合金(jin),從外表看(kan),是一(yi)座五顏六色的(de)金(jin)屬(shu)“大(da)(da)(da)廈”,因為砌成“大(da)(da)(da)廈”的(de)“磚”是各(ge)(ge)色各(ge)(ge)樣的(de)。更重要的(de)是,各(ge)(ge)色各(ge)(ge)樣的(de)“磚”,砌到(dao)“大(da)(da)(da)廈”上(shang)以后,把(ba)它們(men)的(de)特性(xing)也帶進(jin)“大(da)(da)(da)廈”里,能夠顯著地改變金(jin)屬(shu)“大(da)(da)(da)廈”的(de)結構(gou)和性(xing)能:砌上(shang)“耐火磚”-鎢,金(jin)屬(shu)的(de)“大(da)(da)(da)廈”就不怕(pa)烈火燒(shao);砌上(shang)“耐酸(suan)磚”-鉻,“金(jin)屬(shu)大(da)(da)(da)廈”就不怕(pa)酸(suan)腐(fu)蝕。


 把金屬(shu)制成合金,有(you)時簡直會(hui)變個樣(yang)兒,就像因缺乏某種(zhong)維生(sheng)素而弱不經風的(de)人(ren),只要體(ti)內補充了(le)這種(zhong)維生(sheng)素,很快就會(hui)身強體(ti)壯起來。為(wei)了(le)防止金屬(shu)的(de)腐蝕衰亡,我(wo)們也可根(gen)據需要“對癥(zheng)下藥(yao)”,給金屬(shu)“注(zhu)射(she)”上某些合金元素,以增強抵抗腐蝕的(de)能(neng)力,這就是合金法(fa)。


  前面介(jie)紹的各(ge)種防腐方法,都是(shi)著眼于(yu)改變金(jin)屬所處的環(huan)境,使金(jin)屬不具備(bei)生銹的條件,即從外因上避免或減緩了金(jin)屬的腐蝕(shi)。而合金(jin)法是(shi)從內因上考慮,改變金(jin)屬制(zhi)品本身的組成(cheng)和結構,提高(gao)金(jin)屬的素質,使它(ta)能“拒腐蝕(shi)、永(yong)不變”。


鎢礦石.jpg  硅鐵.jpg


  要使合金(jin)的抗腐蝕(shi)性能(neng)(neng)增強,通常是向合金(jin)中(zhong)加(jia)(jia)入(ru)比較(jiao)穩定的金(jin)屬(例(li)(li)如向銅中(zhong)加(jia)(jia)入(ru)金(jin)),或(huo)加(jia)(jia)入(ru)較(jiao)易鈍化的金(jin)屬(例(li)(li)如向鋼鐵中(zhong)加(jia)(jia)入(ru)鉻(ge)),以(yi)及加(jia)(jia)入(ru)能(neng)(neng)改變(bian)金(jin)屬的結構和性能(neng)(neng)的其他金(jin)屬或(huo)非金(jin)屬等。


  合(he)金(jin)(jin)中(zhong)加入穩定金(jin)(jin)屬(shu)(shu)能(neng)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi),是因為穩定金(jin)(jin)屬(shu)(shu)均勻分布在合(he)金(jin)(jin)中(zhong),當合(he)金(jin)(jin)表(biao)(biao)面(mian)不(bu)(bu)穩定金(jin)(jin)屬(shu)(shu)被腐(fu)蝕(shi)(shi)破壞后,剩(sheng)下(xia)的(de)(de)(de)穩定金(jin)(jin)屬(shu)(shu)暴露出來,在合(he)金(jin)(jin)表(biao)(biao)面(mian)形成(cheng)了一種穩定金(jin)(jin)屬(shu)(shu)層,保護(hu)了內部金(jin)(jin)屬(shu)(shu)不(bu)(bu)被腐(fu)蝕(shi)(shi)。所以穩定金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)含量越高,合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)就越好。在氯堿廠里,常用鑄(zhu)鐵(tie)(tie)鍋(guo)(guo)熬制燒(shao)堿,熱的(de)(de)(de)燒(shao)堿對鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)很厲(li)害,如果使(shi)用含有少(shao)量鎳的(de)(de)(de)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)鍋(guo)(guo),熬堿鍋(guo)(guo)的(de)(de)(de)使(shi)用壽命就可大大延長,因為鎳是耐(nai)(nai)燒(shao)堿腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)穩定金(jin)(jin)屬(shu)(shu)。


