20世纪以来,随着金属制品的广泛应用,金属材料的腐蚀与保护成为发展中的重要问题之一。不锈钢相比于其他钢种来说不易生锈,但不锈钢不是在任何情况下都具有良好的耐蚀性,不锈钢的服役环境一般比较恶劣,在工作的过程中会受到周围侵蚀性环境的影响而加快腐蚀。按照腐蚀形貌来分类,不锈钢的腐蚀可以分为全面腐蚀和局部腐蚀。对于2205不锈钢来说,局部腐蚀更为常见,且危害性更大,原因在于局部腐蚀在表面以及材料内部发生位置较为随机,并且腐蚀尺寸很小,常常难以预测并及时做出应对。而点蚀是2205不锈钢最有害的腐蚀形态之一。

由于2205不锈钢表面的钝化膜中存在缺陷、夹杂,该处的钝化膜较为脆弱,在腐蚀环境中比较容易被破坏。钝化膜被破坏后,被破坏的区域成为活化的阳极,被破坏周围的区域成为阴极区。当阴极区和阳极区面积相差很大时,阳极区电流密度增加,使得钝化膜溶解加速进行,针状小孔在该处出现,即出现点蚀现象。常见的点蚀形貌很多,大致可以分为七类。

点蚀过程一般来说分为三个阶段。第一阶段为点蚀萌生,也称为点蚀诱导阶段。有关点蚀萌生阶段的解释有三种常用理论。一是钝化膜吸附理论,该理论用的较为普遍:氯离子和氧气的竞争吸附导致了点蚀的形成。金属表面的钝化膜是不均匀的,甚至在部分区域存在有缺陷,而当金属表面有氧气吸附的点被氯离子取代时,孔蚀即会开始形成。二是离子迁移刺穿理论:该理论认为氯离子吸附在表面后,由于其半径较小可以穿过钝化膜,从而在膜内形成较强的导电感应离子从而产生较高的电流密度,当电流强度达到定值时,会击穿钝化膜形成点蚀。第三个是钝化膜局部破坏理论:金属表面存在夹杂等缺陷,在这些位置处会使钝化膜减薄,甚至破裂,因此点蚀优先在缺陷处产生。点蚀萌生后,在经过短暂时间发展后再钝化进入到亚稳态点蚀的第二阶段。容易在低于点蚀电位(Epit)的阳极过程中观察到亚稳态点蚀现象,主要表现为蚀坑内部氧化膜溶解后再生的动态过程。在这个过程中,若氧化膜的溶解速率大于生成速率,则点蚀坑尺寸将不断长大,表现为点蚀的长大,反之则会再钝化,表现为点蚀现象被抑制。

第三阶段为稳定点蚀增长,被广泛接受的点蚀发展理论为点蚀自催化理论。在局部阳极上溶解的金属离子与水反应后生成氢离子,使得点蚀坑内酸性增大,进而使得金属加速溶解,这样,点蚀坑内的阳离子浓度不断增加,为了保持电中性,氯离子会不断进入到点蚀坑内,并与金属阳离子结合成为氯化物。随着金属氯化物的浓度增大,溶液中氢离子活度系数不断增大,同时阻止点蚀坑阳极区的再钝化。此外,由于金属氢氧化物会不断沉淀在点蚀坑内,从而阻碍了点蚀坑内强腐蚀性溶液的扩散,进一步促进了点蚀坑的长大。