Образованием поверхностного

Если железо с помощью потенциостата анодно поляризовано в 1 н. H2SO4, к которой добавлен хлорид натрия (>3-10~4 моль/л), кажущаяся область перепассивации смещается в сторону более низких потенциалов. Однако вместо выделения кислорода металл локально корродирует с образованием питтингов [31 ]. Сходным образом, если нержавеющая сталь 18-8 анодно поляризована в 0,1 н. Nad при потенциалах начала пассивной области, сплав остается пассивным неопределенно долгое время, аналогично тому, как он ведет себя в растворе Na2SO4. Но при потенциале, превышающем критический, происходит резкое увеличение тока, со^ провождаюдцееся спонтанным образованием питтингов (рис. 5.8). С увеличением концентрации С1~ критический потенциал для стали 18-8 снижается, а с повышением рН и снижением температуры — возрастает [32]. При добавлении в раствор NaCl других солей, например Na2SO4 (рис. 5.8) или NaNO3, NaClO4, критический потенциал также сдвигается в сторону увеличения. Если содержание других анионов достаточно, чтобы сдвинуть потенциал до значений, превышающих ?КрИт> нержавеющие стали вообще не подвергаются питтингу при выдержке в водных растворах солей. В этих условиях добавленные соли становятся эффективными ингибиторами. Например, добавление 3 .% NaNO3 к 10 % FeCl3 препятствовало питтингообразованию или сколько-нибудь заметной потере массы нержавеющей стали 18-8 в течение более 25 лет, тогда как в отсутствие NaNO3 она заметно корродирует за несколько часов [33]. Добавление 3 % NaNO3 сдвигает критический потенциал питтингообразования до значений, превышающих потенциал катода при разомкнутой цепи или потенциал реакции Fe3+ + в =*=*= Fe2+. Леки [34 ] аналогичным образом поляризовал нержавеющую сталь 18-8 в 0,1 н. NaCl при 0,1 В ниже критического потенциала в течение 14 недель; при этом питтингообразования не наблюдалось.

Фреттинг-коррозия часто является причиной разрушения рессор, головок болтов и заклепок, деталей самоустанавливающихся механизмов подшипников на камнях, винтов регулируемого шага, деталей на горячей посадке, контактов электрических реле, соединительных тяг и многих других механизмов, подвергающихся вибрации. Фреттинг-коррозия может вызвать обесцвечивание сложенных штабелями листов металла при транспортировке. Впервые фреттинг-коррозия была отмечена при перевозке автомобилей по железной дороге из Детройта на Западное побережье. Вследствие вибрации шарикоподшипники колес подвергались фреттинг-коррозии с образованием питтингов, что привело к порче автомобилей. Подобное разрушение чаще наблюдалось в зимнее время,

Для пассивных металлов критерий защиты иной. Поскольку такие пассивные металлы, как алюминий или нержавеющая сталь* при низких скоростях коррозии растворяются равномерно; а при высоких — с образованием питтингов, их катодная защита обеспечивается уже при поляризации до значений более отрицательных, чем критический потенциал питтингообразования (см. разд. 5.5.2). Последний лежит в пассивной области, и его значение тем ниже, чем выше концентрация С1~-ионов; в 3 % растворе Nad его значение для алюминия составляет —0,45 В.

растрескивается и местами отслаивается, и скорость коррозии начинает быстро расти с образованием питтингов. При удалении окалины с поверхности стали скорость коррозии уменьшается. Максимальная глубина питтингов на прокатанной стали, очищенной от окалины, при атмосферной коррозии не превышает 2—3 мм, а в тех же условиях на стали, не очищенной от окалины, наблюдались питтинги глубиной до 6-7 мм.

Высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях обладают алюминиевые сплавы. Несмотря на то, что коррозия алюминиевых сплавов, как правило, развивается с образованием питтингов, постоянная смена участков активации и репассивации на поверхности металла приводит к почти равномерной коррозии. Однако необходимо учесть влияние структурных составляющих, которые могут облегчить возникновение межкристаллитной, расслаивающей коррозии и коррозионного растрескивания. Анодные включения преимущественно растворяются, и если они расположены в виде цепочки по границам зерен, то коррозия

Показано [ 135], что в 0,1 н. растворе NaCI двух-компонентные сплавы Cr—Ni с содержанием хрома до 29,4% растворяются с образованием питтингов и что с ростом содержания хрома в таком сплаве критический потенциал питтингообразования смещается в положительном направлении (особенно резко в области 10-20% хрома - см. рис. 18).

