Потенциал плотность

и катодная V поляризационные кривые для никеля в 1-н. K2SO4 при 25° С, измеренные потенциостатическим методом: VH п — потенциал начала пассивирования; Vn — потенциал полной пассивности; ^переп — потенциал перепассивации; VQ — потенциал выделения кислорода

4В —область активного растворения металла; ВС — об-ласть активно-пассивного состояния; CD — область устойчивого пассивного состояния; DE — область перепассивации; Е\ — потенциал начала пассивации; ?2 — потенциал начала активации; ?3 — потенциал перепассивации; d — критический ток пассивации; iz — ток полной пассивации

потенциал перепассивации) ток почти не изменяется с изменением потенциала (-4 s=» 0]. После состояния ? = ?пп наблюдается подъ-

Зависимость скорости анодного растворения от потенциала для большинства металлов имеет характерную форму, которая представлена на рис. 4. При протекании электрохимических процессов происходит перенос электрических зарядов через границу металл—коррозионная среда. В связи с этим скорости окисления металла или восстановление окислителя удобно представлять в единицах силы тока. Отмеченные на рис. 4 точки характеризуют следующие величины: ?р — равновесный потенциал металла, ?'к — потенциал коррозии (стационарный потенциал), ?п — потенциал пассивации, Епп — потенциал полной пассивации, ?нт — потенциал питтингообразования, ?цер — потенциал перепассивации, ?р — сила тока обмена в равновесии М"+ + пе = М, 1„ — плотность тока коррозии, ?Кр — плотность критического тока пассивации.

Характер анодных кривых для каждой структурной составляющей и каждого физически неоднородного участка зависит от химического состава этих составляющих, кристаллической структуры, концентрации ионов водорода, температуры, природы и концентрации активаторов, природы и концентрации анодных замедлителей, внутренних напряжений и приложенных внешних напряжений. В зависимости от ряда указанных факторов изменяется равновесный потенциал, потенциалы начала пассивации и полной пассивации, а также потенциал перепассивации и в ряде случаев потенциал пробоя (в присутствии активаторов, внутренних или приложенных внешних напряжений). Одновременно в зависимости от указанных факторов будет изменяться критический анодный ток пассивации и ток в пассивном состоянии.

Уменьшение потенциала анодного нарушения пассивного состояния нержавеющей стали в хлоридных растворах под дей-ствием растягивающих напряжений может служить критерием относительной устойчивости стали к коррозионному растрески-ванию [64]. Даже при нагрузках ниже предела текучести в раз-бавленном растворе хлорида натрия потенциал пробоя нержавеющей стали 18-8 и в нитратном растворе потенциал перепассивации мягкой углеродистой стали значительно уменьшились [65].

Рис. 21. Уменьшение потенциала активного растворения Д<ра при гальваностатической поляризации стали 1Х18Н9Т с плотностью тока 0,75 мА/см2 (/ — статическое нагруже-ние; 2 — скорость деформации в минуту 4,86%; 3 — 21,2%; 4 — 48,6%), плотность тока i области Фладе-потенциала, плотность тока активного растворения /_ при потенциале —250 мВ, плотность тока пассивного состояния i при потенциале 900 мВ, потери массы образцов АО, потенциал полной пассивации Фп и потенциал перепассивации фт в зависимости от степени деформации при статическом нагружении до напряжений, отмеченных цифрами О, 1, 2, 3, 4 на диаграмме растяжения (а). Штриховкой обозначена область пассивного состояния

Уменьшение потенциала анодного нарушения пассивного состояния нержавеющей стали в хлоридных растворах под действием %р затягивающих напряжений может служить критерием относительной устойчивости стали к коррозионному растрескиванию [70 ]. Даже при нагрузках ниже предела текучести в разбавленном растворе хлорида натрия потенциал пробоя нержавеющей стали 18-8 и в нитратном растворе потенциал перепассивации мягкой углеродистой стали значительно уменьшились [71 ].

