Коррозия металлов и методы защиты от неё

Содержание Глава 1 Коррозия металла 1. Основы теории коррозии . 1 1,1 классификация коррозийных процессов .1 1,2 Показатель скорости коррозии 2 Электрохимическая коррозия . 4 2,1 Термодинамика электрохимической коррозии металлов .4 2,2 Гомогенные и гетерогенные пути электрохимической коррозии 5 2,3 Анодные процессы при электрохимической коррозии металлов .6 2,4 Причины анодного растворения . 6 2,6 Анодная пассивность металлов . 3 Депомеризация . 8 3,1 Термодинамические возможности кислородной депомеризации 8 3,2 Перенапряжение ионизации кислорода . 10 Глава 2 Электрохимические методы защиты металлов от коррозии 1. Методы защиты металлов от коррозии 2. Катодная защита .3. Явление пассивности 4. Анодная защита . Использования пассивности в практике от коррозии 15 5. Покрытия , как методы защиты металлов от коррозии .6. Ингибиторы 20 Глава 3 Обработка резанием . 1. Сущность и схемы способов обработки 2. Параметры технологического процесса 25 Глава 4 Коррозийное растрескивание. 1. Явление коррозийного растрескивания . 2. Коррозионная стрела .3. Структура и состав 4. Напряжение . 5. Характер . .30 6. Предотвращение коррозионного растрескивания . 7. Механизм коррозийного растрескивания 8. Начальная стадия локализованной коррозии . 9. Система сплавов, подверженных межкриталлитному растрескиванию 10. Системы сплавов , подвеженных внутрикристаллическому растрескиванию 11. Развитие трещин 12. Общие закономерности явления коррозийного растрескивания .38 Глава 1 Коррозия металла 1. Основы теории коррозии Термин коррозия происходит от латинского corrosio , что означает разъедать, разрушать.

Этот термин характеризует как процесс разрушения, так и результат.

Среда в которой металл подвергается коррозии коррозирует называется коррозионной или агрессивной средой.

В случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют ввиду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой.

Физико-химическая сущность изменений, которые претерпевает металл при коррозии является окисление металла.

Любой коррозионный процесс является многостадийным 1 Необходим подвод коррозионной среды или отдельных ее компонентов к поверхности металла. 2 Взаимодействие среды с металлом. 3 Полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла в объем жидкости, если среда жидкая. Известно что большинство металлов кроме Ag,Pt,Cu,Au встречаются в природе в ионном состоянии оксиды, сульфиды, карбонаты и др называемые обычно руды металлов.

Ионное состояние более выгодно, оно характеризуется более меньшей внутренней энергией. Это заметно при получение металлов из руд и их коррозии. Поглощенная энергия при восстановлении металла из соединений свидетельствует о том, что свободный металл обладает более высокой энергией, чем металлическое соединение. Это приводит к тому, что металл находящийся в контакте с коррозионно-активной средой стремится перейти в энергетически выгодное состояние с меньшим запасом энергии.

Коррозионный процесс является самопроизвольным, следовательно G G-G G и G относятся к начальному и конечному состоянию соответственно. Если G G то G 0, т.е. коррозионный процесс возможен G 0 коррозионный процесс невозможен G 0 система металл-продукт находится в равновесии. То есть можно сказать, что первопричиной коррозии металла является термодинамическая неустойчивость металлов в заданной среде. 1.1 Классификация коррозионных процессов. 1. По механизму процесса различают химическую и электрохимическую коррозию металла.

Химическая коррозия - это взаимодействие металлов с коррозионной средой, при котором окисляется металл и восстанавливается окислительные компоненты коррозионной среды протекают в одном акте. Так протекает окисление большинства металлов в газовых средах содержащих окислитель например, окисление в воздухе при повышении температуры Электрохимическая коррозия - это взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительной компоненты среды происходит не водном акте, и их скорости зависят от электродного потенциала металла. По такому процессу протекают, например, взаимодействие металла с кислотами эта суммарная реакция состоит из двух актов 2. По характеру коррозионного разрушения.

Общая или сплошная коррозия при которой коррозирует вся поверхность металла.

