Коррозия металлов

Золотов В.В.

Научный руководитель к.т.н., проф. Аветов А.А.

Филиал Ростовского государственного университета путей сообщений в г. Туапсе

Условия работы современных механизмов и машин часто требуют материалов, сохраняющих высокие механические и эксплуатационные свойства в широком диапазоне температур (от -269 до 1000). Это криогенная, авиакосмическая техника, двигатели внутреннего сгорания, работа в вакууме, агрессивных и газовых средах. Поэтому для этих условий работы разработаны специальные стали и сплавы- коррозионностойкие, жаропрочные, хладоустойчивые. Коррозия металлов- это самопроизвольное разрушение металлических материалов в следствии их химического взаимодействия с окружающей средой. В зависимости от условий, в которых протекает процесс коррозии, различают атмосферную, почвенную, морскую, кислотную и щелочную коррозию. По характеру разрушения различают сплошную и местную коррозию. Местная коррозия подразделяется на:

1. Контактную- усиленное коррозионное разрушение более электроотрицательного металла (катод) в контакте с более электроположительным (анод);

2. Межкристаллитную (МКК)-хрупкое коррозионное разрушение по границам зерен;

3. Точечную - местный вид коррозионного разрушения в электрохимически неоднородной среде

По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металла.

1. Химическая коррозия - это взаимодействие металлов с коррозионной средой, при котором окисляется металл за счет взаимодействия с кислородом.

2. Электрохимическая коррозия - это взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительной среды происходит не в одном акте, и зависят от электродного потенциала металла.

По характеру коррозионного разрушения местная коррозия бывает :

а) коррозия язвами - коррозионные разрушения в виде отдельных средних и больших пятен (коррозия латуни в морской воде)

б) межкристаллическая коррозия - при ней процесс коррозии распространяется по границе металл-сплав.

По условиям протекания процесса.

а) Газовая коррозия - это коррозия в газовой среде при высоких температурах (жидкий металл, при горячей прокатке, штамповке и др.)

б) Атмосферная коррозия - это коррозия металла в естественной атмосфере или атмосфере цеха (ржавление кровли, коррозия обшивки самолета).

в) Жидкостная коррозия - это коррозия в жидких средах: как в растворах электролитов, так и в растворах неэлектролитов.

г) Подземная коррозия - это коррозия металла в почве

д) Структурная коррозия - коррозия из-за структурной неоднородности металла.

е) Микробиологическая коррозия - результат действия бактерий

ж) Коррозия внешним током - воздействие внешнего источника тока (анодное или катодное заземление)

з) Коррозия блуждающими токами - прохождение тока по непредусмотренным путям по проекту.

и) Контактная коррозия - сопряжение разнородным электрохимическим свойствам металлов в электропроводящей среде.

к) Коррозия под напряжением - одновременное воздействие коррозионной среды и механического напряжения.

Показатель скорости коррозии. Для установления скорости коррозии металла в данной среде ведут наблюдения за изменением во времени какой-либо характеристики, объективно отражающей изменение свойства металла. Итак :

1) Показатель изменения массы это изменение массы образца в результате коррозии отнесенный к единице поверхности металла S и к единице времени (например, г/м ч) в зависимости от условий коррозии различают:

а) отрицательный показатель изменения массы

К^-_m =m / Sгде m - убыль массы металла за время коррозии после удаления продуктов коррозии.

б) положительный показатель изменения массы

К⁺_m =m / Sгде m - увеличение массы металла во времени вследствие роста пленки продуктов коррозии.

2) Объемный показатель коррозии

К - объем поглощенного или выделившегося в процессе газа V отнесенный к единице поверхности металла и единице времени (например, см/ ч).

К= объ.V/ S объем газа обычно приводят к нормальным условиям.

3) Показатель сопротивления.

Изменение электрического сопротивления образца металла за определенное время испытаний. К_R = (R/R_o)100% за время t где R_o и R электрическое сопротивление образца соответственно до и после коррозии. Этот метод имеет ограничения применения (для листового металла не более 3мм). Наиболее точные данные получают для проволочных образцов.

4) Механический показатель коррозии.

Изменение какого-либо свойства металла за время коррозии. Часто пользуются изменением предела прочности. Прочностной показатель при этом выражается:

К_o= (_в/_во) 100% за время t где _o изменение предела прочности при растяжении после коррозии образца во времени ; _во предел прочности до коррозии.

5) Глубинный показатель коррозии.

Глубина разрушения металла в единицу времени (например, мм/год)

К_П = П/Глубина коррозионного разрушения П может быть средней или максимальной.