  合(he)金(jin)中加入易鈍(dun)化(hua)金(jin)屬能耐(nai)(nai)腐蝕(shi),是(shi)因(yin)為加入的金(jin)屬可使合(he)金(jin)表面形(xing)成一層牢固而致密的保(bao)護(hu)膜,這種保(bao)護(hu)膜可以是(shi)易鈍(dun)化(hua)金(jin)屬的氧化(hua)物,也可能是(shi)合(he)金(jin)中幾種金(jin)屬的混和氧化(hua)物。例如,一些耐(nai)(nai)酸(suan)器皿常用硅(gui)鐵(含硅(gui)14%~17%)制造(zao)。


  硅鐵(tie)受到(dao)某些酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong),表面(mian)能(neng)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)一層堅固的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)硅保(bao)護膜(mo)(mo),如果受到(dao)機(ji)械作用(yong)如碰(peng)撞、摩擦,保(bao)護膜(mo)(mo)被(bei)破壞,在酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)下(xia)又會很快再(zai)長(chang)出來,所以硅鐵(tie)器皿能(neng)耐酸(suan)腐(fu)蝕(shi)。黃銅(tong)(tong)是銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合金(jin),鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入使(shi)銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)增加。當黃銅(tong)(tong)中(zhong)鋅(xin)含(han)(han)量在15%以下(xia)時,表面(mian)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)護膜(mo)(mo)中(zhong)銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)都有。當鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量在20%以上時,表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)護膜(mo)(mo)幾乎全是氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋅(xin),因為(wei)(wei)鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量較高(gao),即使(shi)能(neng)生(sheng)成(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)銅(tong)(tong),其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)也會被(bei)鋅(xin)還(huan)原出來,而(er)再(zai)變成(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋅(xin)。如果黃銅(tong)(tong)中(zhong)再(zai)加入少量鋁(lv),在高(gao)溫下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)就更好。高(gao)鉻鑄鐵(tie)(含(han)(han)鉻25%~36%)在與氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)物(wu)質接觸(chu)時,具(ju)有很好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing),因為(wei)(wei)在合金(jin)表面(mian)上,形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)了穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)保(bao)護膜(mo)(mo)。當合金(jin)中(zhong)鉻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量一定(ding)(ding)時,它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)隨合金(jin)中(zhong)含(han)(han)碳量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加而(er)降低,因為(wei)(wei)碳能(neng)與鉻生(sheng)成(cheng)(cheng)鉻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳化(hua)物(wu),消耗了一些鉻,使(shi)合金(jin)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)膜(mo)(mo)大為(wei)(wei)減少。所以,一般含(han)(han)鉻鑄鐵(tie)(鑄鐵(tie)中(zhong)含(han)(han)碳多(duo))比含(han)(han)鉻量相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(鋼(gang)中(zhong)含(han)(han)碳少)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)性(xing)差。常見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),光亮美觀不(bu)易(yi)生(sheng)銹(xiu),主要就是由于(yu)鋼(gang)中(zhong)含(han)(han)有12%以上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻,表面(mian)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)鉻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)保(bao)護膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣故。


  但是,不銹鋼不生銹也是有條件的,只是在硝酸、氧化劑溶液和其他含氧的中性溶液中,不銹鋼才穩定,因為在這種環境中,有利于鉻的氧化物的生成。如果讓不銹鋼長期接觸非氧化性酸,保護膜就會遭到破壞,不銹鋼就要生銹了。


合金獎杯.jpg  國際鈍性會議.jpg


  鈍(dun)性(xing)(xing)的(de)(de)爭論(lun)(lun):不(bu)銹鋼的(de)(de)良(liang)好耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)是基于其(qi)可鈍(dun)化性(xing)(xing)。金屬由于鈍(dun)化所導致的(de)(de)狀態,稱為鈍(dun)態或鈍(dun)性(xing)(xing)。關(guan)于鈍(dun)性(xing)(xing)曾提出(chu)多(duo)種不(bu)同假說,主要有氧化物膜理(li)(li)論(lun)(lun)、吸附(fu)理(li)(li)論(lun)(lun)、化合價理(li)(li)論(lun)(lun)和反應速度理(li)(li)論(lun)(lun)。1913年以(yi)來已(yi)召(zhao)開了多(duo)次國(guo)際鈍(dun)性(xing)(xing)會議,但關(guan)于鈍(dun)性(xing)(xing)的(de)(de)本(ben)質至(zhi)今仍未最(zui)終闡(chan)明,甚至(zhi)就(jiu)其(qi)確(que)切(qie)的(de)(de)定義亦未取得(de)一致意見(jian)。目前(qian)多(duo)數學者支(zhi)持(chi)氧化膜理(li)(li)論(lun)(lun)。