1. 環(huan)境與鈍化


  一般來說,環(huan)境的氧(yang)化性高(gao)時容易引起(qi)(qi)金屬腐(fu)蝕,可是有某(mou)種(zhong)(zhong)金屬其環(huan)境的氧(yang)化性達到(dao)某(mou)種(zhong)(zhong)強度(du)(du)時,反(fan)而(er)(er)不會引起(qi)(qi)腐(fu)蝕。例如,鐵對(dui)硝酸來講,隨著硝酸濃度(du)(du)的增加,氧(yang)化性升高(gao),相應地(di)應該(gai)加快(kuai)了(le)腐(fu)蝕的進(jin)度(du)(du),但是當濃度(du)(du)達到(dao)65%時,反(fan)而(er)(er)不腐(fu)蝕了(le)。這是因(yin)為(wei)此時作為(wei)強氧(yang)化劑的硝酸,在鐵表面形成了(le)一層惰性薄膜的緣故,這層膜稱為(wei)鈍化膜;這種(zhong)(zhong)狀態稱為(wei)“該(gai)種(zhong)(zhong)金屬已鈍化”。


  容易(yi)形(xing)成鈍(dun)化(hua)的(de)性質,是金(jin)屬原本所具(ju)有(you)的(de)。實際(ji)上能否形(xing)成鈍(dun)化(hua),則是依(yi)環境情況而變化(hua)的(de)。易(yi)于形(xing)成鈍(dun)化(hua)的(de)金(jin)屬除Fe、Ni、Cr及其合(he)金(jin)之外(wai),還(huan)有(you)Mo、Ti、Zr等。因為(wei)不銹(xiu)鋼(gang)是鐵(Fe)和(he)鉻(ge)(ge)(Cr)或是鐵(Fe)、鉻(ge)(ge)(Cr)和(he)鎳(Ni)的(de)合(he)金(jin),其鈍(dun)化(hua)薄膜是極易(yi)成形(xing)的(de),而且是更加(jia)穩定而堅固的(de)物質,因此該合(he)金(jin)具(ju)有(you)優越的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性。


  圖(tu)1-4是鐵-鉻(ge)(ge)合金在大氣中(zhong),經歷(li)10年的(de)時間,在工廠地區環(huan)境(jing)的(de)腐蝕程(cheng)度與鉻(ge)(ge)(Cr)的(de)含有(you)量的(de)關系圖(tu)。


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2. 不銹鋼鈍(dun)化


  有(you)(you)(you)時(shi)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料在(zai)(zai)發生腐蝕時(shi),會產生具有(you)(you)(you)黏稠性且極(ji)易(yi)附著的(de)腐蝕產物(wu),這(zhe)種(zhong)具有(you)(you)(you)黏稠性且極(ji)易(yi)附著的(de)腐蝕產物(wu),附著在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料的(de)表面,能(neng)(neng)夠起(qi)到保護材(cai)(cai)料免受進一步(bu)腐蝕的(de)作用(yong),這(zhe)種(zhong)作用(yong)就是鈍化作用(yong)。這(zhe)些被鈍化的(de)金(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料在(zai)(zai)特定的(de)環境中腐蝕速度非常小,而在(zai)(zai)其他環境中卻有(you)(you)(you)可能(neng)(neng)產生相當嚴重(zhong)的(de)腐蝕,這(zhe)種(zhong)現(xian)象稱為(wei)鈍化。例如,從電動序來看,鋁的(de)腐蝕速度應該(gai)是較高的(de),然而實(shi)際(ji)上,鋁在(zai)(zai)除鹵(lu)化物(wu)外(wai)的(de)多數(shu)介質里(li)具有(you)(you)(you)較強的(de)耐腐蝕能(neng)(neng)力。鎳(nie)、鈦(tai)、鋯(gao)、鉻和不銹(xiu)鋼等(deng)材(cai)(cai)料,都(dou)是因為(wei)可自鈍化而具備了耐腐蝕的(de)能(neng)(neng)力。


  鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態金屬的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性取決(jue)于鉻(ge)含量、環境中的(de)氯化(hua)(hua)(hua)物(wu)和氧含量以及溫度。在(zai)特定的(de)條件下達到鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態,取決(jue)于各種鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)因(yin)(yin)素的(de)相(xiang)對(dui)值能否超過其阻礙鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)因(yin)(yin)素。例(li)如,高(gao)的(de)鉻(ge)含量有(you)(you)利于鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),低的(de)溫度有(you)(you)利于鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),含有(you)(you)去鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)離(li)子的(de)氯化(hua)(hua)(hua)物(wu)阻礙鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),而氧有(you)(you)利于鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)。由(you)于不(bu)銹(xiu)鋼含有(you)(you)足夠多的(de)Cr、Ni、Mo等元(yuan)素,而Cr、Ni、Mo是(shi)形成鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)膜主要元(yuan)素,所以不(bu)銹(xiu)鋼具(ju)有(you)(you)耐(nai)腐蝕(shi)性。


  盡管在(zai)特(te)定的(de)(de)環境下(xia),鈍(dun)化狀態(tai)材料腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)非常(chang)小,但(dan)在(zai)其他情(qing)況(kuang)下(xia)可能腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是相(xiang)當(dang)嚴(yan)重的(de)(de)。相(xiang)反,通常(chang)顯示鈍(dun)化狀態(tai)的(de)(de)合(he)金(jin)在(zai)非鈍(dun)化狀態(tai)下(xia),常(chang)常(chang)是非常(chang)活潑的(de)(de)。某些(xie)元(yuan)素可以擊(ji)穿鈍(dun)化膜,造(zao)成(cheng)(cheng)鈍(dun)化膜不(bu)連續處(chu)的(de)(de)金(jin)屬被腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。例如,氯離子破壞鋁、鐵以及不(bu)銹鋼的(de)(de)鈍(dun)化,造(zao)成(cheng)(cheng)點腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。因此(ci),使用鈍(dun)化狀態(tai)金(jin)屬的(de)(de)用戶(hu)應(ying)特(te)別注意(yi)點腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)開裂、敏化以及貧氧腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)等。


3. 鈍化薄膜(mo)破壞


  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。