合金,從外表看,是(shi)一座五(wu)顏六(liu)色(se)的(de)(de)金屬(shu)“大廈(sha)(sha)”,因為砌成“大廈(sha)(sha)”的(de)(de)“磚(zhuan)”是(shi)各(ge)(ge)色(se)各(ge)(ge)樣的(de)(de)。更重要(yao)的(de)(de)是(shi),各(ge)(ge)色(se)各(ge)(ge)樣的(de)(de)“磚(zhuan)”,砌到“大廈(sha)(sha)”上(shang)以后,把它們的(de)(de)特性也(ye)帶進“大廈(sha)(sha)”里,能夠顯著地改(gai)變金屬(shu)“大廈(sha)(sha)”的(de)(de)結構(gou)和性能:砌上(shang)“耐(nai)(nai)火(huo)磚(zhuan)”-鎢,金屬(shu)的(de)(de)“大廈(sha)(sha)”就不怕烈火(huo)燒;砌上(shang)“耐(nai)(nai)酸(suan)磚(zhuan)”-鉻,“金屬(shu)大廈(sha)(sha)”就不怕酸(suan)腐蝕。
把金屬制成合金,有(you)時簡直會(hui)(hui)變個樣(yang)兒(er),就(jiu)像因缺(que)乏某(mou)(mou)種維生素(su)而弱不經風(feng)的(de)人,只要體內補充(chong)了這(zhe)種維生素(su),很快就(jiu)會(hui)(hui)身強(qiang)體壯起來。為了防止金屬的(de)腐(fu)蝕衰亡,我(wo)們也可根據需要“對(dui)癥下(xia)藥”,給(gei)金屬“注射”上某(mou)(mou)些合金元(yuan)素(su),以增強(qiang)抵抗腐(fu)蝕的(de)能力,這(zhe)就(jiu)是合金法。
前面介紹(shao)的(de)(de)(de)各種防腐方法,都是(shi)著眼于改(gai)(gai)變(bian)金屬(shu)所處的(de)(de)(de)環境(jing),使金屬(shu)不具備生銹的(de)(de)(de)條(tiao)件(jian),即(ji)從外因(yin)上避免或減緩了金屬(shu)的(de)(de)(de)腐蝕。而合金法是(shi)從內(nei)因(yin)上考(kao)慮(lv),改(gai)(gai)變(bian)金屬(shu)制品本(ben)身的(de)(de)(de)組(zu)成和(he)結構,提高(gao)金屬(shu)的(de)(de)(de)素質,使它能“拒腐蝕、永不變(bian)”。

要使合(he)金(jin)的抗腐蝕性能(neng)增(zeng)強,通常(chang)是向(xiang)合(he)金(jin)中(zhong)加(jia)入(ru)比較穩定的金(jin)屬(shu)(shu)(例(li)如(ru)向(xiang)銅(tong)中(zhong)加(jia)入(ru)金(jin)),或(huo)加(jia)入(ru)較易(yi)鈍化的金(jin)屬(shu)(shu)(例(li)如(ru)向(xiang)鋼鐵中(zhong)加(jia)入(ru)鉻(ge)),以及加(jia)入(ru)能(neng)改變金(jin)屬(shu)(shu)的結(jie)構和(he)性能(neng)的其他金(jin)屬(shu)(shu)或(huo)非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)等。
合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中加入穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬能耐(nai)腐(fu)(fu)蝕,是(shi)因為(wei)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬均勻分布在合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中,當合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)表面不穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬被(bei)腐(fu)(fu)蝕破壞后,剩下的(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬暴露(lu)出來,在合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)表面形成了(le)一種穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬層,保護了(le)內(nei)部金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬不被(bei)腐(fu)(fu)蝕。所以穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)含量越高,合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性能就越好。在氯堿廠里(li),常用鑄鐵鍋(guo)熬制燒堿,熱的(de)(de)燒堿對(dui)鑄鐵的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕很厲(li)害(hai),如果使(shi)用含有少量鎳的(de)(de)鑄鐵鍋(guo),熬堿鍋(guo)的(de)(de)使(shi)用壽(shou)命就可大(da)大(da)延長,因為(wei)鎳是(shi)耐(nai)燒堿腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)(ding)(ding)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬。
合(he)金(jin)(jin)中(zhong)加(jia)入(ru)易(yi)鈍化金(jin)(jin)屬(shu)能耐腐(fu)蝕(shi),是(shi)(shi)因為加(jia)入(ru)的金(jin)(jin)屬(shu)可(ke)使合(he)金(jin)(jin)表(biao)面形成一層牢固而(er)致密的保護(hu)膜(mo),這(zhe)種保護(hu)膜(mo)可(ke)以是(shi)(shi)易(yi)鈍化金(jin)(jin)屬(shu)的氧化物,也可(ke)能是(shi)(shi)合(he)金(jin)(jin)中(zhong)幾種金(jin)(jin)屬(shu)的混和氧化物。例如,一些耐酸器皿常用硅(gui)鐵(tie)(含硅(gui)14%~17%)制造(zao)。