Испытания бурильных труб размером 129Х 11 мм подтвердили эффективность ингибитора ЩОД. Условный предел выносливости легкосплавных труб повысился в щелочном растворе с 15 до 35 МПа, а в соленасы-щенном с 25 до 35 МПа. Широкие промышленные испытания показали, что бурильные трубы из сплава Д16Т в эксплуатационных условиях подвержены интенсивному коррозионному износу по внешней и внутренней поверхностям с образованием питтингов глубиной до 3 мм. При введении в промывочные жидкости ингибиторов ЩОД и СГ резко снижается коррозия труб и не происходит их коррозионно-усталостное разрушение.

Если сравнить стандартные электродные потенциалы Ti и таких технически важных металлов, как Fe, Cr, Ni, Mo,Ta, Mb, Zr, то можно легко убедиться, что Ti в их ряду является одним из наиболее термодинамически неустойчивых. Однако его коррозионная стойкость значительно выше, чем у многих перечисленных металлов. Ti легче пассивируется, чем Fe, Ni, Cr. Mo, Та, Nb, Zr ещё более склонны к пассивации, чем Ti, вследствие происходящей в коррозионной среде самопассивации без применения внешней анодной поляризации. Тем не менее при положительных электродных потенциалах Mo, Cr и Ni имеют область перепассивации, в которой они растворяются в виде ионов более высокой валентности, в то время как у Ti подобная область перепассивации в кислых средах не наблюдается. Zr более стоек, чем Ti, в растворах НС1, HiS04 и других кислот. Но при анодной поляризации в растворах НС1 Zr подвержен растворению с образованием питтингов. Таким образом, лишь Та и Nb превосходят Ti по коррозионной стойкости, что обусловлено их более лёгкой пассивируемостью и большей устойчивостью пассивного состояния.

Высокие значения ?пит стали ОЗХ17Н14С4 (рис. 1.59) (по сравнению со сталью без кремния) свидетельствуют о высокой сопротивляемости ПК, однако этому предшествуют более отрицательные потенциалы неустойчивой активации, обусловленной образованием питтингов у включений SiO2 [1.16]. При температуре 55 °С активация становится устойчивой, а потенциал .Епит скачком смещается в отрицательную сторону и становится более отрицательным, чем для стали, не легированной кремнием. Такой же эффект наблюдается при переходе к более концентрированным растворам хлорида.

Развитие локальных повреждений пассивирующих слоев на поверхности стали, обусловленное образованием питтингов, инициировали гальваио.статической анодной поляризацией образцов стали с плотностью тока 10 мА/см . Растворение стали происходило с накоплением в питтингах хрома. Скорости растворения железа и хрома стабилизировались через 30-40 мин.

Основные затруднения при сварке титана связаны с его высокой химической активностью по отношению к газам при нагреве и расплавлении. Так, при температурах 350° С и выше титан активно поглощает кислород с образованием структур внедрения, имеющих высокую прочность, твердость (может быть в 2 раза выше, чем у титана) п малую пластичность. Кислород стабилизирует а-фазу при его взаимодействии по реакции Ti -)- О2 -----= TiCX, с образованием поверхностного слоя большой твердости, который называется альфировапным слоем.

содержит ион хрома и тетраэдрически расположенные вокруг него четыре иона кислорода: расположение зарядов таково, что центр иона очень положителен и притягивает электроны на поверхности железа, что до некоторой степени придает неподвижность электронам, а ионы кислорода оказывают такое же действие на ион-атомы металла, что задерживает коррозию железа. По мнению ряда исследователей, адсорбционное взаимодействие хроматов с железом сопровождается образованием поверхностного соединения (рис. 244, б).

* Указанное уравнение выбрано для насыщенного водного раствора Fe(OH)2, рН которого составляет 9,5. Это значение, как показано в разд. 6.1.3, находится в интервале рН = 4-=-10, который наблюдается на поверхности железа. Другие корродирующие металлы имеют иные характерные поверхностные значения рН, но то же соотношение 2 [М2+] = [ОН~], а это приводит к тому, что наружный раствор не влияет на значение рН, обусловленное образованием поверхностного гидроксида металла. — Примеч. авт.

В известных случаях в гетерогенных системах в формировании адсорбционного защитного слоя могут участвовать и некоторые компоненты среды. Так, например, в гетерогенной системе нефть — вода на поверхности контактирующего с ней металла могут образовываться более сложные слои типа «сэндвича», где одной обкладкой служит металл, другой — углеводородный слой, а между ними находится соответствующим образом ориентированный ингибитор. Такая двухслойная пленка обеспечивает более полную защиту металла, чем один слой ингибитора. Ни в одном из рассмотренных случаев защита от коррозии не связана с образованием поверхностного слоя оксида или гидроксила и с последующим переходом металла в пассивное состояние. Адсорбционные ингибиторы могут поэтому применяться для защиты любых металлов, как пассивирующихся, так и не способных переходить в пассивное состояние.

