1. 環境與(yu)鈍化(hua)


  一般來說(shuo),環境的(de)氧化性(xing)高時容易引(yin)起金(jin)屬(shu)腐(fu)蝕(shi),可(ke)是(shi)有某種(zhong)金(jin)屬(shu)其(qi)環境的(de)氧化性(xing)達到(dao)某種(zhong)強度(du)時,反而不會(hui)引(yin)起腐(fu)蝕(shi)。例如,鐵對(dui)硝酸(suan)來講,隨著硝酸(suan)濃度(du)的(de)增(zeng)加(jia)(jia),氧化性(xing)升高,相(xiang)應地應該加(jia)(jia)快了腐(fu)蝕(shi)的(de)進度(du),但是(shi)當濃度(du)達到(dao)65%時,反而不腐(fu)蝕(shi)了。這是(shi)因為此時作(zuo)為強氧化劑的(de)硝酸(suan),在鐵表面形成了一層惰性(xing)薄膜(mo)的(de)緣故,這層膜(mo)稱為鈍化膜(mo);這種(zhong)狀態(tai)稱為“該種(zhong)金(jin)屬(shu)已(yi)鈍化”。


  容易形成鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)的(de)性(xing)質,是(shi)(shi)金(jin)(jin)屬原(yuan)本(ben)所具有(you)的(de)。實(shi)際上能否形成鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua),則是(shi)(shi)依環境情況而(er)(er)變(bian)化(hua)的(de)。易于形成鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)的(de)金(jin)(jin)屬除Fe、Ni、Cr及(ji)其合金(jin)(jin)之(zhi)外,還有(you)Mo、Ti、Zr等。因為(wei)不(bu)銹鋼是(shi)(shi)鐵(tie)(Fe)和鉻(ge)(Cr)或是(shi)(shi)鐵(tie)(Fe)、鉻(ge)(Cr)和鎳(Ni)的(de)合金(jin)(jin),其鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)薄膜是(shi)(shi)極易成形的(de),而(er)(er)且是(shi)(shi)更(geng)加(jia)穩定而(er)(er)堅固的(de)物(wu)質,因此該合金(jin)(jin)具有(you)優越的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)。


  圖1-4是鐵-鉻(ge)合金在大氣中,經歷10年(nian)的(de)(de)時(shi)間(jian),在工廠地區環境的(de)(de)腐(fu)蝕程度與鉻(ge)(Cr)的(de)(de)含(han)有量的(de)(de)關系(xi)圖。


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2. 不銹鋼(gang)鈍化


  有(you)時金(jin)屬材(cai)料在(zai)發生腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)時,會產(chan)(chan)生具(ju)有(you)黏稠性(xing)且極易附(fu)(fu)(fu)著的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu),這種具(ju)有(you)黏稠性(xing)且極易附(fu)(fu)(fu)著的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)(chan)物(wu),附(fu)(fu)(fu)著在(zai)金(jin)屬材(cai)料的(de)(de)表面,能(neng)(neng)(neng)夠起到保護材(cai)料免受進一步腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)作用(yong),這種作用(yong)就是鈍化(hua)作用(yong)。這些(xie)被(bei)鈍化(hua)的(de)(de)金(jin)屬材(cai)料在(zai)特(te)定的(de)(de)環境中腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度非常小(xiao),而在(zai)其(qi)他環境中卻有(you)可(ke)能(neng)(neng)(neng)產(chan)(chan)生相當嚴重的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),這種現象稱為鈍化(hua)。例如,從電(dian)動序來(lai)看,鋁(lv)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度應(ying)該是較高的(de)(de),然而實際上,鋁(lv)在(zai)除鹵化(hua)物(wu)外的(de)(de)多數介質里具(ju)有(you)較強的(de)(de)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)力。鎳、鈦、鋯、鉻(ge)和(he)不銹鋼等材(cai)料,都(dou)是因(yin)為可(ke)自鈍化(hua)而具(ju)備了耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力。


  鈍(dun)化(hua)狀態(tai)金屬的(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)取(qu)決于鉻含(han)(han)(han)量、環境中的(de)(de)(de)氯化(hua)物和氧含(han)(han)(han)量以(yi)及溫(wen)度(du)。在特(te)定的(de)(de)(de)條件下達到鈍(dun)化(hua)狀態(tai),取(qu)決于各種鈍(dun)化(hua)因素(su)的(de)(de)(de)相對值能(neng)否(fou)超過其阻礙(ai)鈍(dun)化(hua)的(de)(de)(de)因素(su)。例如(ru),高(gao)的(de)(de)(de)鉻含(han)(han)(han)量有(you)利于鈍(dun)化(hua),低的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)有(you)利于鈍(dun)化(hua),含(han)(han)(han)有(you)去鈍(dun)化(hua)離子的(de)(de)(de)氯化(hua)物阻礙(ai)鈍(dun)化(hua),而氧有(you)利于鈍(dun)化(hua)。由(you)于不銹鋼含(han)(han)(han)有(you)足夠(gou)多的(de)(de)(de)Cr、Ni、Mo等元素(su),而Cr、Ni、Mo是(shi)形(xing)成鈍(dun)化(hua)膜(mo)主要元素(su),所以(yi)不銹鋼具有(you)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)。


  盡管(guan)在(zai)特定(ding)的(de)環境(jing)下,鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)材料腐(fu)(fu)蝕(shi)非(fei)常(chang)小,但(dan)在(zai)其他情況(kuang)下可(ke)能(neng)腐(fu)(fu)蝕(shi)是相當(dang)嚴重(zhong)的(de)。相反,通常(chang)顯示鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)的(de)合(he)金(jin)在(zai)非(fei)鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)下,常(chang)常(chang)是非(fei)常(chang)活潑的(de)。某些(xie)元素可(ke)以(yi)(yi)擊穿鈍(dun)化(hua)膜,造成鈍(dun)化(hua)膜不(bu)連續處的(de)金(jin)屬被腐(fu)(fu)蝕(shi)。例如,氯離子破壞鋁、鐵(tie)以(yi)(yi)及不(bu)銹鋼的(de)鈍(dun)化(hua),造成點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。因此(ci),使用鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)金(jin)屬的(de)用戶應(ying)特別(bie)注意點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)、應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)開(kai)裂、敏化(hua)以(yi)(yi)及貧氧腐(fu)(fu)蝕(shi)等。


3. 鈍(dun)化薄(bo)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。