特征及产生条件 956.3.2点蚀的机理 966.3.3点蚀的影响因素 996.3.4点蚀的控制措施 1016.4缝隙腐蚀 1026.4.1缝隙腐蚀的特征及产生条件 1026.4.2缝隙腐蚀的机理 1036.4.3缝隙腐蚀与点蚀的比较 1046.4.4缝隙腐蚀的影响因素 1056.4.5缝隙腐蚀的控制措施 1066.5丝状腐蚀 1066.5.1丝状腐蚀的特征及产生条件 1076.5.2丝状腐蚀的机理 1076.5.3丝状腐蚀的影响因素和控制措施 1086.6晶间腐蚀 1096.6.1晶间腐蚀的特征 1096.6.2晶间腐蚀的机理 1096.6.3晶间腐蚀的影响因素 1116.6.4晶间腐蚀的控制措施 1126.7选择性腐蚀 1136.7.1选择性腐蚀的现象特征 1136.7.2黄铜脱锌 1146.7.3铸铁的石墨化腐蚀 1156.7.4选择性腐蚀的机理 1156.7.5选择性腐蚀的影响因素与控制措施 1166.8局部腐蚀敏感性试验评价方法 1176.8.1点蚀敏感性的试验评定方法 1176.8.2缝隙腐蚀敏感性的试验评定方法 1186.8.3晶间腐蚀敏感性的试验评定方法 1186.8.4选择性腐蚀的试验评定方法 120思考题与习题 120

第7章应力作用下的腐蚀7.1应力腐蚀开裂 1217.1.1应力腐蚀的条件及特征 1227.1.2应力腐蚀的机理 1277.1.3应力腐蚀的控制方法 1297.1.4应力腐蚀的试验方法 1307.2氢脆 1317.2.1氢的来源、运输及存在形式 1327.2.2氢脆的特点 1347.2.3氢脆的机理 1387.2.4氢脆的控制措施 1397.3腐蚀疲劳 1407.3.1金属疲劳的基本概念 1407.3.2腐蚀疲劳的特征 1417.3.3腐蚀疲劳的机理 1447.3.4材料腐蚀疲劳的控制方法 1467.4磨耗腐蚀 1467.4.1微动腐蚀 1477.4.2冲击腐蚀 150思考题与习题 153

第8章金属在自然环境中的腐蚀8.1大气腐蚀 1558.1.1大气腐蚀类型和特征 1558.1.2大气腐蚀机理 1568.1.3大气腐蚀的影响因素 1588.1.4大气腐蚀的防治措施 1608.2海水腐蚀 1618.2.1海水的特性 1618.2.2海洋环境分类及腐蚀特点 1628.2.3海水腐蚀机理 1648.2.4海水腐蚀的影响因素 1658.2.5海水腐蚀的防治措施 1668.3土壤腐蚀 1678.3.1土壤特性 1678.3.2土壤腐蚀的电极过程 1688.3.3土壤腐蚀的类型 1708.3.4土壤腐蚀的影响因素 1718.3.5土壤腐蚀的防治措施 173思考题与习题 173

第9章高温腐蚀9.1高温腐蚀的分类和对其研究的重要意义 1759.1.1高温腐蚀的类型 1759.1.2研究高温腐蚀的重要意义 1769.2金属高温氧化的热力学基础 1779.2.1金属氧化可能性的判断 1779.2.2金属氧化物的高温稳定性 1809.3金属氧化膜的结构和性质 1809.3.1氧化物中的点缺陷 1819.3.2金属氧化膜的组成和晶体结构 1839.3.3金属氧化膜的完整性和保护性 1849.4金属高温氧化的动力学和机理 1879.4.1金属高温氧化的基本过程 1879.4.2金属氧化的动力学规律 1879.4.3金属氧化的机理 1909.5影响金属氧化行为的因素 1939.5.1温度的影响 1939.5.2氧压的影响 1939.5.3气体介质的影响 1959.6合金的氧化 1969.6.1合金氧化的特点 1969.6.2合金氧化的分类 1969.6.3提高合金抗氧化的途径 1989.7金属材料的热腐蚀 2009.7.1热腐蚀的概念 2009.7.2热腐蚀机理 2009.7.3硫酸盐低温热腐蚀 2049.7.4影响金属热腐蚀的因素 2059.7.5金属热腐蚀的控制措施 207思考题与习题 208

