1. 環(huan)境(jing)與鈍化


  一般(ban)來說,環境的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)高時(shi)容易引(yin)起金屬腐蝕,可是(shi)有某(mou)種(zhong)金屬其環境的氧(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)達(da)到某(mou)種(zhong)強度(du)(du)時(shi),反而不會引(yin)起腐蝕。例如(ru),鐵對硝(xiao)酸(suan)來講,隨著硝(xiao)酸(suan)濃度(du)(du)的增加,氧(yang)(yang)(yang)化(hua)性(xing)升高,相應(ying)地(di)應(ying)該加快(kuai)了(le)腐蝕的進度(du)(du),但是(shi)當濃度(du)(du)達(da)到65%時(shi),反而不腐蝕了(le)。這是(shi)因(yin)為此時(shi)作為強氧(yang)(yang)(yang)化(hua)劑(ji)的硝(xiao)酸(suan),在鐵表面(mian)形(xing)成(cheng)了(le)一層(ceng)惰性(xing)薄膜(mo)的緣故,這層(ceng)膜(mo)稱為鈍(dun)化(hua)膜(mo);這種(zhong)狀態(tai)稱為“該種(zhong)金屬已鈍(dun)化(hua)”。


  容易(yi)(yi)形(xing)成(cheng)鈍化的(de)(de)性(xing)質,是(shi)(shi)(shi)金屬原本所具有的(de)(de)。實際上能否形(xing)成(cheng)鈍化,則是(shi)(shi)(shi)依環境情況而變化的(de)(de)。易(yi)(yi)于形(xing)成(cheng)鈍化的(de)(de)金屬除Fe、Ni、Cr及(ji)其合(he)金之外(wai),還有Mo、Ti、Zr等。因為不(bu)銹鋼是(shi)(shi)(shi)鐵(Fe)和(he)鉻(Cr)或是(shi)(shi)(shi)鐵(Fe)、鉻(Cr)和(he)鎳(Ni)的(de)(de)合(he)金,其鈍化薄膜是(shi)(shi)(shi)極易(yi)(yi)成(cheng)形(xing)的(de)(de),而且是(shi)(shi)(shi)更(geng)加穩定而堅固的(de)(de)物質,因此該合(he)金具有優越的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)。


  圖(tu)1-4是鐵(tie)-鉻(ge)合金在大氣中,經歷(li)10年的時間,在工廠地(di)區(qu)環(huan)境的腐蝕程(cheng)度與鉻(ge)(Cr)的含有量的關(guan)系圖(tu)。


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2. 不銹鋼鈍化


  有(you)(you)時(shi)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)在發(fa)生(sheng)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)時(shi),會(hui)產生(sheng)具(ju)有(you)(you)黏稠性且極易附著的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物,這(zhe)種具(ju)有(you)(you)黏稠性且極易附著的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物,附著在金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)表面,能夠起(qi)到保護材(cai)料(liao)(liao)免受進一步腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),這(zhe)種作(zuo)用(yong)就(jiu)是(shi)鈍化作(zuo)用(yong)。這(zhe)些(xie)被(bei)鈍化的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)在特定的(de)(de)(de)(de)環境中腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度非常(chang)小(xiao),而(er)在其他環境中卻(que)有(you)(you)可能產生(sheng)相(xiang)當嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),這(zhe)種現象稱為鈍化。例如(ru),從(cong)電動(dong)序(xu)來看,鋁(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度應該(gai)是(shi)較高(gao)的(de)(de)(de)(de),然而(er)實際上(shang),鋁(lv)(lv)在除鹵化物外的(de)(de)(de)(de)多數介質里具(ju)有(you)(you)較強的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能力(li)。鎳(nie)、鈦、鋯(gao)、鉻和(he)不銹鋼等材(cai)料(liao)(liao),都(dou)是(shi)因為可自鈍化而(er)具(ju)備了耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)能力(li)。


  鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態金屬的(de)耐腐蝕(shi)性取決于(yu)鉻含(han)量(liang)、環境中(zhong)的(de)氯化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)和氧(yang)含(han)量(liang)以(yi)及(ji)溫度。在特定的(de)條件下達(da)到鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態,取決于(yu)各(ge)種鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)因素(su)的(de)相對(dui)值能否超(chao)過其阻礙(ai)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)因素(su)。例如,高的(de)鉻含(han)量(liang)有利于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),低的(de)溫度有利于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),含(han)有去鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)離子的(de)氯化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)阻礙(ai)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),而氧(yang)有利于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)。由于(yu)不銹(xiu)鋼含(han)有足(zu)夠多的(de)Cr、Ni、Mo等元素(su),而Cr、Ni、Mo是形成鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)膜主要元素(su),所(suo)以(yi)不銹(xiu)鋼具有耐腐蝕(shi)性。


  盡管在特定的(de)環境下(xia),鈍化(hua)(hua)狀態材料腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)非常小,但在其他情況下(xia)可能腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)(shi)相當(dang)嚴重(zhong)的(de)。相反(fan),通常顯示鈍化(hua)(hua)狀態的(de)合金在非鈍化(hua)(hua)狀態下(xia),常常是(shi)(shi)非常活(huo)潑的(de)。某些元素(su)可以擊穿鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo),造成(cheng)鈍化(hua)(hua)膜(mo)(mo)不連續處的(de)金屬被腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。例(li)如(ru),氯離子破(po)壞鋁、鐵以及不銹鋼的(de)鈍化(hua)(hua),造成(cheng)點腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。因此(ci),使用鈍化(hua)(hua)狀態金屬的(de)用戶應特別注意點腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、應力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)開裂、敏(min)化(hua)(hua)以及貧氧腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)等。


3. 鈍化薄膜破(po)壞(huai)


  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。