合金,從外表看,是一座五顏六色(se)的(de)金屬“大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)”,因為砌(qi)成“大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)”的(de)“磚”是各色(se)各樣的(de)。更重要的(de)是,各色(se)各樣的(de)“磚”,砌(qi)到“大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)”上以后(hou),把(ba)它(ta)們的(de)特性也帶進(jin)“大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)”里,能夠(gou)顯(xian)著地改(gai)變金屬“大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)”的(de)結構和性能:砌(qi)上“耐火磚”-鎢,金屬的(de)“大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)”就(jiu)不(bu)怕烈火燒;砌(qi)上“耐酸磚”-鉻,“金屬大(da)(da)(da)廈(sha)(sha)”就(jiu)不(bu)怕酸腐蝕。


 把金屬(shu)(shu)制成合(he)金,有時簡直會變個樣兒(er),就(jiu)(jiu)像(xiang)因缺乏(fa)某種維(wei)生(sheng)素(su)(su)而弱不經風的人,只(zhi)要(yao)體內補充了(le)這種維(wei)生(sheng)素(su)(su),很快就(jiu)(jiu)會身強(qiang)體壯起來。為(wei)了(le)防(fang)止金屬(shu)(shu)的腐(fu)蝕衰亡,我們(men)也(ye)可根據需要(yao)“對癥下藥”,給金屬(shu)(shu)“注射(she)”上(shang)某些合(he)金元素(su)(su),以增強(qiang)抵抗腐(fu)蝕的能力(li),這就(jiu)(jiu)是合(he)金法。


  前面介紹(shao)的(de)各種(zhong)防腐方法,都是著眼于(yu)改變(bian)金(jin)屬所處(chu)的(de)環境,使金(jin)屬不具備生銹的(de)條件,即從外因(yin)(yin)上(shang)避免或減緩了金(jin)屬的(de)腐蝕(shi)。而合金(jin)法是從內因(yin)(yin)上(shang)考慮,改變(bian)金(jin)屬制品本(ben)身的(de)組成和(he)結構,提高金(jin)屬的(de)素質,使它能(neng)“拒腐蝕(shi)、永不變(bian)”。


鎢礦石.jpg  硅鐵.jpg


  要使合金(jin)的(de)抗腐蝕(shi)性能(neng)增(zeng)強,通常(chang)是向合金(jin)中(zhong)加(jia)入比較(jiao)穩定的(de)金(jin)屬(shu)(shu)(例如向銅中(zhong)加(jia)入金(jin)),或(huo)加(jia)入較(jiao)易鈍化的(de)金(jin)屬(shu)(shu)(例如向鋼鐵中(zhong)加(jia)入鉻),以及加(jia)入能(neng)改變金(jin)屬(shu)(shu)的(de)結構和性能(neng)的(de)其他金(jin)屬(shu)(shu)或(huo)非金(jin)屬(shu)(shu)等。


  合(he)(he)金(jin)中(zhong)加(jia)入(ru)穩(wen)定金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)能耐腐(fu)蝕,是(shi)因(yin)為(wei)穩(wen)定金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)均勻分布在合(he)(he)金(jin)中(zhong),當合(he)(he)金(jin)表面(mian)不穩(wen)定金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)被(bei)腐(fu)蝕破壞后,剩下的(de)穩(wen)定金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)暴露出(chu)來(lai),在合(he)(he)金(jin)表面(mian)形(xing)成了(le)一(yi)種穩(wen)定金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)層(ceng),保護了(le)內部金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)不被(bei)腐(fu)蝕。所以穩(wen)定金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)含(han)量越高,合(he)(he)金(jin)的(de)耐腐(fu)蝕性能就越好(hao)。在氯堿(jian)廠里,常用鑄(zhu)鐵鍋(guo)(guo)熬制燒堿(jian),熱的(de)燒堿(jian)對鑄(zhu)鐵的(de)腐(fu)蝕很(hen)厲害,如(ru)果使用含(han)有少量鎳的(de)鑄(zhu)鐵鍋(guo)(guo),熬堿(jian)鍋(guo)(guo)的(de)使用壽命就可大大延長,因(yin)為(wei)鎳是(shi)耐燒堿(jian)腐(fu)蝕的(de)穩(wen)定金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)。


  合(he)金中加入(ru)易鈍化(hua)金屬(shu)能耐腐蝕,是(shi)因(yin)為(wei)加入(ru)的(de)(de)金屬(shu)可使合(he)金表面形成一層(ceng)牢固而致密的(de)(de)保護膜,這種(zhong)保護膜可以(yi)是(shi)易鈍化(hua)金屬(shu)的(de)(de)氧化(hua)物,也可能是(shi)合(he)金中幾種(zhong)金屬(shu)的(de)(de)混和氧化(hua)物。例如,一些(xie)耐酸器皿常用(yong)硅(gui)鐵(含硅(gui)14%~17%)制造。


