2014年结构工程师专业知识:生锈原因

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    生锈原因

　　普通钢铁制品在潮湿的空气中，渐渐变色，并在表面生成一种红褐色的物质，这种现象叫做钢铁的生锈。

　　让我们先从一个事故来探讨钢铁生锈的原因。

　　外国某化学公司的一家工厂，有一贮存氯化镁的钢质容器，有一次，因容器需要维修而停止工作，厂方排空了容器中的氯化镁，并将容器冲洗了几遍。而后两个工人进入钢质容器维修，一下去就晕倒了，当人们发现后，立即将人救出并送到医院，一人经抢救脱险，另一人不幸死亡。是什么原因导致人员死亡呢?难道容器中含有有毒气体?人们对钢质容器内的空气进行了测定，并没有发现任何有毒气体，但却惊奇地发现容器中空气里的氧气含量远远低于正常标准。为什么容器中会缺氧呢?经分析，发现问题原来出在容器本身，是因为容器生锈的缘故。

　　实验证明――只有水或者只有氧气，铁都不生锈;既有水也有氧气，但没有盐，而铁生锈，说明铁生锈的必要条件只是水和氧气;有水也有氧气，还有盐，生锈的速度比只有氧和水快，说明盐在铁生锈的过程中起到加速生锈的作用。

　　其实质是铁和空气中的氧气、水蒸气等起作用，生成铁的多种氧化物的水合物。

　　铁锈的成分比较复杂，通常简略用Fe2O3.xH2O表示。铁锈是一种松脆多孔的物质，它不能保护里层的铁不被锈蚀，铁锈是一种棕红色的物质，它不像铁那么坚硬，很容易脱落，一块铁完全生锈后，体积可胀大8倍。如果铁锈不除去，这海绵状的铁锈特别容易吸收水分，铁也就烂得更快了。

　　因此时间久了，钢铁制品就可能锈蚀成一堆无用的废品。尤其严重的是，钢铁在含有酸气、氯气的水蒸气中，或接触电解质溶液时，锈蚀得特别快。据统计，每所世界上都有几千万吨钢铁变成了铁锈，而钢铁制品遭破坏而引起的停工减产、产品质量下降、环境污染、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失是无法估量的。因此，钢铁的防锈具有重要的经济意义和社会意义。