Растворимость компонента

Рис. 162. Относительная растворимость кислорода в водных растворах неорганических веществ при 25° С (растворимость в чистой воде принята за 100%)

При электрохимической к'оррозии металлов в нейтральных электролитах, протекающей с кислородной деполяризацией, повышение температуры снижает перенапряжение ионизации кислорода и ускоряет диффузию кислорода к поверхности корродирующего металла, но уменьшает растворимость кислорода (рис. 252). Если кислород не может выделяться из раствора при повышении температуры (замкнутая система, например паровой котел), то

и ЫС1). С увеличением концентрации соли скорость коррозии большинства металлов вначале растет, а затем уменьшается. Наличие максимума на кривых объясняется тем, что повышение концентрации соли, с одной стороны, увеличивает электропроводность электролита и часто активирует анодный процесс, что способствует ускорению коррозии, а с другой стороны, уменьшает растворимость кислорода, что способствует замедлению коррозии. Последний фактор определяет скорость коррозии на

Коррозия большинства металлов в растворах солей протекает с кислородной деполяризацией, поэтому скорость коррозии в неподвижных растворах определяется процессом подвода растворенного в электролите кислорода к металлу. Количество же подводимого кислорода, а следовательно, и скорость коррозии металлов в этих условиях, может зависеть от состава раствора, который влияет на растворимость кислорода.

На рис. 38 показана зависимость растворимости кислорода от концентрации некоторых солей в воде. Из приведенных кривых видно, что растворимость кислорода в растворах солей с повышением их концентрации падает. Так как в большинстве случаев коррозионный процесс в растворах солей протекает с кислородной деполяризацией, то, как было показано выше, скорость коррозии металлов в этих случаях падает.

При коррозии металлов с кислородной деполяризацией, когда скорость коррозии определяется диффузией кислорода, наблюдается более сложная температурная зависимость, так как действуют новые факторы (уменьшение растворимости кислорода, увеличение скорости его диффузии, возрастание конвекции и др.). Следовательно, при коррозии металла, скорость которой определяется, в частности, растворимостью кислорода, последняя с ростом температуры уменьшается и может иметь место обратная температурная зависимость — коррозия с повышением температуры может уменьшаться. Если лимитирующим фактором является ионизация кислорода, то повышение температуры увеличивает ско-рост коррозии за счет уменьшения перенапряжения ионизации кислорода. Уменьшение скорости коррозии вследствие понижения концентрации кислорода в растворе особенно характерно для коррозии железа в воде в открвггой системе. Вода в открытой системе при комнатной температуре содержит в I дм'1 около 6 см3 растворенного кислорода, а при температуре около 100° С растворимость кислорода в воде, находящейся в этой системе, практически падает до нуля. Вследствие этого скорость коррозии железа в воде изменяется при повышении температуры различно, в зависимости от того, открыта или закрыта система (рис. 42).

Кривая, относящаяся к коррозии закрытой системы, близка к прямой, гак как вследствие повышения давления свободное удаление кислорода из раствора затруднено и по мере повышения температуры скорость коррозии будет непрерывно возрастать за счет ускорения диффузии кислорода и снижения перенапряжения ионизации кислорода. Кривая, относящаяся к открытой системе, дает сначала с повышением температуры увеличение скорости коррозии, которое максимально при 70—80°С \\ происходит вследствие преобладания ускоряющего действия температуры. При дальнейшем повышении температуры растворимость кислорода значительно спи/кается и скорость коррозии железа уменьшается.

папы, раоотающне по схеме концентрационных элементов. Па рис, 150 показано влияние концентрации некоторых солей на растворимость кислорода в воде при 25° С.

Влияние концентрации хлорида натрия на коррозию железа в аэрируемой воде при комнатной температуре показано на рис. 6.12. С возрастанием концентрации соли скорость коррозии вначале увеличивается, затем снижается и в насыщенном растворе (26 % NaCl) становится меньше, чем в дистиллированной воде. Во всем диапазоне концентраций NaCl скорость коррозии лимитируется кислородной деполяризацией. Почему же она сначала растет, достигает максимума при 3 % NaCl (концентрация в морской воде), а затем снижается? По мере повышения концентрации NaCl постепенно уменьшается растворимость кислорода в воде — этим объясняется снижение скорости коррозии при высоких кон-

4. Между магниевым анодом и стальным баком вместимостью 190 л с горячей водой, которая насыщена воздухом, протекает ток в 100 мА. Пренебрегая локальными токами, рассчитайте, какое время должно пройти между заполнением и опорожнением бака, чтобы свести к минимуму коррозию выпускного стального трубопровода (растворимость кислорода в поступающей воде при 25 °С составляет 6 мл/л).

