合金(jin),從外(wai)表看,是一座五(wu)顏(yan)六色的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)“大(da)廈(sha)”,因為(wei)砌成“大(da)廈(sha)”的(de)(de)(de)“磚(zhuan)”是各色各樣的(de)(de)(de)。更(geng)重要的(de)(de)(de)是,各色各樣的(de)(de)(de)“磚(zhuan)”,砌到(dao)“大(da)廈(sha)”上以后,把(ba)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)特性(xing)也帶(dai)進(jin)“大(da)廈(sha)”里,能(neng)夠(gou)顯著地改變(bian)金(jin)屬(shu)“大(da)廈(sha)”的(de)(de)(de)結構和性(xing)能(neng):砌上“耐(nai)火磚(zhuan)”-鎢,金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)“大(da)廈(sha)”就不怕烈火燒;砌上“耐(nai)酸(suan)磚(zhuan)”-鉻,“金(jin)屬(shu)大(da)廈(sha)”就不怕酸(suan)腐蝕。
把金屬制成合(he)金,有時簡直會變個(ge)樣(yang)兒,就(jiu)像因缺(que)乏(fa)某種(zhong)維生素而弱(ruo)不經(jing)風的人,只要(yao)體(ti)(ti)內補充了這(zhe)種(zhong)維生素,很快(kuai)就(jiu)會身強(qiang)(qiang)體(ti)(ti)壯起來。為了防止金屬的腐蝕衰亡,我們也可根據需(xu)要(yao)“對癥下藥(yao)”,給金屬“注射”上某些合(he)金元素,以增強(qiang)(qiang)抵抗腐蝕的能力(li),這(zhe)就(jiu)是合(he)金法。
前面(mian)介紹(shao)的(de)(de)各(ge)種防(fang)腐方(fang)法(fa),都是著眼(yan)于改(gai)變(bian)金(jin)(jin)屬(shu)所處的(de)(de)環境,使金(jin)(jin)屬(shu)不具備生銹的(de)(de)條(tiao)件,即從(cong)外(wai)因上避(bi)免或減(jian)緩(huan)了金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)。而合(he)金(jin)(jin)法(fa)是從(cong)內(nei)因上考(kao)慮,改(gai)變(bian)金(jin)(jin)屬(shu)制品本身的(de)(de)組成和結(jie)構,提(ti)高(gao)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)素質(zhi),使它能(neng)“拒腐蝕(shi)(shi)、永(yong)不變(bian)”。

要使合金(jin)的(de)(de)抗腐蝕(shi)性能(neng)(neng)增(zeng)強,通常是(shi)向(xiang)合金(jin)中加入比較穩定的(de)(de)金(jin)屬(shu)(例(li)如(ru)向(xiang)銅中加入金(jin)),或加入較易鈍化(hua)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(例(li)如(ru)向(xiang)鋼鐵(tie)中加入鉻),以及(ji)加入能(neng)(neng)改變金(jin)屬(shu)的(de)(de)結構和性能(neng)(neng)的(de)(de)其(qi)他金(jin)屬(shu)或非金(jin)屬(shu)等。
合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)加入穩(wen)定(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)能(neng)耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi),是因為穩(wen)定(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)均勻分布在(zai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong),當合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)表(biao)(biao)面不(bu)(bu)穩(wen)定(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)被腐(fu)蝕(shi)破(po)壞后,剩下的穩(wen)定(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)暴(bao)露出來(lai),在(zai)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)表(biao)(biao)面形成(cheng)了(le)一(yi)種穩(wen)定(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)層,保護了(le)內部金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)不(bu)(bu)被腐(fu)蝕(shi)。所以(yi)穩(wen)定(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的含量越高(gao),合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的耐(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)就越好(hao)。在(zai)氯堿(jian)廠(chang)里,常用鑄鐵鍋熬制燒堿(jian),熱的燒堿(jian)對鑄鐵的腐(fu)蝕(shi)很厲害,如果(guo)使(shi)用含有少量鎳的鑄鐵鍋,熬堿(jian)鍋的使(shi)用壽命就可大大延長,因為鎳是耐(nai)(nai)燒堿(jian)腐(fu)蝕(shi)的穩(wen)定(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)。
合(he)金中加入易鈍化(hua)金屬能耐腐蝕,是因為(wei)加入的金屬可(ke)使合(he)金表面形成一層牢固而致密(mi)的保護膜,這種(zhong)保護膜可(ke)以是易鈍化(hua)金屬的氧(yang)化(hua)物,也可(ke)能是合(he)金中幾(ji)種(zhong)金屬的混和(he)氧(yang)化(hua)物。例如,一些耐酸(suan)器皿常用(yong)硅鐵(含硅14%~17%)制(zhi)造(zao)。
