合金(jin),從外表看,是一座五顏(yan)六色(se)的(de)(de)金(jin)屬(shu)“大廈(sha)(sha)”,因(yin)為(wei)砌(qi)成“大廈(sha)(sha)”的(de)(de)“磚(zhuan)”是各(ge)色(se)各(ge)樣(yang)的(de)(de)。更重要的(de)(de)是,各(ge)色(se)各(ge)樣(yang)的(de)(de)“磚(zhuan)”,砌(qi)到“大廈(sha)(sha)”上以后,把(ba)它們的(de)(de)特性也帶進“大廈(sha)(sha)”里(li),能夠顯(xian)著地改變金(jin)屬(shu)“大廈(sha)(sha)”的(de)(de)結(jie)構和性能:砌(qi)上“耐火磚(zhuan)”-鎢,金(jin)屬(shu)的(de)(de)“大廈(sha)(sha)”就不怕烈火燒;砌(qi)上“耐酸磚(zhuan)”-鉻,“金(jin)屬(shu)大廈(sha)(sha)”就不怕酸腐蝕。
把金屬(shu)制成合(he)金,有時簡直(zhi)會變(bian)個樣兒,就(jiu)(jiu)像因缺乏某(mou)種(zhong)維生素而弱不經風的(de)(de)人,只要體(ti)(ti)內補充了(le)這(zhe)種(zhong)維生素,很快就(jiu)(jiu)會身強(qiang)體(ti)(ti)壯起(qi)來。為了(le)防止金屬(shu)的(de)(de)腐蝕衰亡(wang),我們也可根據需要“對癥(zheng)下藥(yao)”,給金屬(shu)“注射”上某(mou)些(xie)合(he)金元素,以增強(qiang)抵抗腐蝕的(de)(de)能力,這(zhe)就(jiu)(jiu)是合(he)金法。
前面介紹的各種防腐(fu)方法,都是(shi)著眼于改變(bian)金(jin)屬所處(chu)的環境,使金(jin)屬不(bu)具備(bei)生銹的條(tiao)件,即(ji)從(cong)外因(yin)(yin)上避(bi)免或減緩了(le)金(jin)屬的腐(fu)蝕。而合金(jin)法是(shi)從(cong)內(nei)因(yin)(yin)上考(kao)慮,改變(bian)金(jin)屬制品本(ben)身的組成和結構,提(ti)高金(jin)屬的素(su)質(zhi),使它能“拒(ju)腐(fu)蝕、永不(bu)變(bian)”。

要使合金(jin)(jin)的(de)抗(kang)腐(fu)蝕性能增(zeng)強,通(tong)常(chang)是向(xiang)合金(jin)(jin)中加(jia)入(ru)(ru)比較(jiao)(jiao)穩定的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(例如向(xiang)銅中加(jia)入(ru)(ru)金(jin)(jin)),或加(jia)入(ru)(ru)較(jiao)(jiao)易鈍化的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(例如向(xiang)鋼鐵中加(jia)入(ru)(ru)鉻(ge)),以及加(jia)入(ru)(ru)能改(gai)變金(jin)(jin)屬(shu)的(de)結構(gou)和性能的(de)其他金(jin)(jin)屬(shu)或非金(jin)(jin)屬(shu)等(deng)。
合(he)金中加入穩定(ding)(ding)(ding)金屬(shu)(shu)能耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi),是因為穩定(ding)(ding)(ding)金屬(shu)(shu)均勻分布在合(he)金中,當合(he)金表面不穩定(ding)(ding)(ding)金屬(shu)(shu)被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)破(po)壞(huai)后,剩(sheng)下的(de)穩定(ding)(ding)(ding)金屬(shu)(shu)暴露出來,在合(he)金表面形成了(le)一種穩定(ding)(ding)(ding)金屬(shu)(shu)層,保護了(le)內部金屬(shu)(shu)不被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。所以穩定(ding)(ding)(ding)金屬(shu)(shu)的(de)含量(liang)越高,合(he)金的(de)耐(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性能就(jiu)越好。在氯堿(jian)廠里(li),常(chang)用(yong)(yong)鑄鐵(tie)(tie)鍋熬(ao)制燒堿(jian),熱的(de)燒堿(jian)對鑄鐵(tie)(tie)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)很厲害(hai),如果使用(yong)(yong)含有少量(liang)鎳的(de)鑄鐵(tie)(tie)鍋,熬(ao)堿(jian)鍋的(de)使用(yong)(yong)壽(shou)命就(jiu)可大(da)大(da)延(yan)長,因為鎳是耐(nai)燒堿(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)穩定(ding)(ding)(ding)金屬(shu)(shu)。
合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中加入易(yi)鈍化(hua)(hua)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬能耐腐蝕,是(shi)因為加入的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬可使合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)表面形成一層(ceng)牢固而致密的(de)保(bao)護(hu)(hu)膜(mo),這種保(bao)護(hu)(hu)膜(mo)可以是(shi)易(yi)鈍化(hua)(hua)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)氧(yang)化(hua)(hua)物,也可能是(shi)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中幾種金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)混(hun)和氧(yang)化(hua)(hua)物。例如,一些(xie)耐酸器皿(min)常(chang)用硅鐵(含硅14%~17%)制造。
