不銹鋼的極化曲線,見圖1-5。圖1-5描述了不(bu)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)。


5.jpg


  金屬(shu)(shu)或(huo)合(he)金在不同條件(jian)下,其電(dian)化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕有(you)四種(zhong)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai):一是(shi)(shi)活化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),腐(fu)蝕電(dian)流強度(du)較大,因(yin)而腐(fu)蝕速度(du)較快;二是(shi)(shi)相對穩定(ding)(ding)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),即(ji)金屬(shu)(shu)處(chu)于(yu)可(ke)以(yi)鈍(dun)化(hua)(hua)也(ye)可(ke)以(yi)活化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai);三是(shi)(shi)鈍(dun)化(hua)(hua)穩定(ding)(ding)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),金屬(shu)(shu)只處(chu)于(yu)鈍(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),而且(qie)是(shi)(shi)穩定(ding)(ding)的(de),能(neng)夠自動鈍(dun)化(hua)(hua),只有(you)很小(xiao)的(de)腐(fu)蝕電(dian)流,腐(fu)蝕速度(du)很小(xiao);四是(shi)(shi)過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai),當金屬(shu)(shu)處(chu)于(yu)過(guo)鈍(dun)化(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)(tai)(tai)時(shi)有(you)較高(gao)的(de)腐(fu)蝕電(dian)流,不銹鋼也(ye)是(shi)(shi)如此。


  為了提(ti)高不銹鋼(gang)的耐腐蝕(shi)性能,一般希(xi)望:不銹鋼(gang)易處(chu)于鈍(dun)化狀態,也就是(shi)可以自動(dong)鈍(dun)化;不銹鋼(gang)鈍(dun)化后腐蝕(shi)電流密度要很低;不銹鋼(gang)鈍(dun)化狀態的(腐蝕(shi))電位(wei)范(fan)圍要寬(kuan)。


  上述三點分別指出了(le)不(bu)銹(xiu)鋼獲得鈍化的必要條件、鈍化狀態的腐蝕速(su)度和鈍化狀態的相對穩定性。


  不(bu)銹鋼(gang)只有處在鈍(dun)化(hua)狀態方能耐(nai)腐(fu)蝕,這(zhe)時鈍(dun)化(hua)狀態腐(fu)蝕電流最小,腐(fu)蝕速(su)度(du)最慢(man)(man),其(qi)他三(san)種狀態下(xia)不(bu)銹鋼(gang)都(dou)是不(bu)耐(nai)腐(fu)蝕的。由此可見,不(bu)銹鋼(gang)的“不(bu)銹”是相對的,只是在鈍(dun)化(hua)狀態下(xia),腐(fu)蝕速(su)度(du)比較慢(man)(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(xing)的(de)水溶液或硝酸中,不銹鋼的(de)鈍化薄(bo)膜(mo)非常穩定。即使是由于劃傷或破損等原(yuan)因,使一部分薄(bo)膜(mo)被破壞了,它還具有立即再生(sheng)和(he)恢(hui)復(fu)的(de)功能(neng)。前面談(tan)到(dao)的(de)環境氧(yang)化作用是指從金(jin)屬原(yuan)子(zi)中釋(shi)放電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)反應(ying),如果人為(wei)(wei)地借助(zhu)于外部電(dian)(dian)(dian)(dian)源,將“試驗金(jin)屬”置于“試驗溶液”中作為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)陽極并(bing)通(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu),此(ci)時就(jiu)能(neng)求出電(dian)(dian)(dian)(dian)位(氧(yang)化力(li)(li))與電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(腐蝕速度)的(de)相關曲線(xian)和(he)環境的(de)氧(yang)化力(li)(li)強度。這個曲線(xian)稱為(wei)(wei)陽極分極曲線(xian),如圖1-5所示。


  由圖1-5可以看出,隨(sui)著電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)的升高,先是(shi)(shi)陽極氧化(hua)反應(溶解(jie)反應)呈增(zeng)(zeng)(zeng)強趨勢;接下來是(shi)(shi)“活(huo)化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態”電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)區的電(dian)(dian)流(liu)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia);然后是(shi)(shi)不依賴于電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)顯(xian)示小電(dian)(dian)流(liu)的“鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態”電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)區;最后再(zai)次(ci)出現隨(sui)著電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)的增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)的“過鈍化(hua)狀(zhuang)(zhuang)態”電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)區。這里(li)的腐蝕電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)Ecorr是(shi)(shi)成(cheng)為陽極電(dian)(dian)流(liu)和陰極電(dian)(dian)流(liu)相等條件(jian)的電(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)。


  增加鋼的(de)(de)鉻(ge)含量,則(ze)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)分(fen)極(ji)(ji)(ji)曲線(xian)的(de)(de)變化如圖1-6所(suo)示。因(yin)鉻(ge)的(de)(de)含量增加,最大陽(yang)極(ji)(ji)(ji)溶解電流及靜態區的(de)(de)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)電流趨向于減(jian)少(shao)。不銹(xiu)鋼的(de)(de)鉻(ge)(Cr)含量在(zai)12%以上時(shi),不銹(xiu)鋼易于從活性狀態向鈍化狀態轉(zhuan)移而呈現穩定(ding)的(de)(de)鈍化狀態。


6.jpg