合金(jin),從外表(biao)看,是(shi)一座五顏六(liu)色的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)“大(da)廈(sha)”,因為砌成“大(da)廈(sha)”的(de)(de)“磚”是(shi)各色各樣的(de)(de)。更重要的(de)(de)是(shi),各色各樣的(de)(de)“磚”,砌到“大(da)廈(sha)”上(shang)以后,把它們的(de)(de)特性也帶進“大(da)廈(sha)”里,能夠顯著(zhu)地改變金(jin)屬(shu)(shu)“大(da)廈(sha)”的(de)(de)結構和性能:砌上(shang)“耐火磚”-鎢,金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)“大(da)廈(sha)”就不(bu)怕烈火燒;砌上(shang)“耐酸(suan)磚”-鉻,“金(jin)屬(shu)(shu)大(da)廈(sha)”就不(bu)怕酸(suan)腐(fu)蝕。


 把金(jin)屬(shu)制成合(he)金(jin),有時簡直會(hui)變個樣兒,就像因(yin)缺乏某種(zhong)維(wei)生素(su)而(er)弱不經風的(de)人,只要體(ti)內補充了這種(zhong)維(wei)生素(su),很快就會(hui)身強(qiang)(qiang)體(ti)壯起來。為了防(fang)止金(jin)屬(shu)的(de)腐蝕衰亡,我們也可(ke)根(gen)據需要“對癥下藥”,給金(jin)屬(shu)“注(zhu)射”上某些合(he)金(jin)元素(su),以增強(qiang)(qiang)抵抗腐蝕的(de)能力,這就是合(he)金(jin)法。


  前(qian)面介紹的(de)(de)(de)各種防腐(fu)方法,都是著(zhu)眼于改(gai)(gai)變(bian)金(jin)屬所處的(de)(de)(de)環(huan)境(jing),使金(jin)屬不(bu)(bu)具(ju)備生銹的(de)(de)(de)條件,即從(cong)外因(yin)上(shang)避(bi)免或減緩了金(jin)屬的(de)(de)(de)腐(fu)蝕。而合金(jin)法是從(cong)內因(yin)上(shang)考慮,改(gai)(gai)變(bian)金(jin)屬制品本身的(de)(de)(de)組(zu)成和結(jie)構,提高(gao)金(jin)屬的(de)(de)(de)素(su)質(zhi),使它能“拒腐(fu)蝕、永(yong)不(bu)(bu)變(bian)”。


鎢礦石.jpg  硅鐵.jpg


  要使合(he)金(jin)的(de)(de)抗腐蝕性能(neng)(neng)(neng)增強(qiang),通常是向合(he)金(jin)中加(jia)入(ru)比(bi)較(jiao)(jiao)穩定的(de)(de)金(jin)屬(例(li)(li)如向銅(tong)中加(jia)入(ru)金(jin)),或加(jia)入(ru)較(jiao)(jiao)易(yi)鈍(dun)化的(de)(de)金(jin)屬(例(li)(li)如向鋼鐵中加(jia)入(ru)鉻),以及加(jia)入(ru)能(neng)(neng)(neng)改(gai)變金(jin)屬的(de)(de)結構和性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)其他金(jin)屬或非金(jin)屬等。


  合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中加入(ru)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬能耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),是因(yin)(yin)為(wei)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬均勻分布(bu)在合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中,當(dang)合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)表(biao)面不(bu)(bu)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破壞后,剩下的(de)(de)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬暴(bao)露出(chu)來,在合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)表(biao)面形成(cheng)了(le)一種穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬層,保護了(le)內部金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬不(bu)(bu)被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。所(suo)以(yi)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)含量越高,合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性能就(jiu)越好。在氯(lv)堿(jian)(jian)廠里,常用鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)鍋(guo)熬制燒堿(jian)(jian),熱的(de)(de)燒堿(jian)(jian)對鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)很(hen)厲害,如果(guo)使用含有(you)少量鎳(nie)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)鍋(guo),熬堿(jian)(jian)鍋(guo)的(de)(de)使用壽(shou)命(ming)就(jiu)可大(da)大(da)延長,因(yin)(yin)為(wei)鎳(nie)是耐(nai)燒堿(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬。


