Адрес этой страницы' ?>

§ 7. Коррозия металлов и сплавов

Виды коррозии.

Коррозией металла называется разрушение его в результате химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой.

Ржавление железа под действием среды, разрушение деталей химической аппаратуры от воздействия растворов солей, кислот и щелочей, окисление стали при нагреве ее в печах (окалинообразование) являются примерами коррозионного разрушения металлов.

На процесс коррозии оказывают влияние внутренние и внешние факторы. К первым относятся химический состав металла или сплава, наличие в нем посторонних включений, физическое состояние (структура, состояние поверхности, степень напряжения), а к внешним факторам - характер корродирующей среды, скорость ее движения, ее температура и концентрация.

Чистые металлы подвержены коррозии в меньшей степени, чем их сплавы. Посторонние включения снижают сопротивление коррозии. Наибольшей коррозионной стойкостью обладают однофазные сплавы (чистые металлы, твердые растворы, химические соединения). Многофазные сплавы (механические смеси) корродируют быстрее. По характеру коррозионных разрушений различают общую (сплошную), местную (пятнами, язвами, точками), интеркристаллитную (по границам зерен), транскристаллитную (по определенным кристаллографическим плоскостям).

Местная коррозия протекает при местных нарушениях поверхностной окисной пленки, образующейся на некоторых металлах.

Интеркристаллитиая и транскристаллитная коррозии имеют место при наличии неоднородности химического состава. Они наблюдаются по границам зерен или по направлению линии сдвига в кристаллах.

Большое распространение эти виды коррозии получают при наличии в металле напряжений (особенно переменных). Разрушение металла, в случае одновременного действия коррозии и переменных напряжений называется коррозионной усталостью. В результате коррозионной усталости в деталях появляются микротрещины, переходящие затем в более крупные, приводящие к полному разрушению детали. Потери цветных и черных металлов от коррозии составляют 10% ежегодной мировой выплавки.

Существует два типа коррозии: химическая и электрохимическая.

В основе химической коррозии лежат реакции между металлом и веществами внешней среды, не сопровождающиеся возникновением электрического тока.

При электрохимической коррозии разрушение металлов связано с возникновением электрического тока под действием электролитов или других причин.

При погружении металла в электролит ионы (электрически положнтельно заряженные частицы, находящиеся на поверхности металла) переходят в раствор в количестве, зависящем от природы металла и электролита.

В результате этого электролит, прилегающий к металлической пластине, заряжается положительно, а сама пластина - отрицательно за счет оставшихся на ней электронов. Разность потенциалов, создающаяся на поверхности соприкосновения металла с электролитом и характеризующая способность металла к растворению, называется электродным потенциалом. Металлы обладают различной способностью переходить в раствор, т. е. различной упругостью растворения. Электродные потенциалы металлов определяются экспериментально по отношению к водородному потенциалу, значение которого принято за нуль. В соответствии с этим все металлы по их нормальному потенциалу можно расположить в следующем порядке:

Металлы, расположенные в этой системе до водорода, растворяются тем больше, чем больше отрицательное значение их потенциалов. Металлы, следующие после водорода, имеют положительный потенциал. Они отличаются слабой растворимостью, металлические ионы (катионы) другого металла откладываются на них из нормального раствора соли.