合金,從外表看,是一座五顏六色的(de)(de)金屬(shu)“大(da)(da)廈(sha)(sha)”,因為砌(qi)(qi)成“大(da)(da)廈(sha)(sha)”的(de)(de)“磚(zhuan)”是各(ge)色各(ge)樣的(de)(de)。更重要(yao)的(de)(de)是,各(ge)色各(ge)樣的(de)(de)“磚(zhuan)”,砌(qi)(qi)到“大(da)(da)廈(sha)(sha)”上(shang)以后,把它們的(de)(de)特性也帶(dai)進“大(da)(da)廈(sha)(sha)”里(li),能(neng)夠顯著地改變金屬(shu)“大(da)(da)廈(sha)(sha)”的(de)(de)結(jie)構和性能(neng):砌(qi)(qi)上(shang)“耐(nai)火(huo)磚(zhuan)”-鎢(wu),金屬(shu)的(de)(de)“大(da)(da)廈(sha)(sha)”就不(bu)怕烈(lie)火(huo)燒(shao);砌(qi)(qi)上(shang)“耐(nai)酸磚(zhuan)”-鉻,“金屬(shu)大(da)(da)廈(sha)(sha)”就不(bu)怕酸腐蝕。
把金(jin)(jin)(jin)屬(shu)制成合金(jin)(jin)(jin),有時簡直會變個樣兒(er),就像(xiang)因(yin)缺(que)乏某種(zhong)維(wei)生(sheng)素而弱(ruo)不經風的(de)(de)人,只要(yao)(yao)體(ti)內補充了這種(zhong)維(wei)生(sheng)素,很(hen)快就會身強體(ti)壯起來。為了防止金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)腐蝕衰亡,我們也可根據需要(yao)(yao)“對癥(zheng)下(xia)藥”,給(gei)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)“注(zhu)射”上(shang)某些(xie)合金(jin)(jin)(jin)元素,以(yi)增強抵抗腐蝕的(de)(de)能力(li),這就是合金(jin)(jin)(jin)法(fa)。
前面介紹(shao)的(de)各種防腐方法,都是著眼于改變金(jin)屬(shu)所(suo)處的(de)環(huan)境,使金(jin)屬(shu)不具備生銹的(de)條(tiao)件,即從外因(yin)上(shang)避免或減(jian)緩了金(jin)屬(shu)的(de)腐蝕。而合金(jin)法是從內因(yin)上(shang)考(kao)慮(lv),改變金(jin)屬(shu)制品本(ben)身的(de)組成和(he)結構,提(ti)高金(jin)屬(shu)的(de)素質,使它能“拒腐蝕、永不變”。

要使合金(jin)(jin)(jin)(jin)的抗腐(fu)蝕性能(neng)增強(qiang),通常是向(xiang)合金(jin)(jin)(jin)(jin)中加入比較穩定的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(例如向(xiang)銅中加入金(jin)(jin)(jin)(jin)),或加入較易鈍(dun)化的金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(例如向(xiang)鋼鐵中加入鉻(ge)),以及加入能(neng)改變金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的結構和性能(neng)的其他金(jin)(jin)(jin)(jin)屬或非金(jin)(jin)(jin)(jin)屬等。
合(he)金中(zhong)加入穩定(ding)(ding)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)能耐(nai)腐蝕(shi),是因為穩定(ding)(ding)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)均(jun)勻分布在合(he)金中(zhong),當合(he)金表面(mian)不(bu)穩定(ding)(ding)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)被(bei)腐蝕(shi)破壞后,剩(sheng)下的穩定(ding)(ding)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)暴露(lu)出來,在合(he)金表面(mian)形成了(le)一種穩定(ding)(ding)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)層(ceng),保(bao)護了(le)內部金屬(shu)(shu)(shu)(shu)不(bu)被(bei)腐蝕(shi)。所(suo)以穩定(ding)(ding)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)的含量越高,合(he)金的耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)能就(jiu)越好。在氯堿廠(chang)里,常用鑄(zhu)鐵鍋熬(ao)制燒(shao)堿,熱的燒(shao)堿對鑄(zhu)鐵的腐蝕(shi)很厲(li)害,如果使(shi)用含有少(shao)量鎳的鑄(zhu)鐵鍋,熬(ao)堿鍋的使(shi)用壽(shou)命就(jiu)可大大延(yan)長(chang),因為鎳是耐(nai)燒(shao)堿腐蝕(shi)的穩定(ding)(ding)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)。
合(he)金中(zhong)加(jia)入(ru)易鈍(dun)化(hua)金屬(shu)能耐腐(fu)蝕(shi),是(shi)因為加(jia)入(ru)的金屬(shu)可使(shi)合(he)金表面形成一層牢固而致密的保護(hu)膜,這(zhe)種(zhong)保護(hu)膜可以是(shi)易鈍(dun)化(hua)金屬(shu)的氧(yang)化(hua)物,也可能是(shi)合(he)金中(zhong)幾種(zhong)金屬(shu)的混和氧(yang)化(hua)物。例如(ru),一些(xie)耐酸器皿常(chang)用硅(gui)鐵(含硅(gui)14%~17%)制造。
硅(gui)(gui)鐵(tie)受到某些酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)能(neng)(neng)形成(cheng)一(yi)層堅固的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二氧(yang)化(hua)(hua)硅(gui)(gui)保護(hu)膜(mo),如(ru)果(guo)受到機械作用如(ru)碰撞、摩擦,保護(hu)膜(mo)被破壞,在(zai)酸(suan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用下(xia)又會很(hen)快再長(chang)出(chu)來(lai),所以硅(gui)(gui)鐵(tie)器(qi)皿能(neng)(neng)耐(nai)酸(suan)腐(fu)蝕。黃(huang)銅(tong)是銅(tong)和鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)合金(jin),鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)入使銅(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)增加(jia)。