  合(he)金(jin)(jin)中加入(ru)易鈍(dun)化(hua)(hua)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)能耐腐蝕,是(shi)因為加入(ru)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)可使合(he)金(jin)(jin)表面形成一層牢固而致(zhi)密(mi)的(de)(de)保護(hu)(hu)膜,這種保護(hu)(hu)膜可以是(shi)易鈍(dun)化(hua)(hua)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)氧化(hua)(hua)物(wu),也(ye)可能是(shi)合(he)金(jin)(jin)中幾種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)混和氧化(hua)(hua)物(wu)。例如,一些耐酸器皿常用硅鐵(含(han)硅14%~17%)制造。


  硅(gui)鐵(tie)受到某些(xie)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong),表面能(neng)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)一層(ceng)堅固的(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)膜(mo)(mo)(mo),如(ru)果(guo)受到機械作(zuo)用(yong)(yong)(yong)如(ru)碰(peng)撞、摩擦,保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)膜(mo)(mo)(mo)被(bei)破壞(huai),在(zai)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia)又(you)會(hui)很快(kuai)再長出來,所(suo)以(yi)(yi)硅(gui)鐵(tie)器皿能(neng)耐酸(suan)腐蝕。黃(huang)銅(tong)(tong)是(shi)銅(tong)(tong)和鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)合金(jin)(jin),鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)入(ru)使銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)增加(jia)。當(dang)黃(huang)銅(tong)(tong)中(zhong)(zhong)鋅(xin)(xin)含(han)(han)(han)(han)量在(zai)15%以(yi)(yi)下(xia)(xia)時(shi),表面形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)膜(mo)(mo)(mo)中(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)和鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物都有。當(dang)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)(han)量在(zai)20%以(yi)(yi)上(shang)(shang)時(shi),表面的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)膜(mo)(mo)(mo)幾(ji)乎(hu)全是(shi)氧(yang)化(hua)(hua)鋅(xin)(xin),因(yin)為(wei)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)(han)量較高,即使能(neng)生成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)銅(tong)(tong),其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)也會(hui)被(bei)鋅(xin)(xin)還原出來,而再變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鋅(xin)(xin)。如(ru)果(guo)黃(huang)銅(tong)(tong)中(zhong)(zhong)再加(jia)入(ru)少(shao)量鋁,在(zai)高溫下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)就更好(hao)。高鉻(ge)(ge)(ge)鑄鐵(tie)(含(han)(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)25%~36%)在(zai)與(yu)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)物質(zhi)接觸時(shi),具有很好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing),因(yin)為(wei)在(zai)合金(jin)(jin)表面上(shang)(shang),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)了(le)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)膜(mo)(mo)(mo)。當(dang)合金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)(han)量一定(ding)時(shi),它的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)隨合金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)而降(jiang)低,因(yin)為(wei)碳(tan)(tan)(tan)能(neng)與(yu)鉻(ge)(ge)(ge)生成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物,消耗了(le)一些(xie)鉻(ge)(ge)(ge),使合金(jin)(jin)表面的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物膜(mo)(mo)(mo)大為(wei)減少(shao)。所(suo)以(yi)(yi),一般含(han)(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)鑄鐵(tie)(鑄鐵(tie)中(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)多)比含(han)(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)量相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(鋼(gang)中(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)少(shao))的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)差。常(chang)見的(de)(de)(de)(de)(de)不銹鋼(gang),光亮美觀不易(yi)生銹,主(zhu)要就是(shi)由于鋼(gang)中(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)(han)有12%以(yi)(yi)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge),表面形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物保(bao)護(hu)(hu)(hu)(hu)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)緣故。


  但是,不(bu)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)性的(de)爭論:不(bu)銹鋼的(de)良好耐腐蝕性是基于(yu)其(qi)可鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)性。金屬(shu)由(you)于(yu)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)所導致的(de)狀態,稱為鈍(dun)態或鈍(dun)性。關于(yu)鈍(dun)性曾提(ti)出多(duo)種(zhong)不(bu)同假說(shuo),主要有氧化(hua)(hua)(hua)物膜(mo)理論、吸附理論、化(hua)(hua)(hua)合價理論和反應速度理論。1913年以(yi)來已召開了(le)多(duo)次國際鈍(dun)性會議(yi),但關于(yu)鈍(dun)性的(de)本質至今仍未(wei)最終(zhong)闡明,甚至就其(qi)確切(qie)的(de)定義亦未(wei)取得(de)一致意見。目前多(duo)數(shu)學者(zhe)支(zhi)持(chi)氧化(hua)(hua)(hua)膜(mo)理論。