合金(jin),從外(wai)表看(kan),是(shi)一(yi)座五顏六色的(de)(de)金(jin)屬(shu)“大廈(sha)”,因為砌(qi)(qi)成“大廈(sha)”的(de)(de)“磚(zhuan)”是(shi)各色各樣的(de)(de)。更重(zhong)要(yao)的(de)(de)是(shi),各色各樣的(de)(de)“磚(zhuan)”,砌(qi)(qi)到(dao)“大廈(sha)”上(shang)以(yi)后,把它們(men)的(de)(de)特性也(ye)帶進(jin)“大廈(sha)”里,能夠顯著地改變金(jin)屬(shu)“大廈(sha)”的(de)(de)結構和性能:砌(qi)(qi)上(shang)“耐(nai)火磚(zhuan)”-鎢(wu),金(jin)屬(shu)的(de)(de)“大廈(sha)”就不怕(pa)烈火燒;砌(qi)(qi)上(shang)“耐(nai)酸磚(zhuan)”-鉻,“金(jin)屬(shu)大廈(sha)”就不怕(pa)酸腐蝕(shi)。


 把金(jin)屬制成合金(jin),有(you)時簡(jian)直會變個樣兒,就像因(yin)缺乏某種(zhong)維生素而(er)弱不經風的(de)人,只要體內補(bu)充了這種(zhong)維生素,很快就會身強體壯起來。為了防(fang)止金(jin)屬的(de)腐蝕衰亡,我們也可根據需要“對癥下(xia)藥(yao)”,給(gei)金(jin)屬“注射(she)”上某些合金(jin)元素,以增強抵抗腐蝕的(de)能力(li),這就是合金(jin)法。


  前面介(jie)紹的(de)(de)各種(zhong)防(fang)腐(fu)方法,都是(shi)著眼于改(gai)變金屬(shu)(shu)(shu)(shu)所處的(de)(de)環境,使金屬(shu)(shu)(shu)(shu)不具(ju)備生銹的(de)(de)條(tiao)件,即從外(wai)因(yin)上避免或減緩了金屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。而合金法是(shi)從內因(yin)上考(kao)慮,改(gai)變金屬(shu)(shu)(shu)(shu)制品本(ben)身的(de)(de)組成(cheng)和結構,提高金屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)素質,使它能“拒腐(fu)蝕(shi)、永不變”。


鎢礦石.jpg  硅鐵.jpg


  要(yao)使合金(jin)的(de)抗腐蝕性(xing)能(neng)增強,通(tong)常是向(xiang)合金(jin)中加(jia)入比(bi)較(jiao)穩(wen)定的(de)金(jin)屬(shu)(例如向(xiang)銅中加(jia)入金(jin)),或加(jia)入較(jiao)易(yi)鈍(dun)化(hua)的(de)金(jin)屬(shu)(例如向(xiang)鋼鐵(tie)中加(jia)入鉻),以及加(jia)入能(neng)改(gai)變金(jin)屬(shu)的(de)結構和性(xing)能(neng)的(de)其(qi)他金(jin)屬(shu)或非(fei)金(jin)屬(shu)等。


  合金(jin)中加入穩(wen)(wen)定(ding)(ding)金(jin)屬(shu)(shu)能耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi),是(shi)因(yin)為穩(wen)(wen)定(ding)(ding)金(jin)屬(shu)(shu)均勻分布在(zai)合金(jin)中,當合金(jin)表(biao)(biao)面不穩(wen)(wen)定(ding)(ding)金(jin)屬(shu)(shu)被(bei)腐(fu)(fu)蝕(shi)破(po)壞后,剩(sheng)下的(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)金(jin)屬(shu)(shu)暴(bao)露出來,在(zai)合金(jin)表(biao)(biao)面形成了(le)一(yi)種(zhong)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)金(jin)屬(shu)(shu)層,保護了(le)內部金(jin)屬(shu)(shu)不被(bei)腐(fu)(fu)蝕(shi)。所以(yi)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)含量(liang)越高(gao),合金(jin)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能就越好(hao)。在(zai)氯堿(jian)(jian)廠(chang)里,常用鑄鐵(tie)鍋(guo)熬制燒(shao)堿(jian)(jian),熱的(de)(de)燒(shao)堿(jian)(jian)對鑄鐵(tie)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)很厲害,如果使用含有少量(liang)鎳的(de)(de)鑄鐵(tie)鍋(guo),熬堿(jian)(jian)鍋(guo)的(de)(de)使用壽命(ming)就可大大延長,因(yin)為鎳是(shi)耐(nai)燒(shao)堿(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)金(jin)屬(shu)(shu)。


