金属材料的腐蚀机理通常分为化学腐蚀与电化学腐蚀两种；依腐蚀形态分为全面腐蚀和局部腐蚀，局部腐蚀为比较复杂的腐蚀形态，细分为晶间腐蚀、点状腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀、选择腐蚀。
金属的化学腐蚀是指金属与环境介质发生化学作用，生成金属化合物并使材料性能退化的现象。自然界中除了金、铂等，大多数金属都以氧化物（矿石）的形式存在。金属氧化的结果都是在其表面上形成一层氧化物固相膜。 氧化膜阻隔了金属与介质之间的物质传递，将减慢金属继续氧化的速度。 但氧化膜要对金属起到保护作用，还须满足以下条件：
1.生成的金属膜必须致密、完整，能把金属表面全部遮盖住。
2. 氧化物本身稳定、难熔和不挥发，不易与介质发生作用。
3. 氧化膜与基体结合良好，有相近的热胀系数，不会脱落。
4. 氧化膜有足够的强度、塑性，可经受一定的应力和应变。
金属的电化学腐蚀是指金属在电解质介质中所发生的腐蚀。发生电化学腐蚀的条件：
1.金属或合金化学成分不均一，含有各种杂质和合金元素。
2.组织结构不均一。
3.物理状态不均一。
4.表面氧化（保护）膜不完整。
上述原因引起金属表面的电极电位不同，在电解质溶液中就形成了腐蚀原电池。
腐蚀原电池原理
一.全面腐蚀
腐蚀分布在整个金属表面，结果使金属构件截面尺寸减小，直至完全破坏。纯金属及成分组织均匀的合金在均匀的介质环境中表现出该类腐蚀形态。
二.局部腐蚀
腐蚀集中在金属表面局部地区，而其它大部分表面几乎不腐蚀，称为局部腐蚀。
1.电偶腐蚀
两种金属在同一介质中接触，由于电位不相等，因而它们之间便有电偶电流流动，使电位较低的金属溶解速度增加，造成接触处的局部腐蚀；而电位较高的金属，溶解速度反而减小，这就是电偶腐蚀，亦称接触腐蚀或双金属腐蚀。要避免电偶腐蚀，应正确选取材料，电位接近，或中间加绝缘层；减小面积效应，最好是大阳极，小阴极布局；添加缓蚀剂，改变反应途径，提高反应活化能。
2.点状腐蚀
在金属表面局部区域出现向深处发展的腐蚀小孔，而其余地区不被腐蚀或者只有很轻微的腐蚀，称为点蚀或孔蚀。要避免电偶腐蚀应尽量降低介质中卤素含量，操作过程中应充分搅拌、保证循环或通气；添加缓蚀剂，如硝酸盐、铬酸盐、硫酸盐及碱等能增加钝化膜的稳定性或有利于受损的钝化膜的再钝化；阴极保护 ，外加电流或牺牲阳极，使金属的电极电位控制在孔蚀保护电位以下。
3.缝隙腐蚀
金属部件在介质中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成特别小的缝隙(一般在0.025~0.1mm之间)，使缝隙内介质处于滞流状态，引起缝内金属的加速腐蚀。缝隙腐蚀的机理与孔蚀很相似，其区别主要在于腐蚀的初始段。孔蚀起源于自己开掘的蚀孔内，而缝隙腐蚀则发生在金属表面已存在的缝隙中。要避免缝隙腐蚀应采取防止孔蚀的相似措施；尽量避免形成缝隙和积液的死角；对不可避免的缝隙，要封闭或填充； 尽量控制介质中溶解氧的浓度：溶氧浓度<5ppm。
4.晶间腐蚀
腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界发展，而晶粒本体的腐蚀很轻微。由材料微观组织电化学性质不均匀引发。 晶间腐蚀的控制应着眼于材料本身的成分和组织。以奥氏体不锈钢晶间腐蚀为例，应降低钢的含碳量； 稳定化处理； 重新固溶处理。
5.应力作用下的腐蚀
材料在静应力和腐蚀介质共同作用下发生的脆性开裂破坏现象称为应力腐蚀开裂。应力腐蚀是危害最大的腐蚀形态之一。应力腐蚀应是电化学腐蚀和应力机械破坏互相促进裂纹的生成和扩展的过程。敏感的合金、特定的介质和一定的静应力是发生应力腐蚀的三个必要条件。 要避免应力腐蚀应正确选材，避免构成SCC体系；保证正确设计，尽量减小应力集中效应；控制环境介质，减少有害物质，添加缓蚀剂；采用电化学保护，外加电流极化（不适用于氢脆型SCC）。