硅(gui)(gui)鐵(tie)(tie)受(shou)到某些(xie)酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用,表面能形(xing)成一(yi)(yi)層(ceng)堅(jian)固(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo),如果(guo)受(shou)到機械作用如碰撞(zhuang)、摩擦,保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)被(bei)破壞(huai),在酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用下(xia)(xia)(xia)又會很(hen)快再長出(chu)來(lai),所(suo)以(yi)硅(gui)(gui)鐵(tie)(tie)器皿能耐酸腐蝕(shi)(shi)(shi)。黃銅(tong)是(shi)銅(tong)和(he)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin),鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)使(shi)銅(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)增(zeng)加(jia)(jia)。當(dang)(dang)黃銅(tong)中(zhong)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)含(han)(han)(han)量(liang)在15%以(yi)下(xia)(xia)(xia)時(shi),表面形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)中(zhong)銅(tong)和(he)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)都有。當(dang)(dang)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)在20%以(yi)上時(shi),表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)幾乎全(quan)是(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋅(xin)(xin)(xin)(xin),因(yin)(yin)為鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)較高,即使(shi)能生成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)銅(tong),其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)也(ye)會被(bei)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)還原出(chu)來(lai),而(er)再變成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)。如果(guo)黃銅(tong)中(zhong)再加(jia)(jia)入(ru)少量(liang)鋁,在高溫下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)就更好。高鉻(ge)(ge)鑄鐵(tie)(tie)(含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)25%~36%)在與氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)物(wu)(wu)質接觸(chu)時(shi),具有很(hen)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing),因(yin)(yin)為在合(he)(he)金(jin)表面上,形(xing)成了穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)。當(dang)(dang)合(he)(he)金(jin)中(zhong)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量(liang)一(yi)(yi)定(ding)(ding)時(shi),它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)隨合(he)(he)金(jin)中(zhong)含(han)(han)(han)碳(tan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)而(er)降低(di),因(yin)(yin)為碳(tan)能與鉻(ge)(ge)生成鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu),消耗了一(yi)(yi)些(xie)鉻(ge)(ge),使(shi)合(he)(he)金(jin)表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)膜(mo)大(da)為減少。所(suo)以(yi),一(yi)(yi)般含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)鑄鐵(tie)(tie)(鑄鐵(tie)(tie)中(zhong)含(han)(han)(han)碳(tan)多)比含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)量(liang)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(鋼中(zhong)含(han)(han)(han)碳(tan)少)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)(xing)差。常見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼,光亮美觀不易生銹(xiu),主要就是(shi)由于鋼中(zhong)含(han)(han)(han)有12%以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge),表面形(xing)成鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣故(gu)。
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。

鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)的(de)爭論(lun)(lun):不(bu)銹(xiu)鋼的(de)良好耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)是基于其(qi)可(ke)鈍(dun)(dun)(dun)化性(xing)。金屬由于鈍(dun)(dun)(dun)化所導致(zhi)的(de)狀態,稱(cheng)為(wei)鈍(dun)(dun)(dun)態或鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)。關(guan)于鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)曾提(ti)出(chu)多種(zhong)不(bu)同假說,主要有氧化物(wu)膜理(li)(li)論(lun)(lun)、吸(xi)附理(li)(li)論(lun)(lun)、化合價理(li)(li)論(lun)(lun)和反(fan)應(ying)速(su)度(du)理(li)(li)論(lun)(lun)。1913年(nian)以來已召開了多次(ci)國際鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)會議,但關(guan)于鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)的(de)本質至今(jin)仍未最終闡明,甚至就其(qi)確切的(de)定義(yi)亦未取(qu)得一致(zhi)意見。目前(qian)多數學者支持氧化膜理(li)(li)論(lun)(lun)。

