不銹鋼的極化曲線,見圖1-5。圖1-5描述了不銹(xiu)鋼以及有活化、鈍化轉變的合金電極動力學過程,并按電位分為活化區(A)、鈍化區(P)和過鈍化區(T)。應用陽極極化曲線((E陽))及相關的陰極極化曲線(圖1-5中的①、②、③、④)可以求得腐蝕電位和腐蝕電流密度(圖1-5中的陽極極化曲線和陰極極化曲線的交點A、B、C、D、E、F)。


5.jpg


  金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)或(huo)合金(jin)(jin)(jin)(jin)在不(bu)同條(tiao)件下(xia),其電(dian)(dian)化(hua)(hua)學腐(fu)蝕有(you)(you)四(si)種(zhong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai):一(yi)是(shi)活(huo)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai),腐(fu)蝕電(dian)(dian)流(liu)強度(du)(du)較(jiao)大,因而(er)腐(fu)蝕速度(du)(du)較(jiao)快;二是(shi)相(xiang)對穩定狀(zhuang)(zhuang)態(tai),即(ji)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)處于可以鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)也可以活(huo)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai);三是(shi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)穩定狀(zhuang)(zhuang)態(tai),金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)只處于鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai),而(er)且是(shi)穩定的(de),能夠自動(dong)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua),只有(you)(you)很小的(de)腐(fu)蝕電(dian)(dian)流(liu),腐(fu)蝕速度(du)(du)很小;四(si)是(shi)過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai),當金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)處于過鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)時有(you)(you)較(jiao)高(gao)的(de)腐(fu)蝕電(dian)(dian)流(liu),不(bu)銹鋼也是(shi)如此。


  為了提高不銹鋼的耐腐蝕(shi)性能,一般希望:不銹鋼易處于鈍化狀態,也就(jiu)是可以自動(dong)鈍化;不銹鋼鈍化后(hou)腐蝕(shi)電流密度要很低;不銹鋼鈍化狀態的(腐蝕(shi))電位范(fan)圍要寬。


  上述三點(dian)分別指出了不銹鋼獲得鈍化(hua)(hua)的(de)必要條件、鈍化(hua)(hua)狀(zhuang)態的(de)腐蝕速度(du)和鈍化(hua)(hua)狀(zhuang)態的(de)相對穩定性(xing)。


  不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)只有處在鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)方能耐(nai)腐(fu)蝕(shi),這時鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)腐(fu)蝕(shi)電流最小,腐(fu)蝕(shi)速度(du)最慢,其他(ta)三種狀(zhuang)態(tai)下不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)都(dou)是不(bu)(bu)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的(de)。由此(ci)可(ke)見,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)“不(bu)(bu)銹(xiu)”是相對的(de),只是在鈍(dun)化(hua)狀(zhuang)態(tai)下,腐(fu)蝕(shi)速度(du)比(bi)較慢。


  保持不銹鋼耐腐蝕性的重要物質是鈍化薄膜。不銹鋼的表面本來就會形成這種毫微級的鈍化薄膜。現已明確,這種毫微級的鈍化薄膜是以在鉻的氧化物(Cr2O3)和氫氧根離子(OH-)結合后,進而加入水(H2O)的水合氫氧化鉻化合物為主體的物質。


  在中(zhong)性的(de)(de)水溶液或硝(xiao)酸中(zhong),不銹(xiu)鋼的(de)(de)鈍化(hua)薄(bo)膜(mo)非常穩(wen)定(ding)。即使是(shi)由于劃傷或破損等原因,使一(yi)部分(fen)薄(bo)膜(mo)被(bei)破壞了(le),它還具有(you)立即再生和恢(hui)復的(de)(de)功能。前(qian)面談到的(de)(de)環(huan)境氧(yang)化(hua)作用是(shi)指從金屬原子中(zhong)釋(shi)放電子的(de)(de)反(fan)應,如果人為地借助于外(wai)部電源,將(jiang)“試驗金屬”置于“試驗溶液”中(zhong)作為電解陽極并通電流,此(ci)時就能求(qiu)出電位(wei)(氧(yang)化(hua)力)與(yu)電流(腐蝕速度(du))的(de)(de)相關曲(qu)線和環(huan)境的(de)(de)氧(yang)化(hua)力強度(du)。這個曲(qu)線稱為陽極分(fen)極曲(qu)線,如圖(tu)1-5所(suo)示。


  由(you)圖1-5可(ke)以看出,隨著(zhu)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)升高,先是陽(yang)極氧(yang)化反(fan)應(ying)(溶解反(fan)應(ying))呈增強趨(qu)勢;接(jie)下(xia)來是“活(huo)化狀態(tai)”電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)區(qu)的(de)電(dian)(dian)流(liu)增加;然(ran)后是不依賴于電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)增加顯示小電(dian)(dian)流(liu)的(de)“鈍化狀態(tai)”電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)區(qu);最后再次出現(xian)隨著(zhu)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)的(de)增加的(de)“過鈍化狀態(tai)”電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)區(qu)。這里的(de)腐蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)Ecorr是成為陽(yang)極電(dian)(dian)流(liu)和(he)陰極電(dian)(dian)流(liu)相等條件的(de)電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)。


  增加鋼的(de)鉻(ge)(ge)含量,則陽極(ji)(ji)分極(ji)(ji)曲線的(de)變化如(ru)圖1-6所示。因鉻(ge)(ge)的(de)含量增加,最大陽極(ji)(ji)溶解電流及靜態(tai)區的(de)陽極(ji)(ji)電流趨向于減少。不(bu)銹(xiu)鋼的(de)鉻(ge)(ge)(Cr)含量在12%以上(shang)時,不(bu)銹(xiu)鋼易于從活性(xing)狀態(tai)向鈍化狀態(tai)轉移而呈現(xian)穩定的(de)鈍化狀態(tai)。


6.jpg