當(dang)黃(huang)銅(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)鋅(xin)(xin)含(han)(han)(han)量在(zai)15%以下(xia)時(shi),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)保護(hu)膜(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)銅(tong)和鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)都有。當(dang)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量在(zai)20%以上(shang)時(shi),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)保護(hu)膜(mo)幾乎(hu)全是氧(yang)化(hua)(hua)鋅(xin)(xin),因(yin)為鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量較高(gao),即使能(neng)(neng)生(sheng)(sheng)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)銅(tong),其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)銅(tong)也會被鋅(xin)(xin)還原出(chu)來(lai),而再變(bian)成(cheng)氧(yang)化(hua)(hua)鋅(xin)(xin)。如(ru)果(guo)黃(huang)銅(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)再加(jia)入少(shao)量鋁,在(zai)高(gao)溫下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)就更好。高(gao)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(tie)(含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)25%~36%)在(zai)與氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)物(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi)接觸時(shi),具有很(hen)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕穩(wen)(wen)定(ding)性(xing),因(yin)為在(zai)合金(jin)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)上(shang),形成(cheng)了(le)穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)保護(hu)膜(mo)。當(dang)合金(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)量一(yi)定(ding)時(shi),它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)隨合金(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)碳(tan)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)而降低,因(yin)為碳(tan)能(neng)(neng)與鉻(ge)(ge)(ge)(ge)生(sheng)(sheng)成(cheng)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu),消(xiao)耗了(le)一(yi)些鉻(ge)(ge)(ge)(ge),使合金(jin)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)大(da)為減少(shao)。所以,一(yi)般含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(tie)(鑄(zhu)鐵(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)碳(tan)多)比含(han)(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)量相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(鋼中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)碳(tan)少(shao))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)差。常見(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼,光(guang)亮美(mei)觀不易生(sheng)(sheng)銹(xiu),主要就是由于(yu)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)(han)有12%以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge),表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)形成(cheng)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)保護(hu)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)緣故(gu)。
但是,不(bu)銹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)(xing)的(de)爭論(lun):不(bu)銹鋼(gang)的(de)良(liang)好(hao)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)是(shi)基于(yu)其可鈍(dun)(dun)(dun)化性(xing)(xing)。金(jin)屬由(you)于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)化所(suo)導致的(de)狀態,稱(cheng)為鈍(dun)(dun)(dun)態或鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)(xing)。關(guan)于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)(xing)曾提出(chu)多種不(bu)同假說,主要有氧化物膜理(li)論(lun)、吸附理(li)論(lun)、化合價理(li)論(lun)和反應速度理(li)論(lun)。1913年(nian)以來已召(zhao)開(kai)了(le)多次國際鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)(xing)會議,但關(guan)于(yu)鈍(dun)(dun)(dun)性(xing)(xing)的(de)本質至今仍未最終闡明,甚至就其確(que)切的(de)定(ding)義亦(yi)未取得(de)一致意見。目前(qian)多數學者支持氧化膜理(li)論(lun)。

