1. 環境與鈍化


  一般來說,環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)性高時(shi)(shi)容易引起(qi)金屬(shu)腐(fu)蝕(shi),可是有某(mou)種(zhong)金屬(shu)其環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)性達(da)到某(mou)種(zhong)強度(du)(du)時(shi)(shi),反而不(bu)會(hui)引起(qi)腐(fu)蝕(shi)。例如(ru),鐵對硝酸來講,隨(sui)著硝酸濃度(du)(du)的(de)(de)(de)增加(jia),氧(yang)化(hua)性升高,相應(ying)地應(ying)該(gai)加(jia)快了腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)進度(du)(du),但(dan)是當濃度(du)(du)達(da)到65%時(shi)(shi),反而不(bu)腐(fu)蝕(shi)了。這(zhe)(zhe)是因為(wei)此時(shi)(shi)作為(wei)強氧(yang)化(hua)劑的(de)(de)(de)硝酸,在(zai)鐵表(biao)面(mian)形成了一層惰性薄膜的(de)(de)(de)緣故,這(zhe)(zhe)層膜稱為(wei)鈍化(hua)膜;這(zhe)(zhe)種(zhong)狀態稱為(wei)“該(gai)種(zhong)金屬(shu)已鈍化(hua)”。


  容易(yi)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)鈍(dun)化的(de)性質,是(shi)(shi)金(jin)(jin)(jin)屬原本(ben)所具有(you)的(de)。實際(ji)上能(neng)否形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)鈍(dun)化,則(ze)是(shi)(shi)依環境情況(kuang)而變化的(de)。易(yi)于形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)鈍(dun)化的(de)金(jin)(jin)(jin)屬除Fe、Ni、Cr及其(qi)合金(jin)(jin)(jin)之(zhi)外(wai),還有(you)Mo、Ti、Zr等。因(yin)(yin)為不銹鋼是(shi)(shi)鐵(Fe)和鉻(Cr)或是(shi)(shi)鐵(Fe)、鉻(Cr)和鎳(Ni)的(de)合金(jin)(jin)(jin),其(qi)鈍(dun)化薄膜是(shi)(shi)極易(yi)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)的(de),而且是(shi)(shi)更加穩定而堅(jian)固的(de)物質,因(yin)(yin)此該合金(jin)(jin)(jin)具有(you)優越的(de)耐腐蝕(shi)性。


  圖1-4是鐵-鉻合金在大氣(qi)中,經歷10年的時(shi)間,在工廠地區(qu)環境的腐蝕程度與鉻(Cr)的含有量的關系(xi)圖。


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2. 不銹鋼鈍化


  有時金(jin)屬(shu)材料在(zai)發生腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)時,會產生具有黏(nian)稠性(xing)且極易(yi)附著的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物,這種(zhong)具有黏(nian)稠性(xing)且極易(yi)附著的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物,附著在(zai)金(jin)屬(shu)材料的(de)(de)(de)表面,能夠起到保護材料免受進一步腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)作用,這種(zhong)作用就(jiu)是(shi)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)作用。這些(xie)被鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)材料在(zai)特定的(de)(de)(de)環境中腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度非常(chang)小(xiao),而(er)在(zai)其他環境中卻有可(ke)能產生相當嚴(yan)重的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),這種(zhong)現象稱為鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)。例如,從電動(dong)序來看,鋁(lv)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度應(ying)該是(shi)較高(gao)的(de)(de)(de),然而(er)實際上,鋁(lv)在(zai)除鹵化(hua)物外的(de)(de)(de)多數介質里具有較強(qiang)的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能力。鎳、鈦、鋯、鉻和不銹鋼等材料,都是(shi)因為可(ke)自鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)而(er)具備(bei)了耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)能力。


  鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態(tai)金屬的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性取決于(yu)鉻含量(liang)(liang)、環境中的(de)(de)(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)物和(he)氧含量(liang)(liang)以及溫度。在特定的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下達到鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀態(tai),取決于(yu)各種鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)因素(su)的(de)(de)(de)(de)相對(dui)值能(neng)否超過其(qi)阻(zu)礙鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)因素(su)。例(li)如,高的(de)(de)(de)(de)鉻含量(liang)(liang)有利于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),低的(de)(de)(de)(de)溫度有利于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),含有去鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)離子的(de)(de)(de)(de)氯(lv)化(hua)(hua)(hua)物阻(zu)礙鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),而氧有利于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)。由于(yu)不銹(xiu)鋼含有足夠多的(de)(de)(de)(de)Cr、Ni、Mo等元素(su),而Cr、Ni、Mo是形(xing)成鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)膜主要元素(su),所以不銹(xiu)鋼具有耐腐(fu)蝕性。


  盡管在特定的(de)環境下(xia),鈍(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)材料腐蝕非常(chang)小,但在其他情況下(xia)可能腐蝕是相(xiang)當嚴(yan)重的(de)。相(xiang)反(fan),通(tong)常(chang)顯示鈍(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)的(de)合金(jin)(jin)在非鈍(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)下(xia),常(chang)常(chang)是非常(chang)活潑的(de)。某些(xie)元素可以擊穿鈍(dun)化(hua)(hua)膜,造成鈍(dun)化(hua)(hua)膜不(bu)連續處的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)被腐蝕。例如,氯離子破壞鋁、鐵以及不(bu)銹鋼的(de)鈍(dun)化(hua)(hua),造成點腐蝕。因此(ci),使(shi)用鈍(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)用戶應特別注意(yi)點腐蝕、應力腐蝕開裂、敏化(hua)(hua)以及貧氧腐蝕等。


3. 鈍化(hua)薄膜(mo)破壞(huai)


  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。