合金(jin)(jin)(jin),從(cong)外表看,是(shi)一座(zuo)五顏六色(se)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)“大廈(sha)”,因為砌(qi)成“大廈(sha)”的(de)“磚”是(shi)各(ge)(ge)色(se)各(ge)(ge)樣的(de)。更重(zhong)要的(de)是(shi),各(ge)(ge)色(se)各(ge)(ge)樣的(de)“磚”,砌(qi)到“大廈(sha)”上以后,把(ba)它們的(de)特性也帶進(jin)“大廈(sha)”里,能夠顯(xian)著地改變(bian)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)“大廈(sha)”的(de)結構和(he)性能:砌(qi)上“耐火磚”-鎢,金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)“大廈(sha)”就不怕(pa)烈火燒;砌(qi)上“耐酸磚”-鉻,“金(jin)(jin)(jin)屬(shu)大廈(sha)”就不怕(pa)酸腐蝕(shi)。
把金(jin)(jin)屬(shu)制成合(he)(he)金(jin)(jin),有時(shi)簡直會變個樣兒,就(jiu)像因(yin)缺(que)乏(fa)某種維生素(su)而弱不經(jing)風的(de)人,只要體(ti)內(nei)補充了這種維生素(su),很快就(jiu)會身強體(ti)壯起來(lai)。為了防止(zhi)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)腐(fu)蝕衰亡,我們(men)也(ye)可根據需要“對癥下藥”,給金(jin)(jin)屬(shu)“注射(she)”上某些合(he)(he)金(jin)(jin)元素(su),以(yi)增(zeng)強抵抗腐(fu)蝕的(de)能力(li),這就(jiu)是(shi)合(he)(he)金(jin)(jin)法(fa)。
前面(mian)介紹的(de)(de)各種防腐(fu)(fu)方法(fa),都是著眼于改變(bian)金(jin)屬所處的(de)(de)環境,使金(jin)屬不(bu)具備生銹的(de)(de)條件(jian),即從外因(yin)上避免或減緩了(le)金(jin)屬的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)。而合(he)金(jin)法(fa)是從內因(yin)上考慮(lv),改變(bian)金(jin)屬制品(pin)本身(shen)的(de)(de)組成和結(jie)構,提高金(jin)屬的(de)(de)素質,使它能“拒腐(fu)(fu)蝕(shi)、永不(bu)變(bian)”。
要使合金(jin)(jin)的(de)(de)抗腐蝕性能增(zeng)強(qiang),通常是向合金(jin)(jin)中加(jia)(jia)入(ru)比(bi)較穩定的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(例如向銅中加(jia)(jia)入(ru)金(jin)(jin)),或加(jia)(jia)入(ru)較易鈍化的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(例如向鋼鐵中加(jia)(jia)入(ru)鉻),以(yi)及加(jia)(jia)入(ru)能改變金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)結構和性能的(de)(de)其他金(jin)(jin)屬(shu)(shu)或非金(jin)(jin)屬(shu)(shu)等。
合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)加入穩定金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)能(neng)耐腐(fu)(fu)蝕(shi),是因為穩定金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)均勻(yun)分布在合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong),當合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)表面(mian)(mian)不穩定金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)被(bei)腐(fu)(fu)蝕(shi)破壞后,剩下的(de)(de)(de)穩定金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)暴露出來,在合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)表面(mian)(mian)形成(cheng)了一種穩定金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)層(ceng),保(bao)護了內部金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)不被(bei)腐(fu)(fu)蝕(shi)。所以穩定金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)含量(liang)越(yue)(yue)高,合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)耐腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)就越(yue)(yue)好。在氯(lv)堿(jian)廠里,常用(yong)(yong)鑄鐵(tie)鍋(guo)熬制(zhi)燒(shao)堿(jian),熱的(de)(de)(de)燒(shao)堿(jian)對(dui)鑄鐵(tie)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)很(hen)厲害,如果使用(yong)(yong)含有少(shao)量(liang)鎳的(de)(de)(de)鑄鐵(tie)鍋(guo),熬堿(jian)鍋(guo)的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)壽命就可大(da)大(da)延長,因為鎳是耐燒(shao)堿(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)穩定金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)。
合金(jin)中加(jia)(jia)入易(yi)鈍化金(jin)屬(shu)能(neng)(neng)耐腐蝕,是因為(wei)加(jia)(jia)入的金(jin)屬(shu)可(ke)使合金(jin)表(biao)面(mian)形成一層牢(lao)固而(er)致密的保(bao)護(hu)膜,這種保(bao)護(hu)膜可(ke)以是易(yi)鈍化金(jin)屬(shu)的氧(yang)化物(wu),也可(ke)能(neng)(neng)是合金(jin)中幾種金(jin)屬(shu)的混和氧(yang)化物(wu)。例如,一些(xie)耐酸器皿(min)常用硅鐵(含硅14%~17%)制造。