硅(gui)鐵受到某些酸(suan)的(de)(de)作用,表(biao)面(mian)能(neng)形成一(yi)(yi)層堅固(gu)的(de)(de)二氧化(hua)硅(gui)保(bao)護膜,如果受到機械(xie)作用如碰(peng)撞、摩擦,保(bao)護膜被破(po)壞,在(zai)(zai)(zai)(zai)酸(suan)的(de)(de)作用下又會(hui)很快(kuai)再長出來,所以(yi)硅(gui)鐵器(qi)皿能(neng)耐(nai)酸(suan)腐(fu)(fu)蝕。黃(huang)銅(tong)(tong)是銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)的(de)(de)合金(jin),鋅(xin)的(de)(de)加(jia)入(ru)使(shi)(shi)銅(tong)(tong)的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性增加(jia)。當黃(huang)銅(tong)(tong)中(zhong)鋅(xin)含(han)量(liang)(liang)在(zai)(zai)(zai)(zai)15%以(yi)下時,表(biao)面(mian)形成的(de)(de)保(bao)護膜中(zhong)銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)的(de)(de)氧化(hua)物(wu)都(dou)有(you)。當鋅(xin)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)在(zai)(zai)(zai)(zai)20%以(yi)上時,表(biao)面(mian)的(de)(de)保(bao)護膜幾乎全(quan)是氧化(hua)鋅(xin),因為(wei)(wei)鋅(xin)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)較高,即(ji)使(shi)(shi)能(neng)生成氧化(hua)銅(tong)(tong),其中(zhong)的(de)(de)銅(tong)(tong)也會(hui)被鋅(xin)還原(yuan)出來,而再變成氧化(hua)鋅(xin)。如果黃(huang)銅(tong)(tong)中(zhong)再加(jia)入(ru)少(shao)量(liang)(liang)鋁,在(zai)(zai)(zai)(zai)高溫下的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性就(jiu)更好(hao)。高鉻(ge)(ge)(ge)鑄鐵(含(han)鉻(ge)(ge)(ge)25%~36%)在(zai)(zai)(zai)(zai)與氧化(hua)性物(wu)質接觸時,具有(you)很好(hao)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕穩(wen)定(ding)(ding)性,因為(wei)(wei)在(zai)(zai)(zai)(zai)合金(jin)表(biao)面(mian)上,形成了(le)(le)穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)氧化(hua)物(wu)保(bao)護膜。當合金(jin)中(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)含(han)量(liang)(liang)一(yi)(yi)定(ding)(ding)時,它(ta)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性隨合金(jin)中(zhong)含(han)碳量(liang)(liang)的(de)(de)增加(jia)而降低,因為(wei)(wei)碳能(neng)與鉻(ge)(ge)(ge)生成鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)碳化(hua)物(wu),消耗了(le)(le)一(yi)(yi)些鉻(ge)(ge)(ge),使(shi)(shi)合金(jin)表(biao)面(mian)的(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)形成的(de)(de)氧化(hua)物(wu)膜大(da)為(wei)(wei)減少(shao)。所以(yi),一(yi)(yi)般含(han)鉻(ge)(ge)(ge)鑄鐵(鑄鐵中(zhong)含(han)碳多(duo))比含(han)鉻(ge)(ge)(ge)量(liang)(liang)相(xiang)同的(de)(de)鋼(gang)(gang)(鋼(gang)(gang)中(zhong)含(han)碳少(shao))的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕穩(wen)定(ding)(ding)性差。常見的(de)(de)不銹鋼(gang)(gang),光(guang)亮美(mei)觀不易生銹,主要就(jiu)是由(you)于鋼(gang)(gang)中(zhong)含(han)有(you)12%以(yi)上的(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge),表(biao)面(mian)形成鉻(ge)(ge)(ge)的(de)(de)氧化(hua)物(wu)保(bao)護膜的(de)(de)緣故。
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)(dun)(dun)性(xing)的爭(zheng)論(lun):不銹(xiu)鋼的良(liang)好耐腐(fu)蝕性(xing)是(shi)基于(yu)其(qi)可鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)性(xing)。金屬由于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)所導致的狀態,稱(cheng)為鈍(dun)(dun)(dun)態或鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)。關(guan)于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)曾(ceng)提出多種(zhong)不同假說,主要(yao)有(you)氧化(hua)物膜(mo)(mo)理(li)(li)(li)論(lun)、吸附(fu)理(li)(li)(li)論(lun)、化(hua)合(he)價(jia)理(li)(li)(li)論(lun)和反(fan)應(ying)速度(du)理(li)(li)(li)論(lun)。1913年(nian)以來已召開了多次國際(ji)鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)會議,但關(guan)于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)的本質至(zhi)今仍未最終(zhong)闡明,甚(shen)至(zhi)就(jiu)其(qi)確切的定(ding)義亦未取得(de)一致意見(jian)。目前多數學(xue)者支持氧化(hua)膜(mo)(mo)理(li)(li)(li)論(lun)。

