合(he)金(jin)(jin),從(cong)外表看,是一座五顏六色的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)“大(da)(da)廈”,因為(wei)砌(qi)(qi)成“大(da)(da)廈”的(de)(de)“磚”是各(ge)(ge)色各(ge)(ge)樣的(de)(de)。更重要的(de)(de)是,各(ge)(ge)色各(ge)(ge)樣的(de)(de)“磚”,砌(qi)(qi)到“大(da)(da)廈”上以后,把它們(men)的(de)(de)特性也帶進“大(da)(da)廈”里(li),能夠顯著地改(gai)變金(jin)(jin)屬(shu)(shu)“大(da)(da)廈”的(de)(de)結構和性能:砌(qi)(qi)上“耐火磚”-鎢,金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)“大(da)(da)廈”就不怕烈火燒;砌(qi)(qi)上“耐酸磚”-鉻,“金(jin)(jin)屬(shu)(shu)大(da)(da)廈”就不怕酸腐蝕。
把(ba)金(jin)(jin)屬制(zhi)成合(he)(he)金(jin)(jin),有時簡直(zhi)會(hui)變個(ge)樣兒,就(jiu)像因缺(que)乏某種(zhong)(zhong)維生(sheng)素(su)而弱不(bu)經(jing)風(feng)的人,只(zhi)要體內(nei)補(bu)充(chong)了這(zhe)種(zhong)(zhong)維生(sheng)素(su),很(hen)快(kuai)就(jiu)會(hui)身(shen)強體壯起(qi)來。為了防(fang)止金(jin)(jin)屬的腐蝕衰亡,我們也(ye)可根據(ju)需要“對(dui)癥(zheng)下藥(yao)”,給金(jin)(jin)屬“注射(she)”上某些合(he)(he)金(jin)(jin)元素(su),以(yi)增強抵抗腐蝕的能力,這(zhe)就(jiu)是合(he)(he)金(jin)(jin)法。
前面介(jie)紹的(de)各種防腐(fu)方法(fa),都是著(zhu)眼于改(gai)變(bian)金(jin)屬(shu)所處的(de)環境,使(shi)金(jin)屬(shu)不(bu)具備生(sheng)銹的(de)條件,即從外因上避免或減緩(huan)了金(jin)屬(shu)的(de)腐(fu)蝕。而合金(jin)法(fa)是從內因上考慮,改(gai)變(bian)金(jin)屬(shu)制(zhi)品(pin)本身的(de)組成和結構,提高金(jin)屬(shu)的(de)素質,使(shi)它能“拒腐(fu)蝕、永(yong)不(bu)變(bian)”。
要使(shi)合金(jin)的(de)抗腐蝕性能(neng)增強,通常是向合金(jin)中加(jia)入比較穩定的(de)金(jin)屬(shu)(shu)(例(li)如向銅中加(jia)入金(jin)),或(huo)加(jia)入較易(yi)鈍化的(de)金(jin)屬(shu)(shu)(例(li)如向鋼鐵中加(jia)入鉻),以(yi)及加(jia)入能(neng)改變(bian)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)結(jie)構和性能(neng)的(de)其他金(jin)屬(shu)(shu)或(huo)非金(jin)屬(shu)(shu)等。
合金(jin)中加入(ru)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定(ding)金(jin)屬(shu)能耐(nai)(nai)腐蝕(shi),是(shi)因(yin)為(wei)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定(ding)金(jin)屬(shu)均(jun)勻分(fen)布在合金(jin)中,當合金(jin)表(biao)面(mian)不穩(wen)(wen)(wen)(wen)定(ding)金(jin)屬(shu)被腐蝕(shi)破壞后(hou),剩(sheng)下(xia)的(de)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定(ding)金(jin)屬(shu)暴露出來,在合金(jin)表(biao)面(mian)形成了一種(zhong)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定(ding)金(jin)屬(shu)層,保護了內部金(jin)屬(shu)不被腐蝕(shi)。所以穩(wen)(wen)(wen)(wen)定(ding)金(jin)屬(shu)的(de)含量(liang)越高,合金(jin)的(de)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)性能就越好。在氯堿(jian)廠里,常(chang)用鑄(zhu)鐵(tie)鍋熬制燒堿(jian),熱的(de)燒堿(jian)對鑄(zhu)鐵(tie)的(de)腐蝕(shi)很(hen)厲害,如果使用含有少量(liang)鎳的(de)鑄(zhu)鐵(tie)鍋,熬堿(jian)鍋的(de)使用壽命就可大大延長,因(yin)為(wei)鎳是(shi)耐(nai)(nai)燒堿(jian)腐蝕(shi)的(de)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定(ding)金(jin)屬(shu)。
合(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)加入易鈍(dun)化(hua)(hua)金(jin)(jin)(jin)屬能耐腐蝕,是(shi)因(yin)為加入的金(jin)(jin)(jin)屬可使合(he)金(jin)(jin)(jin)表面形成一層牢固(gu)而致密(mi)的保(bao)護(hu)膜(mo),這(zhe)種(zhong)保(bao)護(hu)膜(mo)可以是(shi)易鈍(dun)化(hua)(hua)金(jin)(jin)(jin)屬的氧化(hua)(hua)物,也可能是(shi)合(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)幾種(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬的混(hun)和氧化(hua)(hua)物。例如(ru),一些(xie)耐酸器(qi)皿(min)常用硅鐵(含硅14%~17%)制造(zao)。
