Оценка коррозионной стойкости
Для характеристики коррозионных свойств материалов обычно проводят их испытания на стойкость против общей коррозии, межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания .
Испытания на общую коррозию. Испытания на общую коррозию проводят на образцах с большим отношением поверхности к объему. Коррозионную среду выбирают с учетом условий эксплуатации материала. Испытания проводят в жидкости при постоянном или многократно повторяемом переменном погружении образцов, в кипящем соляном растворе, в парах или окружающей атмосфере.
Скорость коррозии металлов и сплавов характеризуется глубинным показателем коррозии h K , мм/год – табл. 2 или потерей массы g K , г/(м 2 ∙ч) – табл. 3.
Пересчет обоих показателей проводят по формуле:
h K = 8,76 g K / ρ, (1)
где h K – скорость коррозии, мм/год;
ρ – плотность, г/см 3 ;
g K – потеря массы образца, г/(м 2 ч).
Характеристики h K и g K предполагают равномерную коррозию и обычно представляют усредненную по поверхности скорость коррозии. Вместе с тем известно, что локальные виды коррозии наиболее опасны. При сравнительно небольшой общей потере массы металла происходит сильное локальное разрушение конструкции, а это приводит к преждевременному выходу оборудования из строя.
Таблица 2
Десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов по глубине коррозии
Балл коррозионной стойкости | Скорость коррозии h K , мм/год | Группа стойкости |
≤ 0,001 | Совершенно стойкие | |
(> 0,001) – 0,005 | Весьма стойкие | |
(> 0,005) – 0,01 | Весьма стойкие | |
(> 0,01) – 0,05 | Стойкие | |
(> 0,05) – 0,1 | Стойкие | |
(> 0,1) – 0,5 | Понижено стойкие | |
(> 0,5) – 1,0 | Понижено стойкие | |
(> 1,0) – 5,0 | Малостойкие | |
(> 5,0) – 10,0 | Малостойкие | |
> 10,0 | Нестойкие |
Таблица 3.
Десятибалльная шкала коррозионной стойкости по скорости коррозии образца
Балл кор. стойкости | Группа стойкости | Потеря массы, g K , г/(м 2 ∙ч) | |||||
Черные металлы | Медь и сплавы | Никель и сплавы | Свинец и сплавы | Алюминий и сплавы | Магний и сплавы | ||
Совершенно стойкие | <0,0009 | <0,001 | <0,001 | <0,0012 | <0,0003 | <0,0002 | |
Весьма стойкие | 0,0009-0,0045 | 0,001-0,0051 | 0,001-0,005 | 0,0012-0,0065 | 0,0003-0,0015 | 0,0002-0,001 | |
Весьма стойкие | (>0,0045)-0,009 | (>0,0051)-0,01 | (>0,005)-0,01 | (>0,0065)-0,012 | (>0,0015)-0,003 | (>0,001)-0,002 | |
Стойкие | 0,009-0,045 | 0,01-0,051 | 0,01-0,05 | 0,012-0,065 | 0,003-0,015 | 0,002-0,01 | |
Стойкие | (>0,045)-0,09 | (>0,051)-0,1 | (>0,05)-0,1 | (>0,065)-0,12 | (>0,015)-0,03 | (>0,01)-0,02 | |
Понижено стойкие | (>0,09)-0,45 | (>0,1)-0,5 | (>0,1)-0,5 | (>0,12)-0,65 | (>0,03)-0,15 | (>0,02)-0,1 | |
Понижено стойкие | (>0,45)-0,9 | (>0,5)-1,02 | (>0,5)-1,0 | (>0,65)-1,2 | (>0,15)-0,31 | (>0,1)-0,2 | |
Малостойкие | (>0,9)-4,5 | (>1,02)-5,1 | (>1,0)-5,0 | (>1,2)-6,5 | (>0,31)-1,54 | (>0,2)-1,0 | |
Малостойкие | (>4,5)-9,1 | (>5,1)-10,2 | (>5,0)-10,0 | (>6,5)-12,0 | (>1,54)-3,1 | (>1,0)-2,0 | |
Нестойкие | >9,1 | >10,2 | >10,0 | >12,0 | >3,1 | >2,0 |
Поэтому необходима проверка коррозионной стойкости материалов в конкретных условиях эксплуатации, особенно в тех случаях, когда присутствует опасность локальной коррозии.
Испытания на межкристаллитную коррозию (ГОСТ 6032-84). Основной причиной межкристаллитной коррозии коррозионностойких материалов является нагрев при обработке давлением или сварке, приводящий к электрохимической гетерогенности между приграничными участками и объемом зерен.
