1. 環境(jing)與(yu)鈍(dun)化
一(yi)般來說,環境(jing)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性高時(shi)容易引起(qi)金(jin)屬腐(fu)蝕,可是(shi)有某種(zhong)金(jin)屬其環境(jing)的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性達到(dao)某種(zhong)強(qiang)度時(shi),反(fan)而(er)不(bu)(bu)會引起(qi)腐(fu)蝕。例如(ru),鐵對硝(xiao)酸來講,隨著(zhu)硝(xiao)酸濃度的(de)(de)(de)增加,氧(yang)化(hua)(hua)(hua)性升高,相應(ying)地應(ying)該加快了腐(fu)蝕的(de)(de)(de)進度,但(dan)是(shi)當濃度達到(dao)65%時(shi),反(fan)而(er)不(bu)(bu)腐(fu)蝕了。這是(shi)因為此(ci)時(shi)作為強(qiang)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)硝(xiao)酸,在鐵表(biao)面(mian)形(xing)成了一(yi)層(ceng)惰性薄膜的(de)(de)(de)緣(yuan)故,這層(ceng)膜稱(cheng)為鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)膜;這種(zhong)狀態稱(cheng)為“該種(zhong)金(jin)屬已鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)”。
容易(yi)形成(cheng)鈍(dun)化的(de)(de)性質,是(shi)(shi)金(jin)(jin)(jin)屬原本所具有的(de)(de)。實際上能否形成(cheng)鈍(dun)化,則(ze)是(shi)(shi)依環(huan)境情(qing)況而變化的(de)(de)。易(yi)于形成(cheng)鈍(dun)化的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬除Fe、Ni、Cr及其(qi)合(he)金(jin)(jin)(jin)之(zhi)外,還有Mo、Ti、Zr等。因(yin)為不銹(xiu)鋼是(shi)(shi)鐵(Fe)和鉻(ge)(Cr)或是(shi)(shi)鐵(Fe)、鉻(ge)(Cr)和鎳(Ni)的(de)(de)合(he)金(jin)(jin)(jin),其(qi)鈍(dun)化薄膜是(shi)(shi)極易(yi)成(cheng)形的(de)(de),而且是(shi)(shi)更加穩(wen)定而堅固的(de)(de)物(wu)質,因(yin)此該合(he)金(jin)(jin)(jin)具有優(you)越(yue)的(de)(de)耐腐(fu)蝕性。
圖1-4是鐵-鉻(ge)合金在(zai)大氣中,經(jing)歷(li)10年的時間,在(zai)工廠地區環境的腐(fu)蝕(shi)程(cheng)度與鉻(ge)(Cr)的含(han)有(you)量的關系(xi)圖。
2. 不銹鋼鈍化
有(you)時(shi)金屬材(cai)料(liao)在(zai)發生腐(fu)(fu)蝕(shi)時(shi),會(hui)產(chan)生具(ju)有(you)黏稠(chou)性且極(ji)易附(fu)著的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物,這(zhe)種具(ju)有(you)黏稠(chou)性且極(ji)易附(fu)著的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物,附(fu)著在(zai)金屬材(cai)料(liao)的(de)表面,能(neng)夠起到保護材(cai)料(liao)免受進(jin)一步腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)作用(yong),這(zhe)種作用(yong)就是鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)作用(yong)。這(zhe)些被鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)金屬材(cai)料(liao)在(zai)特定(ding)的(de)環(huan)境中腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)非常(chang)小(xiao),而(er)在(zai)其他環(huan)境中卻有(you)可能(neng)產(chan)生相當嚴重的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi),這(zhe)種現象稱(cheng)為鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)。例如(ru),從電動序來看,鋁(lv)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)應(ying)該是較高(gao)的(de),然而(er)實際上,鋁(lv)在(zai)除鹵化(hua)(hua)(hua)(hua)物外的(de)多數(shu)介質里(li)具(ju)有(you)較強的(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)力。鎳、鈦、鋯、鉻和不銹鋼等(deng)材(cai)料(liao),都(dou)是因為可自(zi)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)而(er)具(ju)備了(le)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)能(neng)力。
鈍(dun)(dun)化狀態(tai)金屬的(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)取決(jue)于(yu)鉻含(han)量(liang)、環境中的(de)(de)(de)(de)氯化物(wu)和氧含(han)量(liang)以(yi)(yi)及溫度。在特定的(de)(de)(de)(de)條件下(xia)達到(dao)鈍(dun)(dun)化狀態(tai),取決(jue)于(yu)各(ge)種鈍(dun)(dun)化因素的(de)(de)(de)(de)相對(dui)值能否超過其阻礙(ai)鈍(dun)(dun)化的(de)(de)(de)(de)因素。例如,高的(de)(de)(de)(de)鉻含(han)量(liang)有(you)(you)(you)利于(yu)鈍(dun)(dun)化,低的(de)(de)(de)(de)溫度有(you)(you)(you)利于(yu)鈍(dun)(dun)化,含(han)有(you)(you)(you)去鈍(dun)(dun)化離子(zi)的(de)(de)(de)(de)氯化物(wu)阻礙(ai)鈍(dun)(dun)化,而氧有(you)(you)(you)利于(yu)鈍(dun)(dun)化。由于(yu)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)含(han)有(you)(you)(you)足夠多(duo)的(de)(de)(de)(de)Cr、Ni、Mo等(deng)元(yuan)素,而Cr、Ni、Mo是(shi)形成鈍(dun)(dun)化膜主(zhu)要元(yuan)素,所(suo)以(yi)(yi)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)(you)耐腐蝕(shi)性(xing)。
盡管(guan)在(zai)特(te)定的環境(jing)下,鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)材料腐蝕非(fei)(fei)常(chang)(chang)小,但(dan)在(zai)其他情況(kuang)下可能腐蝕是相當嚴(yan)重(zhong)的。相反,通常(chang)(chang)顯示鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)的合金(jin)在(zai)非(fei)(fei)鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)下,常(chang)(chang)常(chang)(chang)是非(fei)(fei)常(chang)(chang)活潑(po)的。某些元素可以擊穿鈍(dun)(dun)化(hua)膜,造成鈍(dun)(dun)化(hua)膜不連續處的金(jin)屬(shu)被腐蝕。例如,氯(lv)離子破(po)壞鋁(lv)、鐵以及不銹鋼的鈍(dun)(dun)化(hua),造成點(dian)腐蝕。因此,使用鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)金(jin)屬(shu)的用戶應特(te)別注意點(dian)腐蝕、應力腐蝕開(kai)裂(lie)、敏化(hua)以及貧(pin)氧腐蝕等。
3. 鈍化薄膜破壞
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。