  硅鐵(tie)受到某(mou)些酸的(de)(de)(de)(de)作用,表面(mian)能(neng)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)一層堅固的(de)(de)(de)(de)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)硅保(bao)(bao)護(hu)(hu)膜(mo),如果(guo)受到機械作用如碰撞(zhuang)、摩擦(ca),保(bao)(bao)護(hu)(hu)膜(mo)被(bei)破壞,在(zai)酸的(de)(de)(de)(de)作用下(xia)(xia)又會(hui)很(hen)快再(zai)長出來,所(suo)以(yi)(yi)硅鐵(tie)器(qi)皿能(neng)耐(nai)酸腐(fu)(fu)蝕(shi)。黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)是(shi)銅(tong)(tong)(tong)和(he)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)合金,鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)入使(shi)銅(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)增加(jia)(jia)。當(dang)黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)中(zhong)鋅(xin)(xin)含(han)(han)量(liang)在(zai)15%以(yi)(yi)下(xia)(xia)時(shi),表面(mian)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)(hu)膜(mo)中(zhong)銅(tong)(tong)(tong)和(he)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)都有。當(dang)鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)在(zai)20%以(yi)(yi)上時(shi),表面(mian)的(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)(hu)膜(mo)幾乎全(quan)是(shi)氧(yang)(yang)化(hua)鋅(xin)(xin),因(yin)(yin)為鋅(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)較高,即使(shi)能(neng)生成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)銅(tong)(tong)(tong),其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)也會(hui)被(bei)鋅(xin)(xin)還原出來,而再(zai)變成(cheng)氧(yang)(yang)化(hua)鋅(xin)(xin)。如果(guo)黃(huang)銅(tong)(tong)(tong)中(zhong)再(zai)加(jia)(jia)入少量(liang)鋁(lv),在(zai)高溫下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)就(jiu)更好(hao)。高鉻(ge)(ge)鑄鐵(tie)(含(han)(han)鉻(ge)(ge)25%~36%)在(zai)與氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)物(wu)質接觸(chu)時(shi),具有很(hen)好(hao)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing),因(yin)(yin)為在(zai)合金表面(mian)上,形(xing)(xing)(xing)成(cheng)了穩(wen)(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)保(bao)(bao)護(hu)(hu)膜(mo)。當(dang)合金中(zhong)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)量(liang)一定(ding)時(shi),它的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)隨合金中(zhong)含(han)(han)碳(tan)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)(jia)而降低,因(yin)(yin)為碳(tan)能(neng)與鉻(ge)(ge)生成(cheng)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)碳(tan)化(hua)物(wu),消耗了一些鉻(ge)(ge),使(shi)合金表面(mian)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)膜(mo)大為減(jian)少。所(suo)以(yi)(yi),一般含(han)(han)鉻(ge)(ge)鑄鐵(tie)(鑄鐵(tie)中(zhong)含(han)(han)碳(tan)多)比(bi)含(han)(han)鉻(ge)(ge)量(liang)相同的(de)(de)(de)(de)鋼(鋼中(zhong)含(han)(han)碳(tan)少)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)性(xing)差(cha)。常見(jian)的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼,光亮美(mei)觀(guan)不易生銹(xiu),主要(yao)就(jiu)是(shi)由于鋼中(zhong)含(han)(han)有12%以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge),表面(mian)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)保(bao)(bao)護(hu)(hu)膜(mo)的(de)(de)(de)(de)緣故。


  但是,不銹(xiu)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)的爭(zheng)論:不銹鋼(gang)的良好耐腐蝕性(xing)是基于其(qi)可(ke)鈍(dun)化(hua)(hua)性(xing)。金屬(shu)由于鈍(dun)化(hua)(hua)所導致的狀態,稱為鈍(dun)態或鈍(dun)性(xing)。關(guan)(guan)于鈍(dun)性(xing)曾提(ti)出(chu)多(duo)種不同假(jia)說,主要有(you)氧化(hua)(hua)物膜理(li)論、吸附理(li)論、化(hua)(hua)合(he)價理(li)論和反應速(su)度(du)理(li)論。1913年以來(lai)已召(zhao)開了多(duo)次國際鈍(dun)性(xing)會議(yi),但關(guan)(guan)于鈍(dun)性(xing)的本(ben)質至(zhi)今仍未(wei)最終闡(chan)明,甚至(zhi)就(jiu)其(qi)確切的定(ding)義亦(yi)未(wei)取得一致意見。目前多(duo)數學(xue)者支(zhi)持氧化(hua)(hua)膜理(li)論。