第10章金属材料的耐蚀性10.1金属耐蚀合金化原理 21010.1.1利用合金化提高金属耐蚀性的途径 21010.1.2金属耐蚀合金化机理 21310.2铁和钢的耐蚀性 21510.2.1铁的耐蚀性 21610.2.2铸铁的耐蚀性 21710.2.3碳钢的耐蚀性 21810.2.4低合金钢的耐蚀性 21910.3不锈钢的耐蚀性 22010.3.1不锈钢的种类及一般耐蚀性 22010.3.2奥氏体不锈钢的耐蚀性 22210.3.3铁素体不锈钢的耐蚀性 22410.3.4马氏体不锈钢的耐蚀性 22410.3.5奥氏体_铁素体双相不锈钢的耐蚀性 22510.4铜及铜合金的耐蚀性 22510.4.1铜的耐蚀性 22510.4.2铜合金的耐蚀性 22610.5镍及镍合金的耐蚀性 22710.5.1镍的耐蚀性 22710.5.2镍基合金中主要合金元素对耐蚀性的影响 22810.5.3镍合金的耐蚀性 22810.6铝及铝合金的耐蚀性 22910.6.1纯铝的耐蚀性 22910.6.2铝合金的耐蚀性 22910.7镁及镁合金的耐蚀性 23110.7.1镁的耐蚀性 23110.7.2镁合金的耐蚀性 23110.8钛及钛合金的耐蚀性 23210.8.1钛的耐蚀性 23210.8.2钛合金的耐蚀性 23210.9非晶态合金概述及耐蚀性 23410.9.1非晶态合金概述 23410.9.2非晶态合金的耐蚀性 234思考题与习题 236

第11章金属腐蚀学实验实验1重量法和容量法研究酸腐蚀及缓蚀效率 237实验2极化电阻法测定金属的腐蚀速度 239实验3电阻法测腐蚀速度 240实验4简单腐蚀模型实验 243实验5金属局部腐蚀实验 245实验6接触腐蚀实验 247实验7C环试样应力腐蚀实验 249实验8高温氧化实验 251实验9化学镀镍层中性盐雾实验 253实验附录ZRA_2型电偶腐蚀计使用说明书 254

参考文献

金属的腐蚀现象在日常生活和生产中随处可见，腐蚀是一种悄悄进行的破坏，但其造成的危害非常大。通常，金属工程构件在设计、使用和维护过程中都会涉及腐蚀问题，有的甚至成为工程的关键问题。本书介绍了金属腐蚀的基本理论及基本防腐原理。教材编写过程中注重基本理论和基础知识，为体现教材知识体系的系统性和科学性，在内容上按腐蚀热力学到腐蚀动力学再到具体腐蚀形态的逻辑顺序进行编写。教材共分11章，主要包括绪论、腐蚀热力学、电化学腐蚀动力学、析氢腐蚀与耗氧腐蚀、金属的钝化、局部腐蚀、应力作用下的腐蚀、金属在自然环境中的腐蚀、高温腐蚀、金属材料的耐蚀性和金属腐蚀学实验。本书第1章、第2章、第3章、第4章、第7章和第11章分别由南昌航空大学刘光明、杨军、田礼熙、张帮彦、师超和刘刚编写，第5章由西安建筑科技大学王岩编写，第6章由北华航天工业学院田文明编写，第8章由九江学院余健编写，第9章由西安科技大学张慧慧编写，第10章由青岛大学李希超编写。本书由刘光明、师超、田礼熙和张帮彦统稿，全书由刘光明定稿。本教材已遴选为高等学校材料类专业教学指导委员会规划教材 2023 年度建设项目，感谢各位评审专家提出的宝贵意见！本教材也是南昌航空大学金属材料工程国家级一流本科专业建设成果教材，出版过程中得到了南昌航空大学金属材料工程专业的建设资金资助，得到了其他参编单位的大力支持，书中引用了国内外优秀文献，在此一并致谢！本书可作为高等院校材料类、化学化工类专业师生教学用书，也可作为高等学校石油、机械、冶金等有关专业开设腐蚀课程的教学参考书。本书配套的多媒体课件请登录www.cipedu.com.cn下载，视频课程请到;学堂在线平台学习。由于编写人员学识、水平有限，书中难免有不妥和疏漏之处，恳请读者批评指正！

编者2024年1月于南昌航空大学