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)。

金屬或(huo)合金在(zai)不(bu)同條(tiao)件下,其電(dian)化(hua)(hua)學腐(fu)(fu)蝕(shi)有(you)四(si)種(zhong)狀態(tai)(tai)(tai):一(yi)是(shi)(shi)活(huo)化(hua)(hua)狀態(tai)(tai)(tai),腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu)強度(du)較(jiao)(jiao)大(da),因(yin)而腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)較(jiao)(jiao)快;二是(shi)(shi)相對穩定狀態(tai)(tai)(tai),即金屬處于可以鈍(dun)化(hua)(hua)也可以活(huo)化(hua)(hua)狀態(tai)(tai)(tai);三是(shi)(shi)鈍(dun)化(hua)(hua)穩定狀態(tai)(tai)(tai),金屬只處于鈍(dun)化(hua)(hua)狀態(tai)(tai)(tai),而且是(shi)(shi)穩定的,能夠自動鈍(dun)化(hua)(hua),只有(you)很(hen)(hen)小的腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu),腐(fu)(fu)蝕(shi)速度(du)很(hen)(hen)小;四(si)是(shi)(shi)過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)狀態(tai)(tai)(tai),當(dang)金屬處于過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)狀態(tai)(tai)(tai)時有(you)較(jiao)(jiao)高(gao)的腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)流(liu),不(bu)銹鋼也是(shi)(shi)如此(ci)。
為了(le)提高(gao)不銹(xiu)鋼的耐(nai)腐(fu)蝕性能,一般(ban)希望:不銹(xiu)鋼易(yi)處(chu)于鈍(dun)(dun)化狀態(tai),也就是可以自動鈍(dun)(dun)化;不銹(xiu)鋼鈍(dun)(dun)化后腐(fu)蝕電(dian)(dian)流密度要很低;不銹(xiu)鋼鈍(dun)(dun)化狀態(tai)的(腐(fu)蝕)電(dian)(dian)位范圍要寬。
上述三點分別指出了不銹鋼獲(huo)得鈍化的必要條件、鈍化狀態的腐蝕速度和鈍化狀態的相對穩定性。
不銹(xiu)鋼只有處在鈍(dun)(dun)化狀態(tai)方能耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),這(zhe)時鈍(dun)(dun)化狀態(tai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)電(dian)流最(zui)小,腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)度最(zui)慢,其(qi)他三(san)種狀態(tai)下(xia)不銹(xiu)鋼都是不耐腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)。由此可見,不銹(xiu)鋼的(de)(de)“不銹(xiu)”是相對(dui)的(de)(de),只是在鈍(dun)(dun)化狀態(tai)下(xia),腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)度比(bi)較慢。
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(zai)中(zhong)性(xing)的(de)水溶(rong)液或(huo)硝(xiao)酸中(zhong),不銹(xiu)鋼的(de)鈍化(hua)薄(bo)(bo)膜非常穩(wen)定。即使(shi)是由于劃傷或(huo)破損(sun)等原因,使(shi)一部(bu)分薄(bo)(bo)膜被破壞了,它還具(ju)有(you)立即再生和(he)恢復(fu)的(de)功(gong)能(neng)。前(qian)面談到的(de)環境氧化(hua)作用是指從金(jin)屬原子(zi)中(zhong)釋放電(dian)(dian)子(zi)的(de)反(fan)應,如果人為(wei)(wei)地借(jie)助(zhu)于外部(bu)電(dian)(dian)源,將“試(shi)驗(yan)金(jin)屬”置于“試(shi)驗(yan)溶(rong)液”中(zhong)作為(wei)(wei)電(dian)(dian)解陽極并通電(dian)(dian)流(liu),此時就能(neng)求出電(dian)(dian)位(氧化(hua)力)與電(dian)(dian)流(liu)(腐蝕速度)的(de)相關(guan)曲(qu)(qu)線和(he)環境的(de)氧化(hua)力強度。這個曲(qu)(qu)線稱為(wei)(wei)陽極分極曲(qu)(qu)線,如圖1-5所(suo)示。
由圖1-5可以(yi)看出(chu),隨著電(dian)位(wei)(wei)的(de)升高,先(xian)是陽極(ji)氧化反(fan)應(溶解反(fan)應)呈增(zeng)強趨勢;接下來(lai)是“活(huo)化狀(zhuang)態(tai)(tai)”電(dian)位(wei)(wei)區的(de)電(dian)流(liu)增(zeng)加;然后是不依賴于電(dian)位(wei)(wei)增(zeng)加顯示小(xiao)電(dian)流(liu)的(de)“鈍化狀(zhuang)態(tai)(tai)”電(dian)位(wei)(wei)區;最后再(zai)次出(chu)現(xian)隨著電(dian)位(wei)(wei)的(de)增(zeng)加的(de)“過鈍化狀(zhuang)態(tai)(tai)”電(dian)位(wei)(wei)區。這(zhe)里的(de)腐蝕電(dian)位(wei)(wei)Ecorr是成為(wei)陽極(ji)電(dian)流(liu)和陰(yin)極(ji)電(dian)流(liu)相等條(tiao)件的(de)電(dian)位(wei)(wei)。
增加(jia)鋼(gang)的(de)鉻含量,則(ze)陽極分極曲線的(de)變化如圖1-6所(suo)示。因鉻的(de)含量增加(jia),最大(da)陽極溶解電流(liu)及靜態(tai)(tai)區的(de)陽極電流(liu)趨向于減少(shao)。不銹(xiu)鋼(gang)的(de)鉻(Cr)含量在12%以上時(shi),不銹(xiu)鋼(gang)易(yi)于從活(huo)性狀(zhuang)態(tai)(tai)向鈍化狀(zhuang)態(tai)(tai)轉(zhuan)移(yi)而呈(cheng)現(xian)穩定的(de)鈍化狀(zhuang)態(tai)(tai)。