Если коррозия протекает в нейтральных электролитах с кислородной деполяризацией, повышение температуры монет оказать дьоякое воздействие на её скорость. С одной стороны, снижается перенапряжение ионизации кислорода (ускоряется реакция кислородной деполяризации) и повышается скорость диффузии кислорода к корродирующей поверхности металла. Это способствует повышению скорости коррозии. С другой стороны, с ростом температуры уменьшается растворимость кислорода в электролите. При этом в открк-

В этой системе «е образуются фазы, .представляющие собой чистые компоненты. Из жидкости могут выделяться только твердые растворы а или р. Следовательно, около вертикалей А и В (рис. 98), соответствующих чистым .компонентам, находятся области существования твердых растворов а или р. Предельная растворимость компонента В в А определяется линией DF, а предельная растворимость А в В — линией CG.

Так как линия CG в отличие от линии FD изображена на рис. 98 вертикальной, т. е. растворимость компонента А в В не зависит от температуры, то вторичных выделений а-<кристаллов нет, но они были бы, если бы линия CG была наклонена вправо, т. е. растворимость уменьшалась бы с понижением температуры.

Точка D для твердого раствора а показывает максимальную растворимость компонента В в компоненте А при наиболее благоприятных условиях.

Линия FDG показывает предельное насыщение обоими компонентами В и С а-твердого раствора. При комнатной температуре растворимость компонента В и С в твердом растворе а меньше — она не превышает концентраций, указанных линией F' D' G'. Сплавы, концентрационная точка которых лежит внутри фигуры AFDG, после затвердевания имеют однофазную а-структуру, но при дальнейшем охлаждении у сплавов, концентрационная точка которых лежит внутри фигуры F' FDGG' D'; из а-твердого раствора выпадают избыточные вторичные кристаллы. Природа вторичных фаз указана1 на рис. 124 и

Точка d характеризует максимальную растворимость компонента В в компоненте А, а точка с — предельную растворимость компонента А в компоненте /i. Линию cdc называют линией пе-рнтектического превращения. t,°C При перитсктической температуре, как и при эвтектической, сосуществуют три фазы — жидкая и твердые растворы а и Р.

Соответственно точки е и k показывают растворимость компонента А в компоненте В при эвтектической и комнатной температурах. При температуре, соответствующей линии dee, происходит кристаллизация эвтектики: Ж,..->• ad + fie.

так как растворимость компонента В в ос-фазе возрастает в соответствии с линией fd. Это приводит к растворению кристаллов рп в а-твердом растворе. При нагреве выше fd избыточная р"п-фаза растворится, и сплав становится однофазным — «-твердый раствор.

Из жидкого сплава выделяются лишь твердые растворы а или Р. У осей А и В, характеризующих концентрацию чистых компонентов, находятся области существования твердых растворов аир. Максимальная растворимость компонента В в А определяется кривой DF, а наибольшая растворимость А в В — линией CG.

Поскольку по линии CG растворимость компонента В в А не зависит от температуры, то вторичные выделения а-кристаллов отсутствуют. Для твердого раствора а точка D показывает предельную растворимость компонента В в А при оптимальных условиях.

Растворимость компонентой В и А переменная от температуры. Чем ниже температура , тем меньше может раствориться компонента В в кристаллической решетке компонента А. Поэтому по мере охлаждения в сплавах , с концентрацией компонентов правее точки F, будут выделяться вторичные кристаллы 13, которые обозначаются символом Рп в отличие от первичных кристаллов Р (Pi) , выделяющихся из жидкой фазы. Точка D показывает максимально предельную растворимость компонента В в А, а точка F - максимальную растворимость при комнатной температуре.

Растворимость компонента А в В (в данном Примере) постоянна и не зависит от температуры (линия CG - вертикальная), выделений вторичных а -кристаллов по мере охлаждения сплавов не происходит.