  合(he)金(jin)中(zhong)加(jia)入(ru)易鈍化金(jin)屬能(neng)耐腐蝕,是因為加(jia)入(ru)的金(jin)屬可使合(he)金(jin)表面形成(cheng)一層(ceng)牢固而致密的保(bao)(bao)護膜,這種(zhong)保(bao)(bao)護膜可以(yi)是易鈍化金(jin)屬的氧化物(wu),也可能(neng)是合(he)金(jin)中(zhong)幾種(zhong)金(jin)屬的混和氧化物(wu)。例如,一些耐酸器皿常用硅(gui)鐵(含硅(gui)14%~17%)制造(zao)。


  硅鐵(tie)(tie)受到(dao)某些(xie)酸的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用,表(biao)面(mian)能(neng)(neng)形(xing)成(cheng)一(yi)(yi)層堅固的(de)(de)(de)(de)二氧(yang)(yang)(yang)化(hua)硅保(bao)護(hu)膜(mo),如果受到(dao)機械作(zuo)用如碰撞(zhuang)、摩擦,保(bao)護(hu)膜(mo)被(bei)破壞,在酸的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下又會很(hen)快(kuai)再長出來(lai),所以(yi)(yi)硅鐵(tie)(tie)器皿能(neng)(neng)耐酸腐(fu)蝕。黃銅(tong)是銅(tong)和鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)合金(jin),鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)加(jia)入使(shi)銅(tong)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性增(zeng)加(jia)。當黃銅(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)含(han)(han)量(liang)(liang)在15%以(yi)(yi)下時,表(biao)面(mian)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)保(bao)護(hu)膜(mo)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)銅(tong)和鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)都有(you)(you)。當鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)在20%以(yi)(yi)上(shang)時,表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)保(bao)護(hu)膜(mo)幾乎全(quan)是氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋅(xin)(xin)(xin)(xin),因(yin)為(wei)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)較(jiao)高(gao),即使(shi)能(neng)(neng)生(sheng)成(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)銅(tong),其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)銅(tong)也會被(bei)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)還原出來(lai),而再變成(cheng)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)鋅(xin)(xin)(xin)(xin)。如果黃銅(tong)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)再加(jia)入少(shao)量(liang)(liang)鋁(lv),在高(gao)溫下的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性就更好。高(gao)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(含(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)25%~36%)在與(yu)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)性物(wu)(wu)質(zhi)接觸時,具有(you)(you)很(hen)好的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕穩(wen)定(ding)(ding)性,因(yin)為(wei)在合金(jin)表(biao)面(mian)上(shang),形(xing)成(cheng)了穩(wen)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)保(bao)護(hu)膜(mo)。當合金(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)(liang)一(yi)(yi)定(ding)(ding)時,它的(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕性隨合金(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)而降低,因(yin)為(wei)碳(tan)(tan)(tan)能(neng)(neng)與(yu)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)生(sheng)成(cheng)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物(wu)(wu),消耗了一(yi)(yi)些(xie)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge),使(shi)合金(jin)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)膜(mo)大(da)為(wei)減少(shao)。所以(yi)(yi),一(yi)(yi)般含(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(鑄(zhu)鐵(tie)(tie)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)多)比含(han)(han)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)量(liang)(liang)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)碳(tan)(tan)(tan)少(shao))的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕穩(wen)定(ding)(ding)性差。常見的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang),光亮美(mei)觀不易生(sheng)銹(xiu),主要就是由于鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)有(you)(you)12%以(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge),表(biao)面(mian)形(xing)成(cheng)鉻(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)保(bao)護(hu)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)緣故。


  但是,不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。


合金獎杯.jpg  國際鈍性會議.jpg


  鈍(dun)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)爭論(lun):不銹鋼的(de)良好耐腐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)是基于(yu)(yu)其可鈍(dun)化(hua)性(xing)(xing)(xing)(xing)。金屬由于(yu)(yu)鈍(dun)化(hua)所導(dao)致的(de)狀態,稱為鈍(dun)態或鈍(dun)性(xing)(xing)(xing)(xing)。關(guan)于(yu)(yu)鈍(dun)性(xing)(xing)(xing)(xing)曾提出多(duo)(duo)種不同假說,主要有氧(yang)(yang)化(hua)物膜(mo)理(li)論(lun)、吸附理(li)論(lun)、化(hua)合價理(li)論(lun)和(he)反應速度理(li)論(lun)。1913年以來(lai)已召開了多(duo)(duo)次國際鈍(dun)性(xing)(xing)(xing)(xing)會議(yi),但(dan)關(guan)于(yu)(yu)鈍(dun)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)本質至(zhi)今仍未(wei)最終闡明,甚(shen)至(zhi)就其確切的(de)定(ding)義亦未(wei)取得一(yi)致意(yi)見。目前多(duo)(duo)數(shu)學者(zhe)支持氧(yang)(yang)化(hua)膜(mo)理(li)論(lun)。