|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Коррозия никеля и его сплавов
Стандартный электродный потенциал никеля j0Ni2+/Ni =-0,25 В. В аэрированном 3 %-ном растворе NaCl стационарный потенциал Ni также отрицательный и составляет jNi =-0,007 В. По сравнению с Fe он более склонен к пассивированию. В нейтральных растворах солей Ni корродирует с кислородной деполяризацией. В растворах неокислительных кислот (HCl, разбавленная H2SO4) никель корродирует с небольшой скоростью с водородной деполяризацией. Аэрация раствора этих кислот и повышение температуры увеличивает скорость коррозии. В растворах азотной кислоты никель имеет низкую коррозионную стойкость. Скорость атмосферной коррозии зависит от загрязнений в воздухе. В сельской местности и морской атмосфере Ni сравнительно устойчив. В атмосфере, содержащей оксиды серы, он быстро тускнеет и заметно корродирует. Это связано с тем, что на поверхности Ni образуется плёнка сульфата никеля, которая не обладает защитными свойствами. Легирование Ni медью несколько повышает его коррозионную стойкость в растворах неокислительных кислот. Сплав Ni, содержащий 30 % Cu (монель-металл), обладает высокой коррозионной стойкостью в морской и пресной воде, разбавленных растворах серной кислоты (при концентрации меньше 20 %), плавиковой и фосфорной кислотах. Легирование Ni хромом значительно повышает коррозионную стойкость в окислительных средах, например, в растворах азотной При легировании Ni молибденом (Мо) повышается коррозионная стойкость в неокислительных средах ─ в соляной кислоте, разбавленных растворах серной кислоты. Легирование Ni одновременно Cr и Мо повышает коррозионную стойкость сплава в окислительных и восстановительных средах.
Коррозия титана и его сплавов
Титан относится к термодинамически неустойчивым металлам, так как его стандартный потенциал j0Ti2+/Ti =-1,63 В. Он легко пассивируется, в результате чего стационарный электродный потенциал Ti в морской воде jTi =+0,09 В. Титан сохраняет пассивное состояние в растворах, содержащих не только кислород, но и активаторы, например, анионы хлора. Пассивация титана определяет его высокую коррозионную стойкость в морской воде, азотной кислоте, разбавленных растворах соляной, серной и фосфорной кислот. При концентрации соляной кислоты выше 10 % и фосфорной выше 30 % скорость коррозии Ti увеличивается. В серной кислоте при концентрации до 40 % скорость коррозии повышается, а затем уменьшается и при концентрации около 60 % ─ мала; при дальнейшем увеличении концентрации до 80 % скорость коррозии титана резко возрастает. Наличие растягивающих напряжений, вызывающих нарушение сплошности оксидной плёнки, приводит к увеличению скорости коррозии титана. Как установил Н.Д. Томашов, введение в Ti катодных добавок (Pd, Pt, Ru, Re и др.) приводит к резкому уменьшению скорости коррозии в растворах серной, соляной и фосфорной кислот. Например, при содержании 0,2 % Pd скорость коррозии Ti в 5 %-ном растворе H2SO4 при температуре кипения уменьшается в 50 раз. При коррозии с водородной деполяризацией титановые сплавы наводороживаются, в результате уменьшаются их механические свойства. Действие растягивающих напряжений и хлоридов при повышенных температурах (350 ─ 500 °С) на титановые сплавы вызывает коррозионное растрескивание (солевая коррозия). Добавки Al в сплавы приводит к повышению коррозионного растрескивания.
Коррозия цинка и кадмия
Стандартный электродный потенциал цинка j0Zn2+/Zn =-0,76 B и кадмия j0Cd2+/Cd =-0,4 B. В 3 %-ном растворе NaCl стационарные потенциалы Zn и Cd соответственно равны: jZn =-0,83 и jCd =-0,52 В. В кислых средах цинк и кадмий корродируют с водородной В нейтральных растворах и под тонкой плёнкой влаги (атмосферная коррозия) цинк и кадмий корродируют с кислородной деполяризацией. При этом на поверхности металлов образуются защитные плёнки гидроксида Zn и Cd. Следует иметь в виду, что гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами и растворяется в кислых и щелочных растворах, а для гидроксида кадмия характерны только основные свойства. Поэтому при повышении рН скорость коррозии Zn сначала понижается, а затем повышается. В щелочных растворах Zn корродирует с водородной деполяризацией: анодный процесс
катодный процесс
.................................................................................... суммарная реакция В отличие от цинка скорость коррозии кадмия с увеличением рН понижается. На скорость коррозии Zn в нейтральной среде большое влияние оказывает температура. При повышении её до 50 °С скорость коррозии в дистиллированной воде мало изменяется. Дальнейшее повышение температуры приводит к увеличению скорости коррозии, и она достигает максимального значения около 70 °С, а затем понижается. Это связано с тем, что при температурах до 50 °С и выше 95 °С на Zn образуется плёнка с высокими защитными свойствами, а в интервале температур 50─95 °С плёнка продуктов коррозии зернистая с низкими защитными свойствами. Электродный потенциал Zn при повышенных температурах становится более положительным, чем у железа. Поэтому в паре Fe─Zn при этих условиях цинк является катодом и коррозия Fe усиливается. На скорость коррозии Zn и Cd в атмосферных условиях большое влияние оказывают относительная влажность, время воздействия плёнки, влаги на металл и состав атмосферы. Скорость коррозии Zn в зависимости от атмосферной среды (сельская или городская) изменяется от 2 до 11 мм/год. В атмосфере, загрязненной оксидом серы (IV), а также в раст-ворах, содержащих хлориды, коррозия Zn значительно усиливается. В условиях повышенной относительной влажности и температуры (тропические условия) Zn сильно корродирует из-за образования на его поверхности рыхлых продуктов коррозии. Кадмий в тропических условиях и в растворах, содержащих хлориды, довольно устойчив. Для повышения коррозионной стойкости Zn и Cd наиболее широко применяют хроматирование.
