不銹鋼的極化曲線,見圖1-5。圖1-5描述了不銹鋼以及有活化、鈍化轉變的合金電極動力學過程,并按電位分為活化區(A)、鈍化區(P)和過鈍化區(T)。應用陽極極化曲線((E陽))及相關的陰極極化曲線(圖1-5中的①、②、③、④)可以求得腐蝕電位和腐蝕電流密度(圖1-5中的陽極極化曲線和陰極極化曲線的交點A、B、C、D、E、F)。

金(jin)(jin)屬(shu)或合金(jin)(jin)在不同條件下,其(qi)電化(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)有四(si)種狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai):一是活(huo)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai),腐(fu)(fu)蝕(shi)電流強(qiang)度較(jiao)大,因而腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度較(jiao)快;二是相對穩(wen)定狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai),即金(jin)(jin)屬(shu)處于(yu)可以鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)也(ye)(ye)可以活(huo)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai);三是鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)穩(wen)定狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai),金(jin)(jin)屬(shu)只(zhi)(zhi)處于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai),而且是穩(wen)定的(de),能夠(gou)自動鈍(dun)(dun)(dun)化(hua),只(zhi)(zhi)有很(hen)小的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)電流,腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度很(hen)小;四(si)是過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai),當金(jin)(jin)屬(shu)處于(yu)過鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)時有較(jiao)高的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)電流,不銹(xiu)鋼也(ye)(ye)是如此。
為了提高不銹(xiu)鋼的耐腐蝕性(xing)能,一般希望:不銹(xiu)鋼易處(chu)于鈍(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態,也(ye)就是可以自動鈍(dun)化(hua)(hua);不銹(xiu)鋼鈍(dun)化(hua)(hua)后腐蝕電流(liu)密度要很低;不銹(xiu)鋼鈍(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態的(腐蝕)電位范圍(wei)要寬。
上(shang)述三點分(fen)別指(zhi)出了不銹鋼(gang)獲得鈍(dun)化(hua)(hua)的必要條件、鈍(dun)化(hua)(hua)狀態(tai)的腐蝕速度(du)和鈍(dun)化(hua)(hua)狀態(tai)的相對穩(wen)定性。
不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)只有處在鈍(dun)化(hua)(hua)狀態方能(neng)耐腐蝕,這時鈍(dun)化(hua)(hua)狀態腐蝕電(dian)流最(zui)小,腐蝕速度最(zui)慢,其(qi)他三(san)種(zhong)狀態下不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)都是不(bu)(bu)耐腐蝕的。由此可見,不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的“不(bu)(bu)銹”是相(xiang)對的,只是在鈍(dun)化(hua)(hua)狀態下,腐蝕速度比較慢。
保持不銹鋼耐腐蝕性的重要物質是鈍化薄膜。不銹鋼的表面本來就會形成這種毫微級的鈍化薄膜。現已明確,這種毫微級的鈍化薄膜是以在鉻的氧化物(Cr2O3)和氫氧根離子(OH-)結合后,進而加入水(H2O)的水合氫氧化鉻化合物為主體的物質。
在中性的(de)水溶液(ye)或硝酸中,不銹鋼的(de)鈍(dun)化薄膜非常穩(wen)定。即使是由于(yu)(yu)劃傷或破(po)損等(deng)原因,使一部分(fen)薄膜被破(po)壞了,它還具有立即再生(sheng)和恢復的(de)功(gong)能。前面(mian)談到的(de)環境氧化作用是指從金(jin)屬原子中釋放電(dian)(dian)(dian)子的(de)反應,如果人為(wei)(wei)地借(jie)助于(yu)(yu)外(wai)部電(dian)(dian)(dian)源,將“試驗金(jin)屬”置于(yu)(yu)“試驗溶液(ye)”中作為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)解陽極(ji)并通(tong)電(dian)(dian)(dian)流,此時就能求出電(dian)(dian)(dian)位(氧化力)與電(dian)(dian)(dian)流(腐蝕速度)的(de)相關曲線和環境的(de)氧化力強(qiang)度。這個曲線稱為(wei)(wei)陽極(ji)分(fen)極(ji)曲線,如圖1-5所示。
由圖1-5可以看出(chu),隨著電位(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)升(sheng)高(gao),先是(shi)陽極氧(yang)化(hua)反(fan)應(溶解反(fan)應)呈增(zeng)強趨勢;接(jie)下來是(shi)“活化(hua)狀(zhuang)態(tai)”電位(wei)(wei)(wei)(wei)區(qu)的(de)(de)電流增(zeng)加(jia)(jia);然后是(shi)不依賴于電位(wei)(wei)(wei)(wei)增(zeng)加(jia)(jia)顯示小(xiao)電流的(de)(de)“鈍化(hua)狀(zhuang)態(tai)”電位(wei)(wei)(wei)(wei)區(qu);最后再次出(chu)現隨著電位(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)的(de)(de)“過鈍化(hua)狀(zhuang)態(tai)”電位(wei)(wei)(wei)(wei)區(qu)。這里(li)的(de)(de)腐(fu)蝕電位(wei)(wei)(wei)(wei)Ecorr是(shi)成為陽極電流和陰極電流相等條件的(de)(de)電位(wei)(wei)(wei)(wei)。
增(zeng)加鋼(gang)的(de)鉻含量,則陽極(ji)分極(ji)曲線的(de)變(bian)化如圖1-6所示。因鉻的(de)含量增(zeng)加,最大陽極(ji)溶解(jie)電流(liu)及靜態(tai)區的(de)陽極(ji)電流(liu)趨向(xiang)于減少。不銹鋼(gang)的(de)鉻(Cr)含量在12%以(yi)上時,不銹鋼(gang)易于從活性狀(zhuang)態(tai)向(xiang)鈍化狀(zhuang)態(tai)轉(zhuan)移(yi)而呈(cheng)現穩(wen)定的(de)鈍化狀(zhuang)態(tai)。


