Образуются нерастворимые

Одно из принципиальных различий между этими двумя механизмами коррозии металлов заключается в том, что при электрохимической коррозии одновременно происходят два процесса: окислительный (растворение металла на одном участке) и восстановительный (выделение катиона из раствора, восстановление кислорода и других окислителей на другом участке металла). Например, в результате растворения цинка в серной кислоте образуются ионы цинка и выделяется газообразный водород; при действии воды железо переходит в окисное или гидроокис-ное состояние и восстанавливается кислород с образованием гидроксильных ионов. При химической коррозии разрушение металлической поверхности осуществляется без разделения на отдельные стадии и, кроме того, продукты коррозии образуются непосредственно на тех участках поверхности металла, где происходит его разрушение.

Продукта коррозии образуются непосредственно на поверхности металла. Механизм химической коррозии сводится к диффузии .атомов или ионов металла сквозь постепенно утолщащуюся пленку продуктов коррозии и встречной диффузии атомов или ионов агрессивного ; компонента> Скорость и характер химической коррозии определярт;~ ся поэтому сиойствами воаникащих пленок.

Образование границ зерен — структурное превращение, присущее литому металлу (сварному шву, отливке) в период завершения его кристаллизации из жидкого расплава. Границы образуются непосредственно при срастании первичных кристаллитов. Поскольку кристаллические решетки кристаллитов ориентированы произвольно, то их сопряжение при срастании кристаллитов сопровождается существенными искажениями решеток. Эти искажения и приводят к образованию граничной поверхности. Существует также мнение, что границы образуются путем собирания дислокаций, неупорядоченно расположенных в металле после затвердевания в одну граничную поверхность в результате процесса полигонизации, однако более обоснован первый механизм образования границ. Современные представления о строении границ сводятся к тому, что на границах чередуются участки хорошего и плохого соответствия кристаллических решеток соседних зерен. Это так называемые «островные» модели границ зерен. Строение и протяженность участков плохого соответствия зависят от угла разориентировки решеток смежных кристаллитов. Различают малоугловые (угол до 15°) и большеугловые (угол свыше 15°) границы. Малоугловые границы описывают как ряд отдельных дислокаций (рис. 13.9,а). Расстояние между ними D определяется соотношением

Химическая коррозия * — это процесс, протекающий за счет гетерогенной химической реакции. Продукты коррозии образуются непосредственно на корродируемых участках. К этому же виду коррозии относятся:

Установлено [12], что облучение металлов с ГЦК- и ОЦК-решет-ками нейтронами при температурах ниже 0,25 Т приводит в основном к образованию кластеров и дислокационных петель вакансионного и межузельного типов. Вследствие предпочтительности захвата дислокациями межузельных атомов (отношение эффективностей захвата дислокацией межузельного атома и вакансии близко к величине 1,015 [131) при облучении должны развиваться только дислокационные петли межузельного типа. Этот теоретический вывод в целом подтверждается электронно-микроскопическими исследованиями. Однако в чистых металлах после низкотемпературного облучения наблюдаются и дислокационные петли вакансионного типа малых размеров (меньше 25 А). Полагают, что они образуются непосредственно в каскаде смещений, создаваемом быстрыми частицами.

Большого внимания также заслуживает процесс прокатки труб с высокими поперечными ребрами для теплообменной аппаратуры. Многие заводы изготовляют для этой цели ребристые трубы различных типов с навитой ленточной или проволочной спиралью, с насадными шайбами с последующей пайкой, сваркой и оцинко-ванием. Высокая стоимость таких труб и недостаточная эффективность теплоотдачи, несовершенство технологии изготовления ограничивают их применение. Метод прокатки ребристых труб отличается высокой производительностью и экономичностью. При прокатке ребра образуются непосредственно из металла самой трубы (рис. 5). Прокатанные ребристые трубы имеют наиболее высокую эффективность теплоотдачи^ минимальное аэродинамическое сопротивление и высокую прочность.

При разрушении трубы из-за наличия металлургического дефекта причина устанавливается довольно легко после разрезки трубы, внешнего осмотра и исследования макро- и микроструктуры. Свищи и разрывы образуются непосредственно по дефектам. Поверхность

Химическая коррозия. Характерной особенностью химической коррозии, возникающей при взаимодействии металла со средой без появления электрического тока, является то, что продукты коррозии образуются непосредственно на тех участках поверхности, которые вступают в реакцию. Чаще всего химическая коррозия происходит при взаимодействии металла с кислородом, образуя на поверхности окисные пленки. Плотную окисную пленку при химической коррозии обр-азуют кадмий, алюминий, свинец, олово, железо, хром, медь, цинк, никель. Пористые пленки окислов, сравнительно слабо препятствующие дальнейшему окислению, образуют магний, кальций, калий, натрий, поэтому эти металлы требуют специальной защиты от кислорода окружающей среды. i

Продукты химической коррозии образуются непосредственно на

При разрушении трубы из-за дефектов металлургического производства, а также при разрушении сварных соединений из-за технологических трещин, непроваров, подрезов, газовых пор или шлаковых включений причину повреждений установить нетрудно. Свищи и разрывы образуются непосредственно по дефектам. Поверхности несплошности в месте заката, трещины металлургического производ-

В первом случае изделия удовлетворительной прочности с пористостью 68-74 % образуются непосредственно в процессе восстановления TiCb сажей в вакууме. Добавка готового карбида титана в шихту активирует процесс спекания и вследствие этого удается получить изделия, в которых пористость изменяется в широком интервале 35—74 %. Однородность пор в изготовленных изделиях удовлетворительная и они могут использоваться в качестве коррозионностойких фильтров.