Коррозия свинца Стандартные электродные потенциалы свинца в водных растворах имеют величину j 0Pb2+/Pb =-0,13 B, j 0Pb4+/Pb =+1,69 B. Поэтому свинец может корродировать с водородной и с кислородной деполяризацией. На воздухе Pb корродирует с кислородной деполяризацией и быстро покрывается тонким слоем оксида, защищающего его от дальнейшего разрушения. Вода со свинцом не взаимодействует, но в присутствии кислорода воздуха постепенно разрушает его с образованием гидроксида свинца (II)
Разбавленные соляная и серная кислоты почти не действуют на Pb. Это связано с образованием на его поверхности прочных, малорастворимых плёнок хлорида и сульфата. В концентрированной серной кислоте, особенно при нагревании, свинец интенсивно растворяется с водородной деполяризацией с образованием растворимой кислой соли Pb(HSO4)2. В азотной кислоте Pb корродирует с деполяризацией азотом, причем в кислоте с невысокой концентрацией сильнее, чем в концентрированной
3Pb + 8HNO3 = Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Это объясняется тем, что растворимость продукта коррозии ─ нитрата свинца ─ падает с увеличением концентрации кислоты. Сравнительно легко Pb растворяется в уксусной кислоте, содержащей растворенный кислород. В щелочах Pb также корродирует с водородной деполяризацией, хотя и с небольшой скоростью; более интенсивно коррозия идет в горячих разбавленных растворах. В результате образуются гидроксоплюмбаты, например,
Все растворимые соединения свинца ядовиты. Из сплавов свинца наиболее важными являются системы Pb─Sn. Например, типографские (62─84 % Pb, 4─8 % Sn, 10─25 % Sb, 2─4 % As), подшипниковые (60─80 % Pb, или Sn с добавками Sb и Cu), легкоплавкие припои (60─80 % Pb, 17─40 % Sn, до 2,5 % Sb или 50─ 9 % Sn, остальное Pb).
Коррозия олова Стандартные электродные потенциалы олова в водных растворах имеют значения j0Sn2+/Sn =-0,14 B, j0Sn4+/Sn =+0,15 B. Поэтому олово может корродировать с водородной, кислородной, а также с участием других элементов деполяризацией. На воздухе олово при комнатной температуре не корродирует, но нагретое выше температуры плавления разрушается с кислородной деполяризацией и постепенно превращается в диоксид олова SnO2. Вода не действует на олово. В разбавленных соляной и серной кислотах коррозия идёт очень медленно, что объясняется большим перенапряжением выделения водорода на этом металле. Концентрированные растворы этих кислот, особенно при нагревании, растворяют олово. При этом в соляной кислоте (деполяризатор водород) получается хлорид олова (II), а в серной ─ сульфат олова (IV) (деполяризатор сера).
В азотной кислоте олово корродирует тем интенсивнее, чем выше концентрация кислоты и температура. В разбавленной кислоте образуется растворимый нитрат олова (II). Возможные реакции
и
В концентрированной кислоте образуются соединения олова (IV), главным образом нерастворимая b-оловянная кислота, состав которой приблизительно соответствует формуле H2SnO3
В реакциях деполяризатор ─ азот. Концентрированные щёлочи вызывают коррозию олова с водороднй деполяризацией. При этом получаются станниты ─ соли оловянистой кислоты H2SnO2
В растворах станниты существуют в гидратированных формах, образуя гидроксостанниты, например,
На воздухе олово покрывается тонкой оксидной плёнкой, обладающей защитным действием. Поэтому в условиях несильного коррозионного воздействия оно является химически стойким металлом. Около 40 % всего выплавляемого олова расходуется для покрытия им изделий из железа, соприкасающихся с продуктами питания, прежде всего, консервных банок. Это объясняется химической стойкостью Sn, а также тем, что оно легко наносится на железо и продукты его коррозии мало токсичны. 1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Подготовка образцов к испытанию
Образцы металлов, размерами 40·20·(1…5) мм с отверстием, зачищают наждачной бумагой или при необходимости напильником. Измеряют штангенциркулем (или линейкой) их размеры с точностью до 0,1 мм, обезжиривают органическим растворителем (ацетоном, бензином, керосином) и взвешивают на аналитических весах с точностью до ±0,0002 г.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 196; Нарушение авторского права страницы
;
;
.
.
.
,
.
.
.
.
.