6.磨损腐蚀
流体介质与金属之间或金属零件间的相对运动，引起金属局部区域加速腐蚀破坏的现象称为磨损腐蚀，简称磨蚀。磨蚀又可分为湍流腐蚀、空泡腐蚀。
湍流腐蚀：在设备或部件的某些特定部位，介质流速急剧增大形成湍流。湍流一方面加速了阴极去极化剂的供应量，同时也增加了流体对金属表面的切应力，若流体中含有固体颗粒，则金属表面的磨损腐蚀将更加严重。
空泡腐蚀 ：流体与金属构件作高速相对运动，在金属表面局部区域产生湍流，且伴随有气泡在金属表面生成和破灭，使金属呈现与孔蚀类似的破坏特征，这种腐蚀也称气蚀。
二.腐蚀防护设计
除正确选材外，具体还包括防蚀方法的选择、防蚀结构设计、防蚀强度设计以及满足防蚀要求的加工方法。
1.构件形状尽量简单、合理。简单的结构件易于采取防腐措施、排除故障，便于维修、保养和检查。
2.避免残留液和沉积物造成腐蚀。在可能的情况下，贮液容器内部应尽量设计成流线型。
残留液和沉积物造成腐蚀
3. 防止电偶腐蚀。选用在电偶序中相近的材料；大阳极，小阴极。
电偶腐蚀
4.防止缝隙腐蚀。焊接最好换为铆接。销钉连接、螺栓连接、法兰连接等等。都带来了大量的缝隙，这些缝隙的存在，对构件的防蚀不利。
缝隙腐蚀
三.电化学保护
按照作用原理不同，电化学保护分为阴极保护和阳极保护两类。
1.阴极保护
外加电流的阴极保护：将被保护的金属设备与直流电源的负极相接，进行阴极极化。优点是可以调节电流和电压，适用范围广，可用在要求大保护电流的条件下，当使用不溶性阳极时，其装置耐用。 缺点是必须要进行经常维护、检修，要配备直流电源设备；附近有其它金属设备时可能产生干扰腐蚀，需要经常的操作费用。
牺牲阳极的阴极保护:在被保护的金属设备上连接一个电位更负（相对于被保护的金属设备而言）的金属（如钢铁设备上连接锌等），使被保护金属设备发生阴极极化，这种方法称为牺牲阳极的阴极保护（也称牺牲阳极保护）。优点是不用外加电流；施工简单，管理方便，对附近设备没有干扰，适用于安装电源困难、需要局部保护的场合。缺点是有效电位差及输出电流量有限，只适于需要小保护电流的场合。电流调节困难，阳极消耗大，需定期更换。
阴极保护的特点，腐蚀介质必须是电解质溶液，能够离子导电；被保护设备在其腐蚀介质中要易于阴极极化；钝态金属设备不宜采用阴极保护；结构、形状复杂的金属设备不宜采用阴极保护；由氢脆敏感性材料制作的金属设备不宜采用阴极保护。
2.阳极保护
将被保护的金属设备进行阳极极化，使其由活化态转入钝化态，从而减轻或防止金属设备腐蚀的方法称阳极保护。 阳极保护适用于那些电位正移时，金属设备在所处的介质中有钝化行为的金属-介质体系。否则阳极极化不但不能防止腐蚀，反而会加速腐蚀。阳极保护的适用条件与特点，某些活性阴离子含量高的介质中不宜采用阳极保护；阳极保护也存在遮蔽效应。若阴、阳极布局不合理，可能造成有的地方已钝化，有的地方过钝化，有的地方尚处在 活化态；与阴极保护相比，成本高、工艺复杂。
3.阳极保护与阴极保护的比较
（1）从原理上讲，任何金属都可实施阴极保护（有负保护效应者除外）。阳极保护则是有条件的。
（2）阴极保护时，保护效果取决于阴极极化的程度，极化电流不代表腐蚀速度的大小。阳极保护时，必须通过阳极极化建立钝态，极化电流的大小能反映腐蚀速度的快慢。
（3）阴极保护时，电位的偏移只会影响保护效果，不会造成腐蚀速度的显著变化（自钝化金属除外）。阳极保护时，电位偏离会使腐蚀加速。
（4） 当介质具有强氧化性时，采用阴极保护需要大电流阴极极化。采用阳极保护时，由于钝化膜建立容易，易于进行阳极保护，且效果较好。
（5）阴极保护时析氢反应对具有氢脆敏感性的设备有氢脆的可能性。阳极 保护时，析氢发生在辅助阴极上，阳极不会有产生氢脆的可能性。
（6）阴极保护时，辅助电极是阳极，在强氧化性介质中容易腐蚀，选择合适的阳极材料是一大难事。阳极保护时，辅助电极是阴极，其本身就 处于被保护状态。