Сероводород облагает способностью усиливать как катодную реакцию деполяризации, так и анодную стадию коррозионного процесса, активно действуя на сталь как при высоких, так и при низких температурах, особенно в присутствии конденсирующейся воды. При атом образуются нерастворимые и труднорвстворимые продукты коррозии, состоящие из смеси различных сульфидов железа. Защитные свойства образующихся плёнок зависят от их состава. При низких концентрациях сероводорода образуются плёнки, состоящие в основном иа пирита f»Sa и троидига/ч? 5 , диффузия сероводорода через кото-•торые протекает с небольшой скоростью. При увеличении концентрации сероводорода в покровной плёнке увеличивается содержание канзитв ?, xSe. , который не обладает защитными свойствами С Ю]. Следует иметь в виду, что наиболее опасным о точки арения уем-

В азотной кислоте свинец не стоек, образуя в ней растворимые азотнокислые соли свинца. Скорость коррозии свинца в кислотах увеличивается за счет протекания процесса кислородной деполяризации или при наличии других окислителен, как это имеет место в азотной кислоте, если на поверхности свинца не образуются нерастворимые защитные пленки (при высоких концентрациях HNO3 при комнатной температуре защитные пленки могут образоваться).

Однако необходимо иметь в виду, что если при коррозионном разрушении металла образуются нерастворимые в воде продукты коррозии, сужающие отверстие, через которое вытекает жидкость, то необходимо перед замером удалить их со стенок отверстия. Такая операция важна для получения правильных сведений об истинных размерах отверстия после процесса коррозии и в конечном счете о скорости коррозии.

Для лучшего наблюдения процесса травления образец помещают в реактив полированной поверхностью вверх. Реактив наливают в чашку из фарфора, стекла или кислотостойкой прессованной массы. Чтобы продукты травления не препятствовали выявлению структуры, необходимо перемещать образец или чашку с раствором или располагать поверхность шлифа вертикально. В некоторых случаях необходимо протирать шлиф ватным тампоном, особенно тогда, когда во время травления образуются нерастворимые осадки, препятствующие выявлению структуры или загрязняющие поверхность. При горячем травлении погружением для контроля температуры в реактив помещают термометр.

К включениям относят соединения металлов с неметаллами (металлоидами). Но не все эти соединения принадлежат к включениям. В железных технических сплавах наряду с такими соединениями, как цементит (карбид), фосфид и нитрид, образуются нерастворимые соединения: оксиды, сульфиды, силикаты и т. д.

Катодные ингибиторы коррозии ограничивают и замедляют катодную реакцию. В их присутствии на катоде образуются нерастворимые соединения, например гидроксиды, карбонаты, силикаты и др. Катодными ингибиторами коррозии являются, например, соли цинка и кальция.

Фосфатные, хроматные и оксидные конверсионные покрытия получают химическим путем. Они неэлектропроводны и снижают силу коррозионного тока между локальными элементами при электрохимической коррозии. Такие покрытия нерастворимы и имеют высокую адгезию. При фосфатировании образуются нерастворимые кристаллические фосфаты цинка или марганца и железа. Первоначально реакция протекает так:

В загрязненной атмосфере промышленных объектов покрытие толщиной 25 мкм служит защитой для стали около года,. а в морской среде — до 5 лет. Причина этого различия заключается в следующем: сульфат кадмия, возникающий при коррозии в загрязненной промышленными отходами атмосфере, во время дождя растворяется и смывается, а в морской среде образуются нерастворимые карбонаты и основные хлориды, кото-

Наиболее распространено в промышленности кристаллическое фосфатирование. Для его проведения используют соли двухвалентных металлов, преимущественно монофосфат цинка и марганцевожелезный фосфат (соль «мажеф»). Из растворов этих солей с рН 3,0—3,6 образуются нерастворимые фосфаты в виде кристаллогидратов с толщиной слоя от 2 до 25 мкм и массой 1 м2 от 1 до 10 г. В состав цинкфосфатных слоев, получаемых на стальной поверхности, входят гопеит Zn3(PO4)2 и фосфофиллит 2п2Ре(РО4)2-4Н2О; в состав марганцево-желез-ных —гуреолит MnsH2(PO4)4-4H2O. Эти соединения образуют неразрывное целое с металлом, изменяя природу поверхности и делая ее коррозионно-пассивной [55].

Применительно к. коррозионным проблемам случаи, /когда анодный продукт хорошо растворим, следует отличать от таких, когда на аноде образуются нерастворимые соединения в виде гидроокисей, основных или нейтральных солей. Переходя в раствор, ион металла либо вступает в связь с молекулами растворителя, или же образует комплексные ионы. Наконец, следует иметь в виду возможность .повышения положительной валентности металлических ионов (соответственно понижения отрицательной валентности комплексных анионов). "Если же потенциал анода достигает высоких положительных значений, то ко всем перечисленным направлениям анодных реакций добавляется окисление воды с выделением кислорода. На основании сказанного можно в следующем виде 'Представить классификацию анодных .процессов.

2. Введение раскислителей в металл. При этом образуются нерастворимые в металле соединения, которые вследствие меньшего удельного веса стремятся всплыть в шлак.