合金,從(cong)外表看(kan),是(shi)一座五顏六色(se)的(de)金屬(shu)(shu)“大(da)廈(sha)(sha)”,因為(wei)砌(qi)(qi)成(cheng)“大(da)廈(sha)(sha)”的(de)“磚”是(shi)各(ge)(ge)色(se)各(ge)(ge)樣的(de)。更(geng)重要的(de)是(shi),各(ge)(ge)色(se)各(ge)(ge)樣的(de)“磚”,砌(qi)(qi)到“大(da)廈(sha)(sha)”上(shang)以后(hou),把(ba)它們的(de)特性也帶進“大(da)廈(sha)(sha)”里,能夠顯(xian)著地(di)改變金屬(shu)(shu)“大(da)廈(sha)(sha)”的(de)結構和性能:砌(qi)(qi)上(shang)“耐(nai)火(huo)磚”-鎢,金屬(shu)(shu)的(de)“大(da)廈(sha)(sha)”就(jiu)不怕(pa)烈火(huo)燒;砌(qi)(qi)上(shang)“耐(nai)酸磚”-鉻,“金屬(shu)(shu)大(da)廈(sha)(sha)”就(jiu)不怕(pa)酸腐蝕。


 把金(jin)屬(shu)制成(cheng)合金(jin),有時簡直會變個樣兒,就像(xiang)因缺乏某種維生(sheng)素而弱不(bu)經(jing)風的(de)(de)人,只要體(ti)內補充(chong)了(le)這種維生(sheng)素,很(hen)快就會身(shen)強(qiang)體(ti)壯起來。為了(le)防止金(jin)屬(shu)的(de)(de)腐蝕(shi)衰亡,我們也可根(gen)據(ju)需要“對癥下(xia)藥”,給金(jin)屬(shu)“注射(she)”上(shang)某些合金(jin)元(yuan)素,以增強(qiang)抵抗腐蝕(shi)的(de)(de)能力,這就是合金(jin)法。


  前(qian)面(mian)介紹的(de)各種防(fang)腐(fu)方法(fa),都是著眼于改變金(jin)屬(shu)(shu)所(suo)處(chu)的(de)環境,使金(jin)屬(shu)(shu)不具備(bei)生銹的(de)條件,即從外因上(shang)避(bi)免或減緩(huan)了金(jin)屬(shu)(shu)的(de)腐(fu)蝕。而(er)合金(jin)法(fa)是從內因上(shang)考慮(lv),改變金(jin)屬(shu)(shu)制品本(ben)身的(de)組成和結(jie)構,提高金(jin)屬(shu)(shu)的(de)素質,使它能“拒腐(fu)蝕、永(yong)不變”。


鎢礦石.jpg  硅鐵.jpg


  要使合(he)金(jin)的抗(kang)腐蝕性(xing)能(neng)增(zeng)強,通常是向(xiang)合(he)金(jin)中加入(ru)比較穩定的金(jin)屬(例如向(xiang)銅(tong)中加入(ru)金(jin)),或加入(ru)較易(yi)鈍化(hua)的金(jin)屬(例如向(xiang)鋼(gang)鐵中加入(ru)鉻),以及加入(ru)能(neng)改變(bian)金(jin)屬的結(jie)構和性(xing)能(neng)的其他金(jin)屬或非金(jin)屬等。


  合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中加入(ru)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)能耐腐(fu)蝕,是因為(wei)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)均(jun)勻(yun)分布在(zai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中,當合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)表(biao)面(mian)不(bu)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)被(bei)腐(fu)蝕破壞后,剩下的(de)(de)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)暴(bao)露出來,在(zai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)表(biao)面(mian)形成(cheng)了(le)一種(zhong)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)層,保護了(le)內部金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)不(bu)被(bei)腐(fu)蝕。所以穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)含量(liang)越(yue)高,合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)耐腐(fu)蝕性能就越(yue)好。在(zai)氯(lv)堿(jian)廠里,常用鑄(zhu)鐵鍋(guo)熬(ao)制燒堿(jian),熱的(de)(de)燒堿(jian)對鑄(zhu)鐵的(de)(de)腐(fu)蝕很厲害(hai),如(ru)果(guo)使用含有少量(liang)鎳的(de)(de)鑄(zhu)鐵鍋(guo),熬(ao)堿(jian)鍋(guo)的(de)(de)使用壽(shou)命(ming)就可(ke)大大延(yan)長,因為(wei)鎳是耐燒堿(jian)腐(fu)蝕的(de)(de)穩(wen)定(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)。


