不銹鋼的極化曲線,見圖1-5。圖1-5描述了不銹鋼以及有活化、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)。


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  金(jin)屬(shu)或合金(jin)在(zai)不同條件下,其(qi)電(dian)化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕有四種(zhong)狀(zhuang)態(tai)(tai):一(yi)是(shi)活(huo)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai),腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕電(dian)流強度(du)(du)較(jiao)大,因而腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕速度(du)(du)較(jiao)快;二是(shi)相對穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)(tai),即金(jin)屬(shu)處于(yu)(yu)可以鈍化(hua)(hua)也可以活(huo)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai);三是(shi)鈍化(hua)(hua)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai)(tai),金(jin)屬(shu)只處于(yu)(yu)鈍化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai),而且是(shi)穩(wen)定(ding)的(de),能夠自動鈍化(hua)(hua),只有很小(xiao)的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕電(dian)流,腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕速度(du)(du)很小(xiao);四是(shi)過(guo)鈍化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai),當金(jin)屬(shu)處于(yu)(yu)過(guo)鈍化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)時有較(jiao)高的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕電(dian)流,不銹鋼(gang)也是(shi)如此。


  為了提高不(bu)銹(xiu)鋼的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性能(neng),一般希望(wang):不(bu)銹(xiu)鋼易處于鈍化(hua)狀(zhuang)態(tai),也就是可以自動鈍化(hua);不(bu)銹(xiu)鋼鈍化(hua)后腐(fu)蝕(shi)電流密度要很低(di);不(bu)銹(xiu)鋼鈍化(hua)狀(zhuang)態(tai)的(de)(腐(fu)蝕(shi))電位范圍要寬。


  上述(shu)三點分別(bie)指(zhi)出了不(bu)銹鋼獲(huo)得(de)鈍(dun)化(hua)的必要條件(jian)、鈍(dun)化(hua)狀態(tai)的腐蝕速(su)度(du)和鈍(dun)化(hua)狀態(tai)的相(xiang)對穩定性(xing)。


  不銹鋼只有處在鈍化(hua)狀態方能(neng)耐(nai)腐蝕(shi),這時鈍化(hua)狀態腐蝕(shi)電流最小,腐蝕(shi)速(su)度最慢(man),其他三種(zhong)狀態下不銹鋼都(dou)是不耐(nai)腐蝕(shi)的(de)。由(you)此(ci)可(ke)見(jian),不銹鋼的(de)“不銹”是相對的(de),只是在鈍化(hua)狀態下,腐蝕(shi)速(su)度比較慢(man)。


  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。


  在中性的(de)水溶(rong)液(ye)或硝(xiao)酸中,不銹(xiu)鋼(gang)的(de)鈍化(hua)(hua)(hua)薄膜非常穩(wen)定。即使(shi)是由于劃傷或破(po)(po)損等原(yuan)因,使(shi)一部(bu)(bu)分薄膜被破(po)(po)壞(huai)了,它(ta)還具有(you)立即再生和恢復(fu)的(de)功能。前面談到的(de)環境氧(yang)化(hua)(hua)(hua)作用是指從金屬(shu)原(yuan)子中釋放電(dian)(dian)子的(de)反應(ying),如(ru)果人為(wei)地借助于外(wai)部(bu)(bu)電(dian)(dian)源,將“試(shi)驗(yan)金屬(shu)”置于“試(shi)驗(yan)溶(rong)液(ye)”中作為(wei)電(dian)(dian)解陽(yang)極(ji)并通電(dian)(dian)流,此時就能求(qiu)出電(dian)(dian)位(氧(yang)化(hua)(hua)(hua)力(li))與(yu)電(dian)(dian)流(腐蝕速度)的(de)相關(guan)曲線和環境的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)力(li)強度。這個曲線稱(cheng)為(wei)陽(yang)極(ji)分極(ji)曲線,如(ru)圖1-5所示。


  由圖(tu)1-5可以(yi)看出(chu)(chu),隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)的升高,先是(shi)陽(yang)(yang)極(ji)氧化(hua)反應(溶解反應)呈(cheng)增(zeng)強趨勢;接下來(lai)是(shi)“活化(hua)狀態”電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)區的電(dian)(dian)(dian)流增(zeng)加;然后是(shi)不依賴于電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)增(zeng)加顯示小電(dian)(dian)(dian)流的“鈍化(hua)狀態”電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)區;最后再次出(chu)(chu)現隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)的增(zeng)加的“過鈍化(hua)狀態”電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)區。這里的腐蝕電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)Ecorr是(shi)成為陽(yang)(yang)極(ji)電(dian)(dian)(dian)流和陰極(ji)電(dian)(dian)(dian)流相等(deng)條件(jian)的電(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)。


  增(zeng)(zeng)加鋼(gang)的鉻(ge)含(han)量,則(ze)陽極分極曲線(xian)的變化(hua)如圖1-6所(suo)示。因鉻(ge)的含(han)量增(zeng)(zeng)加,最(zui)大陽極溶解電流及靜(jing)態(tai)(tai)區的陽極電流趨向于(yu)(yu)減(jian)少。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的鉻(ge)(Cr)含(han)量在12%以(yi)上時,不(bu)銹(xiu)鋼(gang)易(yi)于(yu)(yu)從活性狀態(tai)(tai)向鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)(tai)轉移而呈(cheng)現穩(wen)定的鈍(dun)(dun)化(hua)狀態(tai)(tai)。


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