四.环境介质的控制
1.控制环境介质中的有害成分
控制环境介质成分的方法主要有以下几种：除去介质中的有害成分，除氧是改善金属耐蚀性的有效途径。除氧的方法主要有加热除氧法和化学除氧法；控制介质的pH值；降低气体介质的湿度，当气体介质中湿度过高时，其凝结水就会在材料表面上形成水膜，加速材料的腐蚀。因此降低气体的湿度是减缓金属腐蚀的有效措施之一，降低湿度的方法包括用干燥剂吸收水分、采用冷凝法除去水分或提高温度降低湿度，使水蒸气无法凝结。
2.缓蚀剂
缓蚀剂是一种在很低的浓度下，能阻止或减缓金属在腐蚀性介质中腐蚀速度的化学物质或复合物。缓蚀剂分类：按化学组成可分为无机缓蚀剂（硝酸盐、铬酸盐、碳酸盐、钼酸盐等）和有机缓蚀剂（醛类、胺类、杂环化合物等）。按对电极过程的影响可分为阳极缓蚀剂（铬酸盐、硅酸钠、苯甲酸钠等）、阴极缓蚀剂（SbCl3、AsCl3、锌盐、聚磷酸盐及多数有机缓蚀剂）、混合型缓蚀剂（琼脂、生物碱、亚硝酸二环己胺等）。
五.电镀、化学镀、化学转化膜防护
1.电镀
使电解液中的金属离子在直流电作用下，于阴极（待镀零件）表面沉积出金属而成为镀层的工艺过程。
2.化学镀
利用一种合适的还原剂，使溶液中的金属离子还原并沉积在基体表面的过程，它也被称为自催化镀或无电电镀。
化学镀与电镀不同，它不需要通以直流电，在深孔、盲孔和复杂内腔的内表面上可以获得均匀镀层；化学镀得到的镀层孔隙少、致密，具有很好的耐磨性，很高的硬度。化学镀的缺点是镀液本身不稳定，因而对镀液的维护要求较高，通常需加热设备；另外化学镀成本高，镀层有较大脆性。
3.化学转化膜
金属表面的原子层与某些特定介质的阴离子反应后，在金属表面生成的膜层称为转化膜。转化膜可分为电化学转化膜和化学转化膜两大类。其中化学转化膜还包括化学氧化膜、铬酸盐膜和磷酸盐膜。
电化学转化膜的形成是将待处理的金属作为阳极，在酸性或碱性电解液中采用控制阳极电流或电压的方法进行阳极氧化来获得膜层的。
化学转化膜是将待处理的金属在适宜的金属盐溶液中，通过简单的浸渍，在金属表面生成的膜层。对铝、锌、铁、铜等金属均可采用。
六.浸镀、渗镀、包镀及热喷涂防护
1.浸镀
浸镀（热镀）就是把金属制件浸入熔融金属液中形成镀层的方法。因此，镀层金属的熔点必须比被镀基体金属的熔点低得多。
2.渗镀
渗镀是采用扩散处理方法，将一种或几种元素从表面扩散到基体金属中去，形成渗层，也称为表面合金化。
3.包镀
将被保护金属坯料放在保护金属板中间，加以热轧，靠机械力、热扩散使保护金属与被保护金属粘合在一起。
4.热喷涂
利用高温热源，通过喷枪将涂层材料加热至熔融或接近熔融状态，高速喷至工件表面，并形成防护层的过程。
七. 衬里防护技术
1.玻璃钢衬里
玻璃钢是利用玻璃纤维的增强作用和粘合树脂的耐蚀作用，成为既增加涂层厚度又增加涂层机械性能的覆盖层。一般都具有较高的机械强度和整体性，即使受到机械冲击也不易出现损伤；又由于衬里是多层结构，涂层的孔隙率低，腐蚀介质很难渗入，所以耐蚀性高。
2.橡胶衬里
橡胶衬里具有良好的物理、机械、耐蚀和耐磨性能。作为衬里层，具有与基体粘附力强、施工容易、检修方便、衬后设备增重少等特点。在衬里用橡胶中，天然橡胶的使用量占70%。常用的合成橡胶多为丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶和磺化聚乙烯橡胶等。
八.有机涂料防护
涂料防护是通过手工刷涂或机械喷涂等方法，在设备的内外表面上粘合一层有机涂料覆盖层，将腐蚀介质与基体表面隔离开来的一种防护技术。
九. 常用的耐腐蚀材料：
醇酸树脂涂料，酚醛树脂防腐涂料，呋喃树脂防腐涂料，环氧树脂防腐涂料，沥青防腐涂料，乙烯树脂防腐涂料，橡胶防腐涂料，有机硅耐热防腐涂料，富锌防腐涂料，塑料防腐涂料等。
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