1. 環境與鈍化


  一(yi)般來說,環境(jing)的(de)氧(yang)(yang)化性高(gao)(gao)時(shi)容(rong)易引起(qi)(qi)金屬(shu)(shu)(shu)腐(fu)蝕(shi),可是(shi)(shi)有某(mou)種金屬(shu)(shu)(shu)其環境(jing)的(de)氧(yang)(yang)化性達到某(mou)種強度(du)(du)時(shi),反而不(bu)會(hui)引起(qi)(qi)腐(fu)蝕(shi)。例如,鐵(tie)對(dui)硝(xiao)酸(suan)來講,隨著硝(xiao)酸(suan)濃度(du)(du)的(de)增加,氧(yang)(yang)化性升高(gao)(gao),相應地(di)應該加快了腐(fu)蝕(shi)的(de)進度(du)(du),但是(shi)(shi)當濃度(du)(du)達到65%時(shi),反而不(bu)腐(fu)蝕(shi)了。這是(shi)(shi)因為此時(shi)作(zuo)為強氧(yang)(yang)化劑(ji)的(de)硝(xiao)酸(suan),在鐵(tie)表面形成了一(yi)層惰性薄膜(mo)的(de)緣故(gu),這層膜(mo)稱(cheng)為鈍化膜(mo);這種狀態稱(cheng)為“該種金屬(shu)(shu)(shu)已鈍化”。


  容易(yi)形(xing)成鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)性質,是(shi)(shi)金(jin)屬原本所(suo)具有(you)的(de)。實際上能否形(xing)成鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),則是(shi)(shi)依(yi)環境(jing)情況而(er)(er)變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)。易(yi)于形(xing)成鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)的(de)金(jin)屬除Fe、Ni、Cr及其(qi)合(he)(he)金(jin)之外,還有(you)Mo、Ti、Zr等。因為不(bu)銹鋼(gang)是(shi)(shi)鐵(Fe)和鉻(Cr)或(huo)是(shi)(shi)鐵(Fe)、鉻(Cr)和鎳(Ni)的(de)合(he)(he)金(jin),其(qi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)薄膜是(shi)(shi)極(ji)易(yi)成形(xing)的(de),而(er)(er)且是(shi)(shi)更加穩定而(er)(er)堅固的(de)物質,因此該合(he)(he)金(jin)具有(you)優越的(de)耐腐蝕性。


  圖1-4是鐵-鉻合(he)金在(zai)(zai)大氣中,經歷10年的(de)時間,在(zai)(zai)工廠地區環境(jing)的(de)腐蝕程(cheng)度與鉻(Cr)的(de)含有(you)量(liang)的(de)關系圖。


4.jpg


2. 不銹鋼鈍(dun)化(hua)


  有時金(jin)屬材料(liao)在(zai)(zai)發生腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)時,會(hui)產(chan)生具有黏稠性(xing)且(qie)極易附著的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)物,這種具有黏稠性(xing)且(qie)極易附著的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)物,附著在(zai)(zai)金(jin)屬材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)表面,能(neng)夠起到(dao)保護(hu)材料(liao)免受進一步(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用,這種作(zuo)(zuo)(zuo)用就是鈍(dun)化作(zuo)(zuo)(zuo)用。這些被鈍(dun)化的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)屬材料(liao)在(zai)(zai)特(te)定的(de)(de)(de)(de)(de)環境中腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度非常小,而(er)在(zai)(zai)其他環境中卻有可能(neng)產(chan)生相當嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),這種現象稱為鈍(dun)化。例如,從電動序來(lai)看,鋁的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度應(ying)該是較高的(de)(de)(de)(de)(de),然而(er)實(shi)際上,鋁在(zai)(zai)除鹵化物外的(de)(de)(de)(de)(de)多數(shu)介(jie)質(zhi)里具有較強的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)力(li)。鎳、鈦、鋯、鉻(ge)和(he)不(bu)銹(xiu)鋼等材料(liao),都是因為可自鈍(dun)化而(er)具備(bei)了耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)。


  鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀態金屬的(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性(xing)取決于(yu)(yu)鉻含量(liang)、環境中的(de)氯化(hua)(hua)物和(he)氧(yang)含量(liang)以及(ji)溫(wen)度(du)。在(zai)特(te)定的(de)條件(jian)下(xia)達到(dao)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)狀態,取決于(yu)(yu)各(ge)種鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)因素(su)(su)的(de)相對值能(neng)否(fou)超過其阻(zu)礙(ai)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)因素(su)(su)。例如(ru),高的(de)鉻含量(liang)有(you)(you)利(li)(li)于(yu)(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua),低的(de)溫(wen)度(du)有(you)(you)利(li)(li)于(yu)(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua),含有(you)(you)去鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)離子的(de)氯化(hua)(hua)物阻(zu)礙(ai)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua),而氧(yang)有(you)(you)利(li)(li)于(yu)(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)。由(you)于(yu)(yu)不銹(xiu)鋼(gang)含有(you)(you)足夠(gou)多的(de)Cr、Ni、Mo等元素(su)(su),而Cr、Ni、Mo是(shi)形成(cheng)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜主要元素(su)(su),所以不銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)(you)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性(xing)。


  盡管在特定的(de)環境下(xia)(xia),鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)態材料腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)非(fei)常小,但在其他情況下(xia)(xia)可能腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是相(xiang)當(dang)嚴重(zhong)的(de)。相(xiang)反,通(tong)常顯(xian)示鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)態的(de)合金在非(fei)鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)態下(xia)(xia),常常是非(fei)常活潑的(de)。某些元素(su)可以(yi)擊(ji)穿鈍(dun)(dun)化膜,造成(cheng)鈍(dun)(dun)化膜不(bu)(bu)連續處的(de)金屬(shu)被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。例如,氯離(li)子破壞(huai)鋁、鐵以(yi)及不(bu)(bu)銹鋼的(de)鈍(dun)(dun)化,造成(cheng)點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。因此,使(shi)用鈍(dun)(dun)化狀(zhuang)態金屬(shu)的(de)用戶應特別注意點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)開(kai)裂、敏化以(yi)及貧氧腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)等(deng)。


3. 鈍(dun)化薄膜破壞


  不銹鋼在中性水的環境當中,幾乎是不會被腐蝕的,這是由于鈍化薄膜沒有被破壞。當不銹鋼處于含有氯離子(Cl-)或其他鹵離子(元素周期表中的VI族元素離子)等的溶液中時,鈍化薄膜局部就會被破壞,如果是處在特定的溫度下,又受拉伸應力作用,就會產生應力腐蝕。當不銹鋼在存有氯離子的溶液中時,鈍化薄膜的不穩定部分,會與溶液中的Cl-與氧(O)和氫氧根離子(OH-)發生置換反應,形成金屬氧化物的鉻鹽,從而破壞鈍化薄膜而使不銹鋼基體被腐蝕。