  合金(jin)(jin)中加(jia)入易鈍化金(jin)(jin)屬能耐腐蝕(shi),是因為加(jia)入的金(jin)(jin)屬可使合金(jin)(jin)表面形成一(yi)層牢(lao)固而致密的保護膜(mo),這種保護膜(mo)可以(yi)是易鈍化金(jin)(jin)屬的氧化物(wu),也可能是合金(jin)(jin)中幾(ji)種金(jin)(jin)屬的混(hun)和氧化物(wu)。例如,一(yi)些耐酸器皿常用硅(gui)鐵(含硅(gui)14%~17%)制造。


  硅鐵(tie)(tie)受到某些酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong),表(biao)面(mian)能(neng)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)層堅(jian)固的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)硅保(bao)(bao)(bao)(bao)護膜(mo),如果受到機械作用(yong)(yong)如碰撞(zhuang)、摩擦(ca),保(bao)(bao)(bao)(bao)護膜(mo)被(bei)破壞,在(zai)酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)下又會很快再長出來,所以硅鐵(tie)(tie)器皿能(neng)耐酸腐(fu)蝕。黃銅(tong)(tong)是銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin),鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入(ru)使(shi)(shi)銅(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性增(zeng)加。當黃銅(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)含(han)量(liang)在(zai)15%以下時(shi),表(biao)面(mian)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)(bao)護膜(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物都有。當鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)在(zai)20%以上(shang)時(shi),表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)(bao)(bao)護膜(mo)幾乎全是氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋅(xin)(xin)(xin)(xin),因(yin)為鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)較高(gao)(gao)(gao),即使(shi)(shi)能(neng)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)銅(tong)(tong),其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)也會被(bei)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)還原出來,而再變成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)。如果黃銅(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)再加入(ru)少量(liang)鋁,在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性就更好。高(gao)(gao)(gao)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(含(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)25%~36%)在(zai)與氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性物質(zhi)接(jie)觸時(shi),具有很好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕穩(wen)定(ding)性,因(yin)為在(zai)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)表(biao)面(mian)上(shang),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)了穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物保(bao)(bao)(bao)(bao)護膜(mo)。當合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)一(yi)定(ding)時(shi),它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性隨(sui)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)碳量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加而降低,因(yin)為碳能(neng)與鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)生(sheng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳化(hua)(hua)物,消(xiao)耗了一(yi)些鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge),使(shi)(shi)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物膜(mo)大為減少。所以,一(yi)般含(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)碳多)比含(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)量(liang)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)碳少)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕穩(wen)定(ding)性差(cha)。常(chang)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang),光亮美觀(guan)不(bu)易生(sheng)銹,主要就是由于(yu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有12%以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge),表(biao)面(mian)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物保(bao)(bao)(bao)(bao)護膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣故。


  但是,不銹(xiu)鋼(gang)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。


合金獎杯.jpg  國際鈍性會議.jpg


  鈍(dun)(dun)性(xing)的(de)爭論:不(bu)銹鋼的(de)良(liang)好耐腐(fu)蝕性(xing)是基(ji)于其(qi)可鈍(dun)(dun)化(hua)性(xing)。金(jin)屬由于鈍(dun)(dun)化(hua)所導致(zhi)的(de)狀(zhuang)態(tai),稱為(wei)鈍(dun)(dun)態(tai)或鈍(dun)(dun)性(xing)。關于鈍(dun)(dun)性(xing)曾提出多(duo)(duo)種不(bu)同假(jia)說,主要有氧(yang)化(hua)物膜理(li)論、吸附理(li)論、化(hua)合價理(li)論和反(fan)應速度理(li)論。1913年以來已(yi)召開了(le)多(duo)(duo)次國際鈍(dun)(dun)性(xing)會議,但關于鈍(dun)(dun)性(xing)的(de)本(ben)質至今仍(reng)未最終(zhong)闡明,甚至就其(qi)確(que)切(qie)的(de)定義(yi)亦未取得一致(zhi)意見(jian)。目前多(duo)(duo)數學者支持氧(yang)化(hua)膜理(li)論。