Рис. 26. Уменьшение потенциала активного растворения Дфа при гальваностатической поляризации стали 1Х18Н9ТС плотностью тока 0,75мА/смг (1 — статическое нагружение; 2 — скорость деформации 4,86 %/мин; 3 — 21,2 %/мин; 4 — 48,6 %/мин), плотность тока ?, области Фладе-потен-циала, плотность тока активного растворения ia при потенциале —250 мВ, плотность тока пассивного состояния tn при потенциале 900 мВ, потери массы образцов АО, 'потенциал полной пассивации ф_ и потенциал перепассивации фт в зависимости от степени деформации при статическом нагруже-нии до напряжений, отмеченных точками О, 1, а, 3, 4 на диаграмме растяжения (а). Штриховкой обозначена область пассивного состояния

железа .Оно характеризуется определенным потенциалом (потенциал перепассивации Фип ). соответствующим началу тафелевской зависимости скорости растворения от потенциала. Можно считать твердо установленным, что появление такой зависимости в области потенциалов, предшествующей выделению кислорода, объясняется началом образования хорошо растворимых ионов металла высшей степени окисления. В случае хрома, например, продуктами анодного растворения в этом случае являются ионы

критич. анодный потенциал пассивации; Е — критич. анодный потенциал полной пассивации; Е — второй критич. потенциал — потенциал перепассивации; iatiwL— анодный критич. ток пассивации; inacc— остаточный ток в пассивном состоянии.

В настоящем издании справочника приведены основные физические характеристики металлов: атомная масса, атомный радиус, число электронов в атоме (атомный номер) и их строение по сравнению со строением благородных газов (гелия — Is2, неона — [Не] 2s22p6, аргона — [Ne]3s23p6, криптона— [Аг]3d'°4s24p6, ксенона— [Кг] 4d105s25pe и радона [Xe]4/I45rf106s26p6), электроотрицательность, ионизационный потенциал, плотность, температуры плавления и кипения. Дополнительно приведены краткие сведения о ресурсах металлов, точности и достоверности определения свойств материалов, сверхпластичности и электропластичности металлов.

Различные структурные составляющие с разным химическим составом, а также отдельные физически неоднородные участки с разной поверхностной энергией могут характеризоваться разными анодными поляризационными кривыми. При этом положение областей состояния металла и силы токов отдельных участков металлического материала могут отличаться. Таким образом, поверхность гетерогенного сплава характеризуется семейством анодных дифференциальных (парциальных) кривых. Эти кривые показывают особенности анодного поведения структурных составляющих и физически неоднородных участков металла в координатах потенциал—плотность анодного тока (эквивалентного скорости коррозии).

одновременного измерения разности потенциалов U? по рис. 3.28 с обеих сторон трубопровода. При еще не уложенных трубопроводах следует рекомендовать синхронную запись на подстанции и в местах пересечения с рельсами или же в точках сближения трассы трубопровода с рельсами. Поскольку впоследствии можно ожидать значительно более отрицательных потенциалов труба—грунт на протяженных участках около рельсов, имеющих положительный потенциал, плотность тока, обычно принимаемую для оценки протяженности зоны защиты при определенном типе изоляционного покрытия трубы, следует существенно увеличить (примерно в 2—4 раза).

Рис. 11. Влияние пластической деформации на анодные поляризационные кривые (ф — потенциал, < — плотность анодного тока):

Следовательно, можно сделать вывод о том, что механохимический эффект при анодном растворении металла сохраняется и в условиях диффузионного контроля скорости реакции. Этот вывод экспериментально подтверждается результатами измерения предельной плотности анодного тока диффузии при исследовании влияния степени деформации на растворимость медных анодов в гальванических ваннах [162]. В кислой ванне (раствор серной кислоты, хлоридов, блескообразующих и выравнивающих добавок) потенциостатически снимали кривые потенциал — плотность тока на медных анодах, предварительно отожженных и затем прокатанных для получения различных степеней деформации.