硅(gui)(gui)鐵受(shou)到(dao)某(mou)些酸的(de)(de)(de)(de)(de)作用,表面能(neng)形成(cheng)(cheng)一(yi)層堅固的(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)硅(gui)(gui)保護(hu)膜,如(ru)果受(shou)到(dao)機械(xie)作用如(ru)碰(peng)撞、摩擦,保護(hu)膜被(bei)破壞(huai),在(zai)(zai)酸的(de)(de)(de)(de)(de)作用下又(you)會很快再(zai)長出來,所以硅(gui)(gui)鐵器皿(min)能(neng)耐酸腐(fu)(fu)蝕。黃(huang)銅(tong)(tong)是銅(tong)(tong)和鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)合金,鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)入使(shi)銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定性(xing)增加(jia)(jia)。當(dang)(dang)黃(huang)銅(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鋅(xin)含(han)(han)量在(zai)(zai)15%以下時(shi),表面形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)保護(hu)膜中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)和鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)都有。當(dang)(dang)鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量在(zai)(zai)20%以上時(shi),表面的(de)(de)(de)(de)(de)保護(hu)膜幾乎(hu)全(quan)是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋅(xin),因(yin)(yin)為(wei)(wei)鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量較(jiao)高(gao),即(ji)使(shi)能(neng)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)銅(tong)(tong),其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)也會被(bei)鋅(xin)還原出來,而再(zai)變成(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋅(xin)。如(ru)果黃(huang)銅(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)再(zai)加(jia)(jia)入少量鋁(lv),在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)下的(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定性(xing)就(jiu)更好(hao)。高(gao)鉻(ge)鑄鐵(含(han)(han)鉻(ge)25%~36%)在(zai)(zai)與氧(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)接觸(chu)時(shi),具有很好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕穩(wen)(wen)定性(xing),因(yin)(yin)為(wei)(wei)在(zai)(zai)合金表面上,形成(cheng)(cheng)了(le)穩(wen)(wen)定的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)保護(hu)膜。當(dang)(dang)合金中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量一(yi)定時(shi),它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕性(xing)隨合金中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)碳(tan)(tan)量的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)而降低,因(yin)(yin)為(wei)(wei)碳(tan)(tan)能(neng)與鉻(ge)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu)(wu),消耗(hao)了(le)一(yi)些鉻(ge),使(shi)合金表面的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)膜大為(wei)(wei)減少。所以,一(yi)般含(han)(han)鉻(ge)鑄鐵(鑄鐵中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)碳(tan)(tan)多)比含(han)(han)鉻(ge)量相同的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)碳(tan)(tan)少)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕穩(wen)(wen)定性(xing)差(cha)。常見的(de)(de)(de)(de)(de)不銹鋼(gang),光亮美觀不易生(sheng)(sheng)(sheng)銹,主要就(jiu)是由于鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)有12%以上的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge),表面形成(cheng)(cheng)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)保護(hu)膜的(de)(de)(de)(de)(de)緣故。
但是,不(bu)銹鋼不生銹也是有條件的,只是在硝酸、氧化劑溶液和其他含氧的中性溶液中,不銹鋼才穩定,因為在這種環境中,有利于鉻的氧化物的生成。如果讓不銹鋼長期接觸非氧化性酸,保護膜就會遭到破壞,不銹鋼就要生銹了。

鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)(xing)的爭論(lun):不(bu)銹(xiu)鋼的良好(hao)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)是基于其可(ke)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)性(xing)(xing)。金屬(shu)由于鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)所導致(zhi)(zhi)的狀態,稱為鈍(dun)(dun)(dun)態或鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)(xing)。關于鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)(xing)曾提出多種不(bu)同假說,主要(yao)有(you)氧化(hua)(hua)物膜(mo)理(li)論(lun)、吸附理(li)論(lun)、化(hua)(hua)合(he)價(jia)理(li)論(lun)和反應速(su)度理(li)論(lun)。1913年以(yi)來已(yi)召開了多次國際鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)(xing)會議,但(dan)關于鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)(xing)的本(ben)質至(zhi)今仍未(wei)最終闡明,甚至(zhi)就其確切的定義亦未(wei)取得一致(zhi)(zhi)意見(jian)。目前多數學者(zhe)支(zhi)持氧化(hua)(hua)膜(mo)理(li)論(lun)。

