Υπάρχουν χιλιάδες κράματα που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία, και μόνο λίγα από αυτά παρουσιάζονται εν συντομία.
Η ικανότητα των μεταλλικών υλικών να αντιστέκονται στη διάβρωση του μέσου σε διαβρωτικό μέσο ονομάζεται αντοχή στη διάβρωση του μετάλλου. Τα καθαρά μέταλλα με υψηλή αντοχή στη διάβρωση συνήθως πληρούν μία από τις ακόλουθες τρεις προϋποθέσεις:
① Μέταλλα με υψηλή θερμοδυναμική σταθερότητα. Συνήθως, το τυπικό δυναμικό ηλεκτροδίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κριθεί και αυτό με θετική τιμή είναι πιο σταθερό. Όσοι είναι λιγότερο σταθεροί είναι λιγότερο σταθεροί. Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν πολύτιμα μέταλλα με καλή αντοχή στη διάβρωση, όπως Pt, Au, Ag και Cu.
② Μέταλλα που παθητικοποιούνται εύκολα. Πολλά μέταλλα μπορούν να σχηματίσουν πυκνό φιλμ οξειδίου με προστατευτική δράση στο οξειδωτικό μέσο, το οποίο ονομάζεται παθητικοποίηση. Τα πιο εύκολα παθητικοποιούμενα μέταλλα είναι τα Ti, Zr, Ta, Nb, Cr και Al.
③ Ένα μέταλλο του οποίου η επιφάνεια μπορεί να σχηματίσει ένα φιλμ προϊόντος διάβρωσης που είναι αδιάλυτο και έχει καλή απόδοση προστασίας. Αυτή η κατάσταση συμβαίνει μόνο όταν το μέταλλο βρίσκεται σε ένα συγκεκριμένο μέσο διάβρωσης. Για παράδειγμα, το Pb και το Al βρίσκονται στο διάλυμα H2SO4, το Fe είναι στο διάλυμα H3PO4, το Mo είναι στο υδροχλωρικό οξύ και ο Zn στην ατμόσφαιρα.
Επομένως, σύμφωνα με τις παραπάνω αρχές, μια σειρά από ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα λαμβάνονται με κράμα στη βιομηχανία. Γενικά, υπάρχουν τρεις αντίστοιχες μέθοδοι:
① Βελτιώστε τη θερμοδυναμική σταθερότητα του μετάλλου ή του κράματος, δηλαδή προσθέστε στοιχεία κράματος με υψηλή θερμοδυναμική σταθερότητα στο αρχικό μη ανθεκτικό στη διάβρωση μέταλλο ή κράμα, έτσι ώστε να σχηματιστεί ένα στερεό διάλυμα, να βελτιωθεί το δυναμικό ηλεκτροδίου του κράματος και να ενισχυθεί η διάβρωσή του αντίσταση. Για παράδειγμα, η προσθήκη Au στο Cu και Cu, Cr κ.λπ. στο Ni ανήκουν σε αυτή την κατηγορία. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος προσθήκης μεγάλου αριθμού πολύτιμων μετάλλων έχει περιορισμένη εφαρμογή σε βιομηχανικά δομικά υλικά.
② Η προσθήκη εύκολα παθητικοποιούμενων στοιχείων κράματος, όπως Cr, Ni, Mo, κ.λπ., μπορεί να βελτιώσει την αντίσταση στη διάβρωση του βασικού μετάλλου. Ο ανοξείδωτος χάλυβας χρωμίου μπορεί να κατασκευαστεί με την προσθήκη κατάλληλης ποσότητας Cr στον χάλυβα.
Το πείραμα δείχνει ότι η αντοχή στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα μπορεί να επιτευχθεί μόνο όταν η περιεκτικότητα σε Cr είναι μεγαλύτερη από 13 τοις εκατό. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε Cr, τόσο καλύτερη είναι η αντίσταση στη διάβρωση. Αυτός ο τύπος ανοξείδωτου χάλυβα έχει καλή αντοχή στη διάβρωση σε οξειδωτικό μέσο, αλλά κακή αντοχή στη διάβρωση σε μη οξειδωτικό μέσο, όπως το αραιό θειικό οξύ και το υδροχλωρικό οξύ. Αυτό συμβαίνει επειδή το μη οξειδωτικό οξύ δεν είναι εύκολο να κατασκευαστεί το κράμα να σχηματίσει μεμβράνη οξειδίου και επίσης έχει επίδραση διάλυσης στο φιλμ οξειδίου.
③ Η προσθήκη στοιχείων κράματος που μπορούν να προάγουν το σχηματισμό μιας πυκνής προστατευτικής μεμβράνης προϊόντος διάβρωσης στην επιφάνεια του κράματος είναι ένας άλλος τρόπος παρασκευής ανθεκτικών στη διάβρωση κραμάτων. Για παράδειγμα, ο χάλυβας μπορεί να αντισταθεί στην ατμοσφαιρική διάβρωση λόγω του σχηματισμού μιας συμπαγούς ένωσης υδροξειδίου του σιδήρου [FeOx · (OH) 23-2x] στην επιφάνειά του, η οποία μπορεί να παίξει προστατευτικό ρόλο. Η προσθήκη Cu και P ή P και Cr στον χάλυβα μπορεί να προάγει το σχηματισμό μιας τέτοιας προστατευτικής μεμβράνης, επομένως ο χάλυβας χαμηλού κράματος με αντοχή στην ατμοσφαιρική διάβρωση μπορεί να κατασκευαστεί από Cu, P ή P και Cr.
Η διάβρωση μετάλλων είναι η πιο επιβλαβής αυθόρμητη διαδικασία στη βιομηχανία, επομένως η ανάπτυξη και εφαρμογή ανθεκτικών στη διάβρωση κραμάτων έχει μεγάλη κοινωνική σημασία και οικονομική αξία