Она соответственно делится на равномерную 1а, не равномерную 1б и избирательную 1в, при которой коррозионный процесс распространяется преимущественно по какой-либо структурной составляющей сплава. Местная коррозия при которой коррозируют определенные участки металла 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 алюминий сплавляется с хромоникелем и другие виды коррозии. 3. 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 не электролитов. 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 разнородных электрохимических металлов в электропроводящей среде. к Коррозия под напряжением - одновременное воздействие коррозионной среды и механического напряжения. 1.2

Показатель скорости коррозии

Наиболее точные данные получают для проволочных образцов. Этот метод н... К - глубина разрушения металла П в единицу времени например, мм год КП... В обычных атмосферных условиях и в земле металлы коррозируют также по ... В результате ионизации освобождаются электроны и роль второго восстано... На границе раздела двух разнородных фаз происходит переход заряженных ...

Термодинамика электрохимической коррозии металлов

Стремлением металлов переходить из металлического состояния в ионное д... Вероятность такого перехода зависит также от природы коррозионной сред... Для расчетов изменения свободной энергии реакции при электрохимической... Следовательно, для электрохимического растворения металла необходимо п... При уменьшении, например, концентрации деполяризатора, у катодной зоны...

Гомогенные и гетерогенные пути электрохимической коррозии

В общем случае, необходимо считаться с возможностью протекания на анод... Установлено, что даже при наличии на поверхности металла неоднородност... Можно сделать вывод, что нет оснований противопоставлять гомогенный и ... Таким образом неоднородность поверхностей сплава не может являться осн... 2.3 .

Анодные процессы при электрохимической коррозии металлов

Форма их конкретного состояния во многом определяется как природой мет... Анодные процессы при электрохимической коррозии металлов. Переходя в раствор, коррозирующий металл вступает в связь либо с раств... 2.4 . Ионизация металла с последующим переходом в раствор простых компоненто...

Причины анодного растворения

Причины анодного растворения. металлов. Величину этого понижения можно оценить, исходя из соображений предложе... Полный электрический заряд в вакууме обладает энергией, равной потенци... Для определения величины энергии заряда представим, что проводящая сфе...

Анодная пассивность металлов

На склонность к пассивному состоянию влияет природа системы металл-рас... Это приводит к торможению анодного растворения BD . В точке D, соответствующей потенциалу потенциал начала пассивации скор... На участке EF область пассивного состояния скорость анодного процесса ... Металл запассивированный в данной среде, может сохраняться в пассивном...

Депомеризация

В следующей таблице приведены значения ЭДС и изменения изобарно-изотер... В реальных условиях коррозии металла наиболее затрудненными стадиями п... б Диффузия кислорода к катоду, либо перенапряжение диффузии. Тогда говорят, о кинетически-диффузионном контроле. протекает стадийно а образование молекулярного иона кислорода O2 e O2-...

Электрохимические методы защиты металлов от коррозии

Она является экономически оправданной в тех случаях, когда коррозионна... Требуемый для полной защиты ток обычно бывает чрезмерно велик, и помим... 3 . 1. Плотность тока, обеспечивающая полную катодную защиту, называется защи...

Явление пассивности

Однако при проектировании установок анодной защиты следует учитывать, ... Для выяснения принципов, на которых основан этот метод, можно, следуя ... 6 Ингибиторы. Скорость коррозии можно снизить также изменением свойств... В качестве ингибиторов кислотной коррозии применяются почти исключител... В связи с особенностями использования парофазных ингибиторов к ним пре...

Сущность и схемы способов обработки

Обработка резанием - это процесс получения детали требуемой геометриче... Его твердость и прочность должны существенно превосходить твердость и ... Под действием приложенного усилия режущий клин врезается в заготовку и... Она составляет 30 к направлению движения резца. 6.

Параметры технологического процесса

Величина подачи и глубина резания определяют производительность процес... Указанные параметры идентичны для различных видов инструмента, что поз... 1.4, е, ж инструмента. Скорость резания оказывает наибольшее влияние н... 1 . 2.1, б углы резца в статике.

