金属材料抵抗各种化学作用的能力称为金属的化学性能。它主要指金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性。
耐腐蚀性
金属材料在常温下抵抗氧、水蒸气及其他化学介质的腐蚀作用称为耐腐蚀性。
交流与讨论
在碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、金、银和钛这些常见的金属材料中：
耐腐蚀的金属是：__________。
易腐蚀的金属是：__________。
腐蚀不仅使金属材料本身受到损害，同时给生产生活也会带来很大的不便，严重时还会使金属构件遭到破坏，引起重大的伤亡事故。据报道，全世界每年因金属材料腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美金，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。我国因金属材料腐蚀造成的损失占国民生产总值 （GNP）的4％，钢铁因腐蚀而报废的数量占钢铁当年产量的25％～30％。金属材料腐蚀还可能造成环境污染。例如，重金属制成的材料被腐蚀后重金属离子就会进入水体、土壤中，引起重金属污染。因此，采取各种措施防止金属材料的腐蚀十分必要。
在长期的实践中，人们在金属材料防腐蚀方面积累了非常丰富的经验，研究出多种防腐方法，大大延长了金属材料的使用寿命，也使金属材料的表面更加美观。
1.覆盖法防腐
覆盖法防腐是指把金属同腐蚀介质隔开，以达到防腐目的。覆盖法具体可分为以下几种。
（1）喷涂油漆。这是最常见的防腐方法，如给汽车喷漆。北京的国家体育馆 “鸟巢”的钢结构刷了6层防腐漆，可确保25年不生锈。
（2）镀层。在易腐蚀的金属表面电镀 （或喷镀）上一层耐腐蚀的金属镀层，如镀锌、镀铬、镀铜、镀金、镀银等。自来水管、钢丝 （俗称铁丝）、白铁皮都经过镀锌处理。普通自行车把手、自行车钢圈通常用镀铬防腐。如图1-9所示为纳米镜面喷涂的水龙头把手。
图1-9 纳米镜面喷涂的水龙头把手
（3）喷塑。把塑料喷涂在零件上。目前广泛用于电器设备金属外壳的防腐。如图1-10所示为表面喷塑的电气机箱。
图1-10 表面喷塑的电气机箱
（4）涂油脂。当零件或工具表面需要保持光洁时，常采用上油或涂脂的方法防腐，如机床导轨、游标卡尺的防腐。
（5）发蓝处理。将除锈后的零件放入氢氧化钠、硝酸钠、亚硝酸钠溶液中，在140℃～150℃温度下，保温60～120min，使零件表面生成一层以Fe3O4为主的蓝黑色的多孔氧化膜，经浸油处理后，能有效地抵抗干燥气体腐蚀。发蓝处理广泛用于机械零件 （图1-11）的防腐。
图1-11 发蓝处理的机械零件
（6）搪瓷。在金属表面涂覆一层或数层瓷釉，通过烧制，两者发生物理化学反应而牢固结合的一种复合材料。这种复合材料既有金属的强度，又有涂层的耐腐蚀、耐磨、耐热、无毒及可装饰等特点。
2.提高金属本身的耐腐蚀性
采用以下方法可提高金属本身的耐腐蚀性。
（1）在冶炼金属材料的过程中加入一些合金元素，以增强其耐腐蚀能力，如不锈钢就是很有代表性的一例。
（2）采用化学热处理渗铬、渗铝、渗氮使金属表面产生一层耐腐蚀性强的表面层。
3.电化学防腐
电化学防腐经常采用的是牺牲阳极法，即用电极电位较低的金属与被保护的金属接触，使被保护的金属成为阴极而不被腐蚀。牺牲阳极法广泛用于防止海水腐蚀及地下的金属设施的防腐。如在轮船的外表面焊上一些锌块。
4.干燥气体封存法
干燥气体封存法采用密封包装，在包装袋内放入干燥剂或充入干燥气体，湿度控制在35％，使金属防腐。主要用于包装整架飞机、整台发动机和枪械等。
金属防腐方法比较见表1-4。
表1-4 金属防腐方法比较
你知道吗？
白铁皮、镀锌钢管为何耐腐蚀
提水的小铁桶，是用白皮铁做的，它的表面有冰花状的结晶，这就是锌的结晶体。锌是银白色的金属。在白铁皮、钢管表面镀上锌，主要是为了防止铁被锈蚀。然而，奇怪的是，锌比铁更容易生锈；一块纯金属锌放在空气中，表面很快就变成蓝灰色——生锈了。这是锌与氧气化合生成氧化锌的缘故。可是这层氧化锌却非常紧密，它能严严实实地覆盖在锌的表面，保护里面的锌不再生锈。这样，锌就很难被腐蚀。正因为这样，人们便在钢板、钢管表面镀上一层锌防止生锈。全世界每年生产的锌，有40％被用于制造镀锌白铁皮、镀锌钢管等。
抗氧化性
有许多零件在高温下工作，制造这些零件的材料，就要求具有良好的抗氧化性。
金属材料在高温时抵抗氧化作用的能力称为抗氧化性。长期在高温下工作的零件，如工业用的锅炉、加热设备、汽轮机、喷气发动机、火箭、导弹，易发生氧化腐蚀，形成一层层的氧化铁皮。金属氧化材料的氧化随温度的升高而加速。氧化不仅造成材料的过量损耗，也可以形成各种缺陷。因此，在高温下制造或使用金属零件，必须考虑抗氧化性。例如，钢材在铸造、锻造、焊接、热处理等热加工作业时，其周围常有一种还原气体或保护气体，以免材料金属的氧化。
交流与讨论
耐腐蚀性和抗氧化性从本质上讲都是金属材料腐蚀问题，请你谈一谈引起 “氧化腐蚀”的介质和条件与一般的腐蚀有什么不同之处。
练习与实践
一、填空题 （请为下表中的零件或用具选择防腐方法）
二、选择题
1.下列金属材料中耐腐蚀性差的是 （ ）。
A.不锈钢 B.纯铜 C.纯铝 D.碳钢
2.枪管通常采用的防腐方法是 （ ）。
A.喷涂油漆 B.镀铬 C.喷塑 D.发蓝处理
三、简述与实践题
1.汽车车身喷涂油漆起什么作用？
2.暂时不使用的刀具等金属器件要擦干并涂上油或是凡士林，为什么？
3.有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这是经过 “发蓝处理”形成的。你知道什么是 “发蓝处理”吗？为什么刀片要进行 “发蓝处理”？
4.观察普通自行车的金属零件，哪些部件经过了表面处理？这些处理属于哪种类型（如镀铬、发蓝等）？其主要目的是什么？
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