不銹鋼的極化曲線,見圖1-5。圖1-5描述了不銹(xiu)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)。


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  金屬或合(he)金在不同條(tiao)件下(xia),其(qi)電(dian)化學腐(fu)(fu)蝕(shi)有四種狀(zhuang)態(tai):一是活化狀(zhuang)態(tai),腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流強度(du)(du)較(jiao)大,因(yin)而(er)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)較(jiao)快(kuai);二(er)是相(xiang)對穩定(ding)狀(zhuang)態(tai),即金屬處(chu)(chu)于(yu)可以(yi)鈍(dun)(dun)化也可以(yi)活化狀(zhuang)態(tai);三是鈍(dun)(dun)化穩定(ding)狀(zhuang)態(tai),金屬只處(chu)(chu)于(yu)鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)態(tai),而(er)且(qie)是穩定(ding)的,能夠自動鈍(dun)(dun)化,只有很小的腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流,腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)(du)很小;四是過鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)態(tai),當金屬處(chu)(chu)于(yu)過鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)態(tai)時(shi)有較(jiao)高的腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流,不銹鋼也是如此。


  為了提高(gao)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的耐腐蝕(shi)性能(neng),一般希望:不(bu)(bu)銹(xiu)鋼易處于鈍(dun)化(hua)狀態,也就是可以自動鈍(dun)化(hua);不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鈍(dun)化(hua)后腐蝕(shi)電流(liu)密度要(yao)很低;不(bu)(bu)銹(xiu)鋼鈍(dun)化(hua)狀態的(腐蝕(shi))電位(wei)范圍要(yao)寬。


  上述三點分(fen)別指出(chu)了(le)不銹鋼獲(huo)得鈍化的(de)必(bi)要(yao)條件、鈍化狀(zhuang)態的(de)腐蝕速度和鈍化狀(zhuang)態的(de)相對穩定性。


  不(bu)銹鋼只有處在鈍化狀態(tai)方能耐腐(fu)蝕,這時鈍化狀態(tai)腐(fu)蝕電流最小,腐(fu)蝕速度最慢,其他三種狀態(tai)下不(bu)銹鋼都是(shi)不(bu)耐腐(fu)蝕的(de)。由此可見(jian),不(bu)銹鋼的(de)“不(bu)銹”是(shi)相對的(de),只是(shi)在鈍化狀態(tai)下,腐(fu)蝕速度比較慢。


  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。


  在中性的(de)(de)(de)(de)(de)水溶液或(huo)硝酸中,不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)鈍化(hua)(hua)薄(bo)(bo)膜非(fei)常穩定(ding)。即使是由(you)于(yu)劃傷(shang)或(huo)破(po)損等原(yuan)因,使一部分薄(bo)(bo)膜被破(po)壞了,它還具有立即再生和恢復的(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)。前面談到的(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)作用是指從金(jin)(jin)屬(shu)原(yuan)子中釋放電(dian)子的(de)(de)(de)(de)(de)反應,如果人為地借助于(yu)外部電(dian)源,將(jiang)“試(shi)驗金(jin)(jin)屬(shu)”置(zhi)于(yu)“試(shi)驗溶液”中作為電(dian)解陽極并(bing)通電(dian)流,此時就能(neng)求出電(dian)位(氧(yang)(yang)化(hua)(hua)力)與電(dian)流(腐蝕速度)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)關曲線(xian)和環境(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)力強度。這個曲線(xian)稱為陽極分極曲線(xian),如圖(tu)1-5所示。


  由(you)圖1-5可以看出(chu),隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)的(de)(de)(de)升高,先(xian)是陽極(ji)氧化反應(溶解(jie)反應)呈增強(qiang)趨(qu)勢;接下來是“活(huo)化狀(zhuang)(zhuang)態”電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)區(qu)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流增加;然(ran)后是不(bu)依賴于電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)增加顯示小電(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)“鈍化狀(zhuang)(zhuang)態”電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)區(qu);最后再次出(chu)現隨(sui)著電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)的(de)(de)(de)增加的(de)(de)(de)“過(guo)鈍化狀(zhuang)(zhuang)態”電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)區(qu)。這(zhe)里的(de)(de)(de)腐蝕電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)Ecorr是成(cheng)為陽極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流和陰極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)流相(xiang)等條件的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)。


  增加鋼的(de)鉻含量(liang),則陽極分極曲線的(de)變化如圖1-6所示。因鉻的(de)含量(liang)增加,最大陽極溶解電流及靜態區的(de)陽極電流趨向于減少。不(bu)銹(xiu)鋼的(de)鉻(Cr)含量(liang)在12%以上時(shi),不(bu)銹(xiu)鋼易(yi)于從活(huo)性狀態向鈍化狀態轉(zhuan)移而呈(cheng)現穩定的(de)鈍化狀態。


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