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)。

金(jin)屬或合金(jin)在(zai)不同條件下,其電化(hua)學腐蝕(shi)有(you)(you)四種狀態(tai)(tai):一是(shi)(shi)活(huo)化(hua)狀態(tai)(tai),腐蝕(shi)電流(liu)強(qiang)度(du)較(jiao)大,因而腐蝕(shi)速度(du)較(jiao)快(kuai);二是(shi)(shi)相(xiang)對(dui)穩定狀態(tai)(tai),即金(jin)屬處(chu)于(yu)可以鈍(dun)化(hua)也可以活(huo)化(hua)狀態(tai)(tai);三是(shi)(shi)鈍(dun)化(hua)穩定狀態(tai)(tai),金(jin)屬只(zhi)處(chu)于(yu)鈍(dun)化(hua)狀態(tai)(tai),而且是(shi)(shi)穩定的,能(neng)夠自動鈍(dun)化(hua),只(zhi)有(you)(you)很小的腐蝕(shi)電流(liu),腐蝕(shi)速度(du)很小;四是(shi)(shi)過鈍(dun)化(hua)狀態(tai)(tai),當金(jin)屬處(chu)于(yu)過鈍(dun)化(hua)狀態(tai)(tai)時(shi)有(you)(you)較(jiao)高(gao)的腐蝕(shi)電流(liu),不銹鋼也是(shi)(shi)如此。
為了提高(gao)不銹鋼(gang)的耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)能,一般(ban)希(xi)望:不銹鋼(gang)易(yi)處于鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態,也就是可以(yi)自(zi)動(dong)鈍(dun)(dun)化(hua);不銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)化(hua)后腐(fu)蝕(shi)電流密度要(yao)很低(di);不銹鋼(gang)鈍(dun)(dun)化(hua)狀(zhuang)態的(腐(fu)蝕(shi))電位范圍要(yao)寬(kuan)。
上述三點分別指出了不銹鋼獲得(de)鈍化(hua)的(de)必要(yao)條件、鈍化(hua)狀態(tai)的(de)腐蝕速度和鈍化(hua)狀態(tai)的(de)相對穩定性。
不(bu)(bu)銹鋼(gang)只有處在鈍(dun)化(hua)狀態方能耐(nai)腐(fu)蝕,這時鈍(dun)化(hua)狀態腐(fu)蝕電流最(zui)小,腐(fu)蝕速度最(zui)慢,其他三(san)種狀態下不(bu)(bu)銹鋼(gang)都(dou)是不(bu)(bu)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)。由此可見(jian),不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)“不(bu)(bu)銹”是相對的(de),只是在鈍(dun)化(hua)狀態下,腐(fu)蝕速度比(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(zai)中性的(de)水溶(rong)液(ye)或硝酸中,不銹鋼的(de)鈍化(hua)(hua)薄膜非(fei)常穩定(ding)。即使是由于(yu)(yu)劃傷(shang)或破(po)損等原(yuan)因,使一部(bu)分薄膜被破(po)壞了,它還具有立(li)即再生和恢復的(de)功能(neng)。前面談到的(de)環境氧(yang)化(hua)(hua)作(zuo)用是指從金屬原(yuan)子(zi)中釋放電(dian)子(zi)的(de)反(fan)應(ying),如(ru)果人(ren)為(wei)地(di)借助于(yu)(yu)外部(bu)電(dian)源,將(jiang)“試(shi)驗金屬”置(zhi)于(yu)(yu)“試(shi)驗溶(rong)液(ye)”中作(zuo)為(wei)電(dian)解陽極并(bing)通電(dian)流,此時就能(neng)求出電(dian)位(氧(yang)化(hua)(hua)力)與電(dian)流(腐蝕(shi)速(su)度(du))的(de)相關曲(qu)線(xian)(xian)和環境的(de)氧(yang)化(hua)(hua)力強度(du)。這個曲(qu)線(xian)(xian)稱為(wei)陽極分極曲(qu)線(xian)(xian),如(ru)圖(tu)1-5所(suo)示。
由圖1-5可以(yi)看出,隨(sui)著電(dian)(dian)位(wei)(wei)的升(sheng)高,先是陽(yang)極氧(yang)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(溶解(jie)反(fan)應)呈增強趨勢;接下來是“活化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)”電(dian)(dian)位(wei)(wei)區的電(dian)(dian)流(liu)增加;然后(hou)是不依(yi)賴于(yu)電(dian)(dian)位(wei)(wei)增加顯示小電(dian)(dian)流(liu)的“鈍化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)”電(dian)(dian)位(wei)(wei)區;最后(hou)再次出現(xian)隨(sui)著電(dian)(dian)位(wei)(wei)的增加的“過鈍化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)”電(dian)(dian)位(wei)(wei)區。這里的腐(fu)蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)Ecorr是成為(wei)陽(yang)極電(dian)(dian)流(liu)和(he)陰(yin)極電(dian)(dian)流(liu)相等條(tiao)件(jian)的電(dian)(dian)位(wei)(wei)。
增(zeng)加(jia)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)鉻含量(liang),則(ze)陽(yang)(yang)極分(fen)極曲線的(de)(de)(de)(de)變化如圖1-6所示。因(yin)鉻的(de)(de)(de)(de)含量(liang)增(zeng)加(jia),最大陽(yang)(yang)極溶(rong)解電流(liu)及(ji)靜(jing)態(tai)區的(de)(de)(de)(de)陽(yang)(yang)極電流(liu)趨向(xiang)于減少。不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)鉻(Cr)含量(liang)在12%以(yi)上時,不銹鋼(gang)易于從活性狀態(tai)向(xiang)鈍化狀態(tai)轉移而呈現穩定的(de)(de)(de)(de)鈍化狀態(tai)。


