不銹鋼的極化曲線,見圖1-5。圖1-5描述了不銹鋼以及有活化、鈍化轉變的合金電極動力學過程,并按電位分為活化區(A)、鈍化區(P)和過鈍化區(T)。應用陽極極化曲線((E陽))及相關的陰極極化曲線(圖1-5中的①、②、③、④)可以求得腐蝕電位和腐蝕電流密度(圖1-5中的陽極極化曲線和陰極極化曲線的交點A、B、C、D、E、F)。

金(jin)(jin)屬或(huo)合金(jin)(jin)在(zai)不同條件下,其電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)有(you)(you)四種(zhong)狀態(tai):一是(shi)活化(hua)(hua)(hua)(hua)狀態(tai),腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)流(liu)(liu)強度(du)較大(da),因而(er)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)較快;二是(shi)相對穩(wen)定(ding)狀態(tai),即(ji)金(jin)(jin)屬處(chu)(chu)于(yu)可(ke)以鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)也(ye)可(ke)以活化(hua)(hua)(hua)(hua)狀態(tai);三(san)是(shi)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)穩(wen)定(ding)狀態(tai),金(jin)(jin)屬只處(chu)(chu)于(yu)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀態(tai),而(er)且(qie)是(shi)穩(wen)定(ding)的(de),能夠自動(dong)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua),只有(you)(you)很小(xiao)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)流(liu)(liu),腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度(du)很小(xiao);四是(shi)過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀態(tai),當(dang)金(jin)(jin)屬處(chu)(chu)于(yu)過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)狀態(tai)時有(you)(you)較高的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)電(dian)流(liu)(liu),不銹(xiu)鋼也(ye)是(shi)如此。
為(wei)了提高不銹(xiu)鋼的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性能,一般希望:不銹(xiu)鋼易處(chu)于鈍(dun)(dun)(dun)化狀(zhuang)態,也就是可以自動鈍(dun)(dun)(dun)化;不銹(xiu)鋼鈍(dun)(dun)(dun)化后腐(fu)蝕(shi)電流密度要很低;不銹(xiu)鋼鈍(dun)(dun)(dun)化狀(zhuang)態的(de)(腐(fu)蝕(shi))電位范圍要寬。
上述三(san)點分別指出了不(bu)銹鋼獲得鈍化(hua)(hua)的必(bi)要條件(jian)、鈍化(hua)(hua)狀態(tai)的腐(fu)蝕速度和鈍化(hua)(hua)狀態(tai)的相對穩定(ding)性。
不銹鋼只(zhi)有(you)處在鈍化狀(zhuang)態方能耐(nai)腐蝕(shi)(shi),這時鈍化狀(zhuang)態腐蝕(shi)(shi)電流最小,腐蝕(shi)(shi)速(su)度(du)最慢(man),其他三種(zhong)狀(zhuang)態下(xia)不銹鋼都(dou)是(shi)(shi)不耐(nai)腐蝕(shi)(shi)的(de)。由此可見,不銹鋼的(de)“不銹”是(shi)(shi)相對(dui)的(de),只(zhi)是(shi)(shi)在鈍化狀(zhuang)態下(xia),腐蝕(shi)(shi)速(su)度(du)比較慢(man)。
保持不銹鋼耐腐蝕性的重要物質是鈍化薄膜。不銹鋼的表面本來就會形成這種毫微級的鈍化薄膜。現已明確,這種毫微級的鈍化薄膜是以在鉻的氧化物(Cr2O3)和氫氧根離子(OH-)結合后,進而加入水(H2O)的水合氫氧化鉻化合物為主體的物質。
在中性的水(shui)溶液或(huo)硝酸中,不銹鋼的鈍化薄膜(mo)非常穩定。即使是由于(yu)劃傷或(huo)破損(sun)等(deng)原(yuan)因,使一(yi)部(bu)(bu)分薄膜(mo)被破壞了,它(ta)還具有立即再生和恢(hui)復的功能。前(qian)面(mian)談到的環(huan)境氧化作用是指從金屬原(yuan)子中釋放電子的反應,如果人為(wei)地借助于(yu)外部(bu)(bu)電源,將(jiang)“試驗金屬”置于(yu)“試驗溶液”中作為(wei)電解(jie)陽(yang)極(ji)并通電流,此時就能求出電位(氧化力)與電流(腐蝕速度)的相關曲線(xian)(xian)和環(huan)境的氧化力強度。這(zhe)個曲線(xian)(xian)稱為(wei)陽(yang)極(ji)分極(ji)曲線(xian)(xian),如圖1-5所示。
由圖1-5可以看(kan)出,隨著電(dian)位(wei)(wei)的(de)升高,先是陽極氧化(hua)反(fan)應(ying)(溶解反(fan)應(ying))呈增(zeng)強(qiang)趨(qu)勢(shi);接下來是“活化(hua)狀(zhuang)態”電(dian)位(wei)(wei)區(qu)的(de)電(dian)流增(zeng)加;然(ran)后是不(bu)依(yi)賴(lai)于(yu)電(dian)位(wei)(wei)增(zeng)加顯示小電(dian)流的(de)“鈍化(hua)狀(zhuang)態”電(dian)位(wei)(wei)區(qu);最后再次出現隨著電(dian)位(wei)(wei)的(de)增(zeng)加的(de)“過鈍化(hua)狀(zhuang)態”電(dian)位(wei)(wei)區(qu)。這里的(de)腐蝕電(dian)位(wei)(wei)Ecorr是成為(wei)陽極電(dian)流和(he)陰極電(dian)流相等條件的(de)電(dian)位(wei)(wei)。
增加(jia)(jia)鋼的(de)鉻含量(liang),則陽(yang)極(ji)分極(ji)曲(qu)線的(de)變化如圖1-6所(suo)示。因鉻的(de)含量(liang)增加(jia)(jia),最大陽(yang)極(ji)溶解電流及靜態(tai)區的(de)陽(yang)極(ji)電流趨向于減少(shao)。不銹鋼的(de)鉻(Cr)含量(liang)在(zai)12%以上時,不銹鋼易于從活(huo)性狀態(tai)向鈍(dun)(dun)化狀態(tai)轉移而呈(cheng)現穩定的(de)鈍(dun)(dun)化狀態(tai)。