Травитель 68 [20 мл HNO3; 1 г СиС1а; 65 мл этилового спирта; 15 мл Н2О]. Своеобразие структуры быстрорежущей стали, закаленной с высоких температур, заключается в том, что в одних случаях выявляются границы зерен аустенита, в других — мар-тенситная структура. Это может быть не связано с действием различных реактивов или с влиянием нагрева, а обусловлено образованием поверхностного мартенсита. Как установил Амберг [53], там, где спиртовым раствором азотной кислоты выявляется аустенитная структура, часто — в зависимости от содержания пикриновой кислоты — при более длительном (на 30—60 с) травлении реактивом 67 выявляется мартенситная структура. Не приписывая действию травителя Амберга особой эффективности по сравнению с азотной кислотой, Эдлунд [47] объясняет полученные Амбер-гом результаты тем, что шлиф после полировки подвергали более длительному травлению. При этом, по его мнению, должно было бы образоваться некоторое количество поверхностного мартенсита, который можно было бы выявить с помощью азотной кислоты также четко, как и травителем Амберга.

Если же рабочая точка располагается не на неполяризуемом участке кривой, например в случае поляризации, обеспечиваемой образованием поверхностного слоя, то вместо формулы (7.14) должно применяться выражение

Преимущественное ускорение сероводородом анодного • процесса коррозии объясняется образованием поверхностного соединения С=еН5~)адс, которое является катализатором анодной реакции ионизации металла и действует подобно ионам ОН~ при анодном растворении железа [110-115].

Увеличение скорости анодного процесса ионизации железа под действием сероводорода можно объяснить образованием поверхностного катализатора (Fe!-U$)anc в результате взаимодействия адсорбированных молекул сероводорода с поверхностными атомами железа по реакции

Можно предположить, что эффективными ингибиторами сероводородной кислотной коррозии железа будут соединения, которые в сероводородных растворах медленно генерируют вещества, способные давать нерастворимые продукты с-сероводородом. Эти вещества могут вступать во взаимодействие и со слоем хемосорбированного сероводорода, находящимся на поверхности металла, с образованием поверхностного барьера фазового характера, который прочно удерживается, поверхностью. Этот барьер, нерастворимый в коррозионной среде, изолирует от нее поверхность металла (рис. 8,1 ). К таким веществам относятся, например, альдегиды (формальдегид и др.). Наиболее эффективными будут соединения, которые разлагаются с вы-« делением альдегида каталитически, роль катализатора при этом выполняет поверхность корродирующего металла.Рас-ход ингибитора на образование защитной фазовой пленки

Исследования проводили на мартенситостареющих сталях типа Н18К9М5Т, Х15К19МЗ, Х14К14Н4МЗ, Х12Н7К7М4, Н8Г4М, Н5Г7М. Методом высокотемпературной металлографии установлено, что на начальных этапах oc-»-f превращение в исследованных сталях проходит по сдвиговому механизму с образованием поверхностного рельефа, фрагменты которого представляют «пачки» параллельных пластин, ограниченных аустенитным зерном (рис. 1). Пластины аустенита имеют ориентировку исходных пластин мартенсита. Это следует из отсутствия структурных изменений в поверхности шлифа, предварительно протравленного на мартенсит. Рельеф образуется на всей поверхности шлифа за 3—10 с. За такое же время контрастность рельефа в фазово-контрастном микроскопе достигает максимума, что затрудняет выявление кинетики сдвигового превращения.

В Институте проблем материаловедения АН УССР разработаны технологические процессы сульфидирования [5], сульфо-борирования [6] и борирования пористых нержавеющих сталей, протекающие одновременно со спеканием. Основной особенностью получаемых материалов является то, что наряду с образованием поверхностного слоя, включения боридов ( рис. а) и сульфидов ( рис. б) располагаются равномерно по всему сечению образца. При сульфоборирующем спекании в структуре материала образуются одновременно включения сульфидов и

Рекомендуем ознакомиться:

Образованием микротрещин

Определяем требуемую

Определяется амплитудой

Определяется действующими

Образующей начальных

Определяется движением

Определяется геометрической

Определяется характеристикой

Определяется интегралом

Определяется изменением

Определяется жесткостью

Определяет эффективность

Меню:

Главная страница Термины