硅(gui)鐵受到(dao)某些(xie)酸的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong),表(biao)面能形成一(yi)(yi)層堅固(gu)的(de)(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)硅(gui)保(bao)護(hu)(hu)膜,如(ru)果(guo)受到(dao)機械(xie)作(zuo)用(yong)如(ru)碰(peng)撞、摩擦,保(bao)護(hu)(hu)膜被破壞,在(zai)酸的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia)又會很快再長出來,所以硅(gui)鐵器皿能耐(nai)酸腐(fu)(fu)蝕。黃(huang)銅是銅和鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)合(he)金,鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)加入使銅的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性增(zeng)加。當(dang)黃(huang)銅中(zhong)鋅(xin)(xin)含(han)(han)量(liang)在(zai)15%以下(xia)時(shi),表(biao)面形成的(de)(de)(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)膜中(zhong)銅和鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物都有。當(dang)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)在(zai)20%以上時(shi),表(biao)面的(de)(de)(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)膜幾乎全是氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)(xin),因為(wei)(wei)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)較(jiao)高,即使能生成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)銅,其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)銅也(ye)會被鋅(xin)(xin)還原出來,而再變(bian)成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鋅(xin)(xin)。如(ru)果(guo)黃(huang)銅中(zhong)再加入少量(liang)鋁,在(zai)高溫下(xia)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性就(jiu)更好。高鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(含(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)25%~36%)在(zai)與氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)性物質接觸時(shi),具有很好的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性,因為(wei)(wei)在(zai)合(he)金表(biao)面上,形成了穩(wen)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物保(bao)護(hu)(hu)膜。當(dang)合(he)金中(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)一(yi)(yi)定(ding)(ding)(ding)時(shi),它的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性隨合(he)金中(zhong)含(han)(han)碳(tan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加而降低,因為(wei)(wei)碳(tan)能與鉻(ge)(ge)(ge)(ge)生成鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物,消耗了一(yi)(yi)些(xie)鉻(ge)(ge)(ge)(ge),使合(he)金表(biao)面的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)形成的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物膜大為(wei)(wei)減少。所以,一(yi)(yi)般含(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(鑄(zhu)鐵中(zhong)含(han)(han)碳(tan)多(duo))比含(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)量(liang)相同的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(鋼(gang)(gang)中(zhong)含(han)(han)碳(tan)少)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕穩(wen)定(ding)(ding)(ding)性差(cha)。常見的(de)(de)(de)(de)不銹鋼(gang)(gang),光亮美觀不易生銹,主要就(jiu)是由于鋼(gang)(gang)中(zhong)含(han)(han)有12%以上的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge),表(biao)面形成鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物保(bao)護(hu)(hu)膜的(de)(de)(de)(de)緣故。
但是,不銹鋼(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。
鈍(dun)(dun)性(xing)(xing)(xing)的(de)爭論(lun)(lun):不(bu)銹鋼的(de)良好耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)是基于(yu)其(qi)可鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)。金屬(shu)由于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)所導致的(de)狀態(tai),稱(cheng)為(wei)鈍(dun)(dun)態(tai)或鈍(dun)(dun)性(xing)(xing)(xing)。關于(yu)鈍(dun)(dun)性(xing)(xing)(xing)曾提出多種不(bu)同假說,主(zhu)要有(you)氧化(hua)(hua)物膜理(li)(li)論(lun)(lun)、吸(xi)附(fu)理(li)(li)論(lun)(lun)、化(hua)(hua)合價理(li)(li)論(lun)(lun)和反應速(su)度(du)理(li)(li)論(lun)(lun)。1913年以來已召開了多次國(guo)際鈍(dun)(dun)性(xing)(xing)(xing)會(hui)議,但關于(yu)鈍(dun)(dun)性(xing)(xing)(xing)的(de)本質至(zhi)今仍(reng)未最(zui)終(zhong)闡明,甚至(zhi)就其(qi)確切的(de)定義亦未取得一致意見。目前多數學(xue)者支持氧化(hua)(hua)膜理(li)(li)論(lun)(lun)。