1. 環境與鈍化


  一般來(lai)說,環境的(de)(de)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)高(gao)時(shi)(shi)(shi)容易引(yin)起(qi)(qi)金屬(shu)(shu)腐蝕,可是(shi)(shi)有某(mou)種金屬(shu)(shu)其環境的(de)(de)氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)達到某(mou)種強(qiang)度時(shi)(shi)(shi),反(fan)而(er)不(bu)會引(yin)起(qi)(qi)腐蝕。例(li)如(ru),鐵(tie)對(dui)硝酸來(lai)講,隨著硝酸濃度的(de)(de)增加(jia),氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)升高(gao),相(xiang)應地(di)應該(gai)加(jia)快了(le)腐蝕的(de)(de)進度,但是(shi)(shi)當濃度達到65%時(shi)(shi)(shi),反(fan)而(er)不(bu)腐蝕了(le)。這(zhe)是(shi)(shi)因為(wei)(wei)此(ci)時(shi)(shi)(shi)作為(wei)(wei)強(qiang)氧(yang)化(hua)劑的(de)(de)硝酸,在(zai)鐵(tie)表面形成了(le)一層惰性(xing)(xing)薄膜的(de)(de)緣故,這(zhe)層膜稱為(wei)(wei)鈍化(hua)膜;這(zhe)種狀態稱為(wei)(wei)“該(gai)種金屬(shu)(shu)已鈍化(hua)”。


  容易形(xing)成鈍化的(de)性(xing)質,是(shi)(shi)(shi)金屬原本所具(ju)有(you)(you)的(de)。實際上能否(fou)形(xing)成鈍化,則是(shi)(shi)(shi)依環境(jing)情況而變化的(de)。易于形(xing)成鈍化的(de)金屬除(chu)Fe、Ni、Cr及其(qi)合(he)金之外(wai),還有(you)(you)Mo、Ti、Zr等。因為不銹鋼是(shi)(shi)(shi)鐵(tie)(Fe)和鉻(ge)(Cr)或是(shi)(shi)(shi)鐵(tie)(Fe)、鉻(ge)(Cr)和鎳(Ni)的(de)合(he)金,其(qi)鈍化薄膜(mo)是(shi)(shi)(shi)極易成形(xing)的(de),而且是(shi)(shi)(shi)更加穩定而堅(jian)固的(de)物質,因此該合(he)金具(ju)有(you)(you)優越的(de)耐腐蝕性(xing)。


  圖1-4是鐵-鉻合(he)金(jin)在大氣(qi)中(zhong),經歷10年的(de)時間,在工(gong)廠(chang)地區環境的(de)腐蝕程度與鉻(Cr)的(de)含有量的(de)關系圖。


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2. 不銹鋼(gang)鈍化


  有(you)時金(jin)屬材(cai)料在(zai)發(fa)生腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)時,會產生具(ju)有(you)黏(nian)稠性(xing)(xing)且極易(yi)附(fu)(fu)著的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu),這種(zhong)具(ju)有(you)黏(nian)稠性(xing)(xing)且極易(yi)附(fu)(fu)著的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu),附(fu)(fu)著在(zai)金(jin)屬材(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian),能(neng)夠起到保護材(cai)料免受進一步(bu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong),這種(zhong)作用(yong)就是(shi)(shi)鈍化(hua)(hua)作用(yong)。這些被(bei)鈍化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬材(cai)料在(zai)特(te)定的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境中腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)非常小,而在(zai)其(qi)他(ta)環(huan)境中卻有(you)可能(neng)產生相當嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),這種(zhong)現象(xiang)稱為(wei)(wei)鈍化(hua)(hua)。例如(ru),從(cong)電(dian)動序來看(kan),鋁的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度(du)應該是(shi)(shi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de),然而實際上,鋁在(zai)除鹵(lu)化(hua)(hua)物(wu)外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)多數(shu)介質里具(ju)有(you)較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)力(li)。鎳、鈦(tai)、鋯、鉻和不銹(xiu)鋼等材(cai)料,都是(shi)(shi)因為(wei)(wei)可自鈍化(hua)(hua)而具(ju)備了耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)。


  鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態金(jin)屬的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)取決于(yu)鉻含量(liang)、環境中的(de)氯化(hua)物和氧(yang)含量(liang)以及溫(wen)度(du)。在特定(ding)的(de)條件(jian)下達到(dao)鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態,取決于(yu)各種鈍(dun)(dun)化(hua)因素的(de)相對值能(neng)否(fou)超過(guo)其(qi)阻礙鈍(dun)(dun)化(hua)的(de)因素。例如,高的(de)鉻含量(liang)有(you)利于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua),低的(de)溫(wen)度(du)有(you)利于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua),含有(you)去鈍(dun)(dun)化(hua)離子(zi)的(de)氯化(hua)物阻礙鈍(dun)(dun)化(hua),而(er)氧(yang)有(you)利于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)。由于(yu)不(bu)銹鋼含有(you)足夠多的(de)Cr、Ni、Mo等(deng)元(yuan)素,而(er)Cr、Ni、Mo是形成(cheng)鈍(dun)(dun)化(hua)膜主要元(yuan)素,所以不(bu)銹鋼具(ju)有(you)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)。


  盡管在特定的(de)環境下(xia),鈍(dun)(dun)化(hua)狀態材料腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)非(fei)(fei)常(chang)(chang)小,但(dan)在其(qi)他情況下(xia)可(ke)能腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是(shi)(shi)相當(dang)嚴重的(de)。相反(fan),通(tong)常(chang)(chang)顯示鈍(dun)(dun)化(hua)狀態的(de)合金在非(fei)(fei)鈍(dun)(dun)化(hua)狀態下(xia),常(chang)(chang)常(chang)(chang)是(shi)(shi)非(fei)(fei)常(chang)(chang)活潑的(de)。某些元(yuan)素可(ke)以擊(ji)穿鈍(dun)(dun)化(hua)膜,造(zao)成鈍(dun)(dun)化(hua)膜不連續處(chu)的(de)金屬(shu)(shu)被(bei)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。例如(ru),氯(lv)離子(zi)破壞鋁、鐵以及不銹鋼的(de)鈍(dun)(dun)化(hua),造(zao)成點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。因(yin)此,使用鈍(dun)(dun)化(hua)狀態金屬(shu)(shu)的(de)用戶應(ying)特別注意點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開裂、敏化(hua)以及貧(pin)氧腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)等。


3. 鈍化薄膜(mo)破壞(huai)


  不銹鋼在中性水的環境當中,幾乎是不會被腐蝕的,這是由于鈍化薄膜沒有被破壞。當不銹鋼處于含有氯離子(Cl-)或其他鹵離子(元素周期表中的VI族元素離子)等的溶液中時,鈍化薄膜局部就會被破壞,如果是處在特定的溫度下,又受拉伸應力作用,就會產生應力腐蝕。當不銹鋼在存有氯離子的溶液中時,鈍化薄膜的不穩定部分,會與溶液中的Cl-與氧(O)和氫氧根離子(OH-)發生置換反應,形成金屬氧化物的鉻鹽,從而破壞鈍化薄膜而使不銹鋼基體被腐蝕。