Явление коррозийного растрескивания

Кроме того, большинство экспериментальных работ показывает, что в том ... е. 3 . Некоторые вопросы, относящиеся к роли напряжений в развитии этих чувст... В металле, подверженном коррозионному растрескиванию, при отсутствии в...

Структура и состав

Например, чистая медь в аммиачных средах не подвержена растрескиванию,... 5 Характер коррозионных трещин Коррозионные трещины развиваются в плос... Можно предположить, что направление и характер развития трещин в метал... Обнаружено, что в алюминиево-магкиевых сплавах развитие трещин являетс... Более новое доказательство прерывистого характера развития трещин пока...

Предотвращение коррозионного растрескивания

7 . Одним из методов, который получает все большее признание и который свя... Одним из интересных методов исследования взаимодействия напряжений и х... Наиболее эффективный метод повышения устойчивости металлов против корр... Предотвращение коррозионного растрескивания.

Механизм коррозийного растрескивания

Согласно этому механизму, процесс коррозионного растрескивания трактуе... Эта общая картина процесса коррозионного растрескивания серьезно не из... Развитие трещины за счет механического разрушения обнажает свежую пове... Однако следует считать, что главным фактором в развитии трещины являет... 5.

Начальная стадия локализованной коррозии

3. 11 Развитие трещин Существенным подтверждением гипотез механизма корро... Имеются данные о том, что напряженные и деформированные металлы более ... Доказано, что сопротивление хрупкому разрушению поликристаллических ме... Для однородных твердых растворов, в которых имеет место межкристаллитн...

Общие закономерности явления коррозийного растрескивания

В связи с этим имеются многочисленные примеры коррозионного растрескив... Это подтвердилось при испытании однородных сплавов системы Аu-Zn, соде... Образцы из этих сплавов, испытываемые под напряжением в 2 -ном раствор... Число более благородных легирующих компонентов для меди не меньше, чем... Однако практически очень часто происходит сезонное растрескивание лату...

Литература В основу реферата был взят сборник статей зарубежных авторов Коррозионное растрескивание и хрупкость 1962г. Список авторов и их статьи 1. D. K. Priest, F. H. Beck and M. G. F o n t a n a, Trans. ASM 47, 473 1955 . 2. A. Morris, Trans. AIME, 89, 256 1930 . 3. C. Edeleanu, J. Inst. Metals, 80, 187 1952 . 4. P. T. Gilbert and S. E. Madden, J. Inst. Metals, 77, 237 1950 . 5. U. R. Evans, Symposium on Properties of Metallic Surfaces, p. 264, Inst. of Metals, London 1953. 6. F. A. Champion, Symposium on Internal Stresses in Metals and Alloys p. 468, Inst. of Metals, London 1948. 7. H L. Logan, J. Research Natl. Bur. Standards, 48, 99 1952 . 8. G. R. Irwin and J. A. Kies, Welding J 31, 95 1952 G. R. Irwin, Conference on Brittle Fracture Mechanics, p. 169, Natl. Research Council Rept May, 17, 1954. 9. W. D. Robertson, Trans. AIME, 188, 791 1Q50 . 10. D. H. Thompson and A. W. T r a c y, J. Metals, 1, 100 1942 . 11. R. D. Heidenreich, R. McNulty and R. C. Gerould, Trans. AIME, 166, 15 1946 . 12. M. R. Pick us and E. R. Parker, J. Metals, 3, 792 1951 . S. Harper and A. H. Cottrell, Proc. Phys. Soc B63, 331 1950 . E. N. da C. Andrade and R. F. Y. Randall, Nature, 162, 890 1948 . J. W. Menter and Hall E. O Nature, 165, 611 1950 . 13. J. J. Harwood, Corrosion, 6, 249 1950 . 14. F. D. Coffin and S. L. Simon, J. Appl. Phys 24, 1333 1953 . 15. A. H. Cottrell, Dislocations and Plastic Flow in Crystals, p. 55 Oxford 19 А так же 15 Исаев Коррозия металлов 16 Жук Курс коррозии и защиты металлов 17 Материаловедение и технология металлов.

Под ред. Г.П.Фетисова М. Высшая школа, 2001.