硅(gui)鐵受(shou)到某些酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong),表面(mian)能(neng)(neng)形(xing)成(cheng)一層堅固的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)二氧化(hua)(hua)(hua)硅(gui)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)(mo),如果(guo)受(shou)到機械(xie)作用(yong)(yong)如碰撞、摩擦,保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)(mo)被(bei)破(po)壞(huai),在(zai)(zai)酸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)下又會很快(kuai)再長出來(lai)(lai),所(suo)以(yi)硅(gui)鐵器皿能(neng)(neng)耐(nai)酸腐(fu)蝕(shi)(shi)。黃銅(tong)(tong)(tong)是銅(tong)(tong)(tong)和鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金,鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入(ru)(ru)使銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)增加。當黃銅(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)鋅(xin)含(han)量(liang)在(zai)(zai)15%以(yi)下時(shi),表面(mian)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)銅(tong)(tong)(tong)和鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)都有。當鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)在(zai)(zai)20%以(yi)上時(shi),表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)(mo)幾乎全是氧化(hua)(hua)(hua)鋅(xin),因(yin)為(wei)鋅(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)較(jiao)高(gao),即使能(neng)(neng)生(sheng)(sheng)成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)銅(tong)(tong)(tong),其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)也會被(bei)鋅(xin)還原出來(lai)(lai),而再變成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)鋅(xin)。如果(guo)黃銅(tong)(tong)(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)再加入(ru)(ru)少量(liang)鋁(lv),在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)就更(geng)好。高(gao)鉻(ge)(ge)鑄鐵(含(han)鉻(ge)(ge)25%~36%)在(zai)(zai)與(yu)氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)物(wu)(wu)質接觸(chu)時(shi),具有很好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing),因(yin)為(wei)在(zai)(zai)合(he)金表面(mian)上,形(xing)成(cheng)了穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)(mo)。當合(he)金中(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)一定(ding)時(shi),它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)隨(sui)合(he)金中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)碳(tan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加而降低,因(yin)為(wei)碳(tan)能(neng)(neng)與(yu)鉻(ge)(ge)生(sheng)(sheng)成(cheng)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu),消耗了一些鉻(ge)(ge),使合(he)金表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)大為(wei)減少。所(suo)以(yi),一般含(han)鉻(ge)(ge)鑄鐵(鑄鐵中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)碳(tan)多)比(bi)含(han)鉻(ge)(ge)量(liang)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)碳(tan)少)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)差(cha)。常(chang)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang),光亮(liang)美觀不(bu)(bu)易生(sheng)(sheng)銹,主要就是由于鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)有12%以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge),表面(mian)形(xing)成(cheng)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣故(gu)。
但是,不(bu)銹(xiu)鋼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。
鈍(dun)性(xing)的(de)爭論(lun):不(bu)銹(xiu)鋼的(de)良好耐腐蝕性(xing)是基于其可鈍(dun)化(hua)(hua)性(xing)。金屬(shu)由于鈍(dun)化(hua)(hua)所導致的(de)狀態,稱(cheng)為鈍(dun)態或鈍(dun)性(xing)。關(guan)于鈍(dun)性(xing)曾提出多種(zhong)不(bu)同假(jia)說,主要(yao)有氧(yang)化(hua)(hua)物膜理(li)論(lun)、吸附理(li)論(lun)、化(hua)(hua)合價(jia)理(li)論(lun)和(he)反(fan)應速(su)度(du)理(li)論(lun)。1913年以來已召開了(le)多次國際鈍(dun)性(xing)會議,但關(guan)于鈍(dun)性(xing)的(de)本質至今仍(reng)未(wei)最終(zhong)闡明(ming),甚(shen)至就其確切的(de)定義(yi)亦未(wei)取得一致意見。目前多數學者支(zhi)持氧(yang)化(hua)(hua)膜理(li)論(lun)。