不銹鋼的極化曲線,見圖1-5。圖1-5描述了不銹鋼(gang)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(shu)或合金(jin)(jin)在(zai)不(bu)同條(tiao)件(jian)下,其電化(hua)(hua)(hua)學腐(fu)(fu)(fu)蝕有四種狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai):一是(shi)活化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai),腐(fu)(fu)(fu)蝕電流(liu)強度(du)較(jiao)(jiao)大,因而腐(fu)(fu)(fu)蝕速度(du)較(jiao)(jiao)快;二是(shi)相對穩定(ding)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai),即金(jin)(jin)屬(shu)處(chu)于(yu)可以(yi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)也可以(yi)活化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai);三是(shi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)穩定(ding)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai),金(jin)(jin)屬(shu)只處(chu)于(yu)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai),而且是(shi)穩定(ding)的,能夠自(zi)動鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua),只有很(hen)小的腐(fu)(fu)(fu)蝕電流(liu),腐(fu)(fu)(fu)蝕速度(du)很(hen)小;四是(shi)過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai),當(dang)金(jin)(jin)屬(shu)處(chu)于(yu)過(guo)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)(zhuang)(zhuang)(zhuang)態(tai)時(shi)有較(jiao)(jiao)高(gao)的腐(fu)(fu)(fu)蝕電流(liu),不(bu)銹鋼也是(shi)如此。
為了提高不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐腐(fu)蝕性能,一般希(xi)望:不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)易(yi)處于鈍(dun)化狀態,也(ye)就是可以(yi)自動鈍(dun)化;不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍(dun)化后腐(fu)蝕電(dian)流密度要很低;不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)鈍(dun)化狀態的(腐(fu)蝕)電(dian)位范圍要寬。
上(shang)述(shu)三點(dian)分別指出了不銹鋼(gang)獲得鈍化(hua)的必要條件、鈍化(hua)狀態的腐蝕(shi)速度(du)和(he)鈍化(hua)狀態的相對穩定(ding)性。
不(bu)銹(xiu)鋼只有(you)處在鈍化(hua)(hua)狀態方能耐(nai)腐(fu)蝕,這時鈍化(hua)(hua)狀態腐(fu)蝕電流最小(xiao),腐(fu)蝕速(su)度(du)最慢,其他三種狀態下(xia)不(bu)銹(xiu)鋼都是(shi)不(bu)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)。由此可(ke)見,不(bu)銹(xiu)鋼的(de)“不(bu)銹(xiu)”是(shi)相對(dui)的(de),只是(shi)在鈍化(hua)(hua)狀態下(xia),腐(fu)蝕速(su)度(du)比較(jiao)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。
在中(zhong)(zhong)性的(de)水溶液或(huo)硝酸中(zhong)(zhong),不銹(xiu)鋼(gang)的(de)鈍化(hua)(hua)薄膜(mo)非常穩定。即使(shi)(shi)是(shi)由于(yu)劃(hua)傷或(huo)破損等原因,使(shi)(shi)一部分薄膜(mo)被破壞了,它(ta)還具有立(li)即再生和恢復的(de)功(gong)能。前面談到的(de)環境氧化(hua)(hua)作用是(shi)指(zhi)從(cong)金屬原子(zi)中(zhong)(zhong)釋放電(dian)(dian)子(zi)的(de)反應,如(ru)果(guo)人為地借助于(yu)外部電(dian)(dian)源,將“試驗金屬”置于(yu)“試驗溶液”中(zhong)(zhong)作為電(dian)(dian)解陽極(ji)(ji)并通電(dian)(dian)流,此(ci)時就能求出電(dian)(dian)位(氧化(hua)(hua)力(li)(li))與(yu)電(dian)(dian)流(腐蝕速(su)度)的(de)相(xiang)關(guan)曲線和環境的(de)氧化(hua)(hua)力(li)(li)強度。這個(ge)曲線稱為陽極(ji)(ji)分極(ji)(ji)曲線,如(ru)圖1-5所示(shi)。
由圖1-5可(ke)以看出,隨著電(dian)(dian)位(wei)的(de)升(sheng)高,先是(shi)陽極氧化反(fan)應(溶(rong)解反(fan)應)呈增(zeng)強(qiang)趨(qu)勢;接下來是(shi)“活化狀態(tai)”電(dian)(dian)位(wei)區的(de)電(dian)(dian)流增(zeng)加(jia)(jia);然后(hou)是(shi)不依(yi)賴于電(dian)(dian)位(wei)增(zeng)加(jia)(jia)顯示小電(dian)(dian)流的(de)“鈍(dun)化狀態(tai)”電(dian)(dian)位(wei)區;最后(hou)再(zai)次出現隨著電(dian)(dian)位(wei)的(de)增(zeng)加(jia)(jia)的(de)“過(guo)鈍(dun)化狀態(tai)”電(dian)(dian)位(wei)區。這里的(de)腐蝕(shi)電(dian)(dian)位(wei)Ecorr是(shi)成為陽極電(dian)(dian)流和陰(yin)極電(dian)(dian)流相等條件的(de)電(dian)(dian)位(wei)。
增加(jia)鋼(gang)的(de)鉻含(han)量,則陽(yang)極分極曲線的(de)變化(hua)如(ru)圖1-6所示。因鉻的(de)含(han)量增加(jia),最大陽(yang)極溶解電流(liu)及(ji)靜態(tai)區的(de)陽(yang)極電流(liu)趨向于減少(shao)。不銹(xiu)鋼(gang)的(de)鉻(Cr)含(han)量在12%以上時,不銹(xiu)鋼(gang)易于從活(huo)性(xing)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)向鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)轉移(yi)而呈現穩定的(de)鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)。


