1. 環境與鈍化


  一般來說,環境(jing)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)高時(shi)(shi)容易引起金屬腐蝕(shi)(shi),可(ke)是有某(mou)種金屬其環境(jing)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)達到某(mou)種強(qiang)度時(shi)(shi),反而不(bu)會引起腐蝕(shi)(shi)。例如,鐵對(dui)硝(xiao)酸來講,隨著(zhu)硝(xiao)酸濃(nong)度的(de)增加,氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)升高,相應地(di)應該加快了腐蝕(shi)(shi)的(de)進度,但(dan)是當濃(nong)度達到65%時(shi)(shi),反而不(bu)腐蝕(shi)(shi)了。這(zhe)是因為(wei)(wei)此時(shi)(shi)作為(wei)(wei)強(qiang)氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji)的(de)硝(xiao)酸,在鐵表面形成了一層惰性(xing)薄膜(mo)(mo)的(de)緣故,這(zhe)層膜(mo)(mo)稱(cheng)為(wei)(wei)鈍(dun)化(hua)膜(mo)(mo);這(zhe)種狀(zhuang)態稱(cheng)為(wei)(wei)“該種金屬已鈍(dun)化(hua)”。


  容易形(xing)成鈍化的(de)性(xing)質(zhi),是(shi)金(jin)屬原本所具有(you)(you)的(de)。實際上能否(fou)形(xing)成鈍化,則是(shi)依(yi)環境情況而(er)變化的(de)。易于形(xing)成鈍化的(de)金(jin)屬除(chu)Fe、Ni、Cr及其(qi)合(he)(he)金(jin)之外,還(huan)有(you)(you)Mo、Ti、Zr等。因(yin)為不銹(xiu)鋼是(shi)鐵(tie)(Fe)和鉻(Cr)或(huo)是(shi)鐵(tie)(Fe)、鉻(Cr)和鎳(Ni)的(de)合(he)(he)金(jin),其(qi)鈍化薄膜是(shi)極易成形(xing)的(de),而(er)且是(shi)更加(jia)穩定而(er)堅固的(de)物質(zhi),因(yin)此該合(he)(he)金(jin)具有(you)(you)優越的(de)耐腐蝕性(xing)。


  圖1-4是(shi)鐵-鉻合金在大氣中,經歷10年的時間,在工(gong)廠地(di)區(qu)環境的腐蝕程度與鉻(Cr)的含有量的關(guan)系圖。


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2. 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍化(hua)


  有(you)(you)(you)時金屬材(cai)料(liao)在(zai)發生(sheng)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)時,會(hui)產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)具有(you)(you)(you)黏稠性且極易附(fu)著的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu),這種(zhong)具有(you)(you)(you)黏稠性且極易附(fu)著的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產(chan)(chan)(chan)(chan)物(wu),附(fu)著在(zai)金屬材(cai)料(liao)的(de)(de)表(biao)面,能(neng)夠起到保護材(cai)料(liao)免受進一步(bu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)作用(yong),這種(zhong)作用(yong)就(jiu)是(shi)鈍化(hua)作用(yong)。這些被鈍化(hua)的(de)(de)金屬材(cai)料(liao)在(zai)特定的(de)(de)環(huan)境中(zhong)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)度非常小,而在(zai)其他環(huan)境中(zhong)卻有(you)(you)(you)可能(neng)產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)相當嚴重的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),這種(zhong)現象稱為鈍化(hua)。例如,從電動序來(lai)看,鋁(lv)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)度應該(gai)是(shi)較高的(de)(de),然而實(shi)際上,鋁(lv)在(zai)除(chu)鹵化(hua)物(wu)外的(de)(de)多數介質里具有(you)(you)(you)較強的(de)(de)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)力。鎳、鈦、鋯、鉻和不銹(xiu)鋼等材(cai)料(liao),都是(shi)因(yin)為可自鈍化(hua)而具備了(le)耐腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)能(neng)力。


  鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀態金屬的(de)耐腐(fu)蝕性(xing)取(qu)決于(yu)鉻含(han)(han)量、環境中的(de)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)物和氧含(han)(han)量以及溫度(du)。在(zai)特定的(de)條件下達到鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)狀態,取(qu)決于(yu)各種鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)因(yin)素(su)的(de)相對(dui)值能否超過其(qi)阻礙鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)因(yin)素(su)。例如,高的(de)鉻含(han)(han)量有(you)(you)(you)利于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua),低的(de)溫度(du)有(you)(you)(you)利于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua),含(han)(han)有(you)(you)(you)去鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)離子的(de)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)物阻礙鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua),而氧有(you)(you)(you)利于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)。由于(yu)不銹鋼含(han)(han)有(you)(you)(you)足夠多的(de)Cr、Ni、Mo等元素(su),而Cr、Ni、Mo是形成鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)膜主要(yao)元素(su),所(suo)以不銹鋼具(ju)有(you)(you)(you)耐腐(fu)蝕性(xing)。


  盡(jin)管(guan)在(zai)特定的(de)環(huan)境下(xia),鈍(dun)化狀態(tai)材料(liao)腐蝕(shi)(shi)非(fei)常(chang)(chang)小,但在(zai)其(qi)他情況下(xia)可(ke)能(neng)腐蝕(shi)(shi)是相(xiang)當嚴重的(de)。相(xiang)反(fan),通常(chang)(chang)顯示鈍(dun)化狀態(tai)的(de)合金在(zai)非(fei)鈍(dun)化狀態(tai)下(xia),常(chang)(chang)常(chang)(chang)是非(fei)常(chang)(chang)活潑的(de)。某些元素(su)可(ke)以(yi)擊穿鈍(dun)化膜(mo),造成鈍(dun)化膜(mo)不連續處(chu)的(de)金屬(shu)被腐蝕(shi)(shi)。例如(ru),氯離子破壞鋁(lv)、鐵以(yi)及(ji)不銹鋼(gang)的(de)鈍(dun)化,造成點(dian)腐蝕(shi)(shi)。因此,使用鈍(dun)化狀態(tai)金屬(shu)的(de)用戶應(ying)(ying)特別(bie)注意點(dian)腐蝕(shi)(shi)、應(ying)(ying)力(li)腐蝕(shi)(shi)開裂、敏化以(yi)及(ji)貧氧(yang)腐蝕(shi)(shi)等(deng)。


3. 鈍(dun)化(hua)薄膜(mo)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。