Для их практического использования необходимо знать напряжения непосредственно в вершине трещины о, величину а для данной системы металл—среда, а также значение Ра. Последние два параметра можно определить экспериментально: Рл — величина тангенса угла наклона анодной ветви поляризационной зависимости, построенной в координатах; электродный потенциал - плотность поляризующего тока. Для использования уравнений (6) и (9) при подсчете скорости наводороживания необходимо, кроме того, знать величину анодной поверхности в вершине трещины, а также численные значения коэффициентов «Н2 и ^н, • Данных о значениях коэффициентов в литературе нами не обнаружено. Bo-видимому, для достаточно глубокой трещины их значения близки к единице, т. е. катодный процесс идет практически только с водородной деполяризацией, а весь восстановленный водород абсорбируется металлом. Аналогичные расчеты для скачкообразного этапа развития трещины еще более осложнены, поскольку свойства короткоживущей СОП быстро изменяются во времени и одновременно с Д вменяется и величина Рй.

Ток, протекающий в системе металл—электролит — металл, называется локальным, а сама система представляет собой своеобразный короткозамкнутый гальванический элемент. Теория, объясняющая механизм коррозии работой многочисленных макро- и микроэлементов, создана швейцарским ученым Де ла Ривом в 1830 году и впоследствии дополнена Акимовым и Эвансом. Теория локальных элементов убедительна, доступна и удобна тем, что позволяет использовать модели гальванических элементов при изучении качественных закономерностей коррозии. Полученные результаты в виде коррозионных диаграмм потенциал — ток, называемых диаграммами Эванса, или поляризационных коррозионных диаграмм Шультина потенциал — плотность тока очень наглядны.

Пассивное состояние нержавеющих сталей возникает при определ. потенциалах и скоростях катодной реакции. Для возникновения пассивного состояния любого металла, в т. ч. и нержавеющих сталей, необходимо, чтобы окислительно-восстановит. потенциал среды, а следовательно, потенциал катодной реакции превышал значения первого критич. анодного потенциала пассивации металла и чтобы катодный ток (скорость катодного процесса) превышал значение плотности критич. анодного тока пассивации. Несоблюдение этих условий приводит к активному состоянию, и нержавеющая сталь интенсивно растворяется. Условия пассивности нержавеющих сталей обеспечиваются в окислит, средах, а условия активного состояния — в восстановительных или слабоокислит. средах, что соответствует экспериментальным данным по коррозионной стойкости нержавеющих сталей в различных средах (табл. 1). Чем выше содержание хрома, тем отрицательнее потенциал пассивации и ниже плотность тока анодной пассивации нержавеющих сталей (табл. 2). Указанные электрохимические параметры характеризуют склонность нержавеющих сталей к пассивации.

критич. потенциал плотность критич. критич. потенциал

Питтинговая коррозия никеля и никелевых сплавов возникает при нарушении пассивности в отдельных точках поверхности, экспонируемой в агрессивной среде. В таких точках происходит анодное растворение, в то время как большая часть поверхности остается пассивной. Питтинговая коррозия на никеле развивается преимущественно вблизи структурных дефектов, например границ зерен, а также на повреждениях поверхности, таких как царапины. Уменьшить вероятность питтингообразования на повреждениях поверхности можно с помощью электрополирования, но к структурным дефектам это относится в меньшей степени. На практике Питтинговая коррозия никеля и никелевых сплавов возникает в коррозионно-активных средах, содержащих хлориды или другие агрессивные ионы, а кроме того, она более вероятна в кислых, чем в щелочных или нейтральных растворах. Влияние рН среды и наличия хлор-ионов на питтинговую коррозию никеля иллюстрируют кривые потенциал — плотность анод-

Ток, протекающий в системе металл — электролит — металл, называется локальным, а сама система представляет собой своеобразный короткозамкнутый гальванический элемент. Теория, объясняющая механизм коррозии работой многочисленных макро- и микроэлементов, создана швейцарским ученым Де ла Ривом в 1830 году и впоследствии дополнена Акимовым и Эвансом. Теория локальных элементов убедительна, доступна и удобна тем, что позволяет использовать модели гальванических элементов при изучении качественных закономерностей коррозии. Полученные результаты в виде коррозионных диаграмм потенциал — ток, называемых диаграммами Эванса, или поляризационных коррозионных диаграмм Шультина потенциал — плотность тока очень наглядны.

Рис. 117. Кривые потенциал — плотность тока неплатинированного (1) и платинированного титана (2) [179]