Температурно-временная область выделения по границам зерен коррозионностойких сталей карбидов хрома приведена на рис. 4. Внутри нее находится область сенсибилизации – повышенной чувствительности к межкристаллитной коррозии. Склонность к межкристаллитной коррозии проявляется в температурном интервале Т max –T min за минимальное время τ min , в течение которого происходит сенсибилизация.
Рис. 4. Температурно-временная область склонности
коррозионностойкой аустенитной стали к межкристаллитной коррозии (МКК), связанной с обеднением границ зерен по хрому:
Т р – температура растворения карбидов; γ – аустенит;
К – карбиды
При испытаниях на МКК хромистые стали подвергают провоцирующему нагреву при температуре 1100 °С в течение 30 ч, а хромоникелевые аустенитные – при температуре около 700 °С в течение 60 ч. После нагрева образцы выдерживают в течение длительного времени в кипящем водном растворе серной или азотной кислоты. Выбор длительности выдержки и вида коррозионной среды зависит от конкретной марки стали и ее назначения. Для контроля склонности к МКК образцы либо изгибают на оправке на угол 90°, либо подвергают травлению специальными реактивами и металлографическому исследованию. Отсутствие трещин на поверхности образца свидетельствует о его стойкости к МКК.
На рис. 5 приведены микроструктуры стали 08Х18Н10 после испытаний на межкристаллитную коррозию в разных средах.
Рис.5. Микроструктура стали 08Х18Н10
после закалки с 1050 °С в воде и отпуска при 700 °С:
а – межкристаллитная коррозия при испытании
в растворе 25 %-ной HNO 3 + 40 г/л Сr 6+ , продолжительность 200 ч;
б – то же в растворе кипящей 65 %-ной HNO 3 + Сr 6+ , × 500
Испытания на коррозионное растрескивание . Этот вид испытаний проводят при нагружении образца в коррозионной среде, соответствующей служебным условиям эксплуатации детали. Среда не должна вызывать общей коррозии и оказывать воздействие на ненагруженные образцы металла. Для аустенитных хромоникелевых сталей примером такой среды может служить кипящий раствор смеси солей MgCl 2 , NaCl и NaNO. Агрессивность сред должна быть не меньше той, в которой должны служить испытуемые материалы.
Испытания на коррозионное растрескивание могут проводиться либо в условиях, вызывающих разрушение материалов (испытания на растяжение, на вязкость разрушения и усталость), либо путем определения времени появления первой трещины. Последний вид испытаний состоит в фиксации нагруженных образцов в специальных приспособлениях или с помощью создания напряжений клином в разрезанных кольцах. Время до появления трещин характеризует стойкость материалов против коррозионного растрескивания.
1. Перечислите методы защиты металлов и сплавов от коррозии.
2. Чем определяется выбор метода защиты от коррозии?
3. Что такое легирование стали?
4. Что такое биметаллы?
5. Каким методом изготавливают биметаллы?
6. Что такое ингибиторы коррозии?
7. Каков механизм защиты металлов и сплавов от коррозии с помощью анодных ингибиторов?
8. Каков механизм защиты металлов и сплавов от коррозии с помощью катодных ингибиторов?
9. Каковы преимущества использования летучих ингибиторов?
10. Какая форма изделий является предпочтительной для замедления процессов коррозии?
11. Как влияет на скорость коррозии чистота обработки деталей?
12. Чем объясняется высокая коррозионная стойкость алюминия и его сплавов?
13. Назовите наиболее коррозионностойкие черные сплавы.
14. Назовите наиболее коррозионностойкие цветные сплавы.
15. Чем определяется выбор вида коррозионной защиты?
16. Какие виды коррозии исследуют при проведении испытаний на коррозионную стойкость?
17. В какой коррозионной среде проводят испытания на общую коррозию?
18. Какими показателями характеризуется скорость коррозии металлов и сплавов?
19. Какова размерность глубинного показателя коррозии?
20. Какова размерность потери массы образца при коррозии?
21. Какой скоростью коррозии характеризуются материалы, относящиеся к совершенно стойким?
22. Какой скоростью коррозии характеризуются материалы, относящиеся к весьма стойким?
23. Какой скоростью коррозии характеризуются материалы, относящиеся к стойким?
24. Какой скоростью коррозии характеризуются материалы, относящиеся к малостойким?
25. Какой скоростью коррозии характеризуются материалы, относящиеся к нестойким?
26. Какова потеря массы образца черного сплава, имеющего балл коррозионной стойкости 3?
27. Какова потеря массы образца медного сплава, имеющего балл коррозионной стойкости 7?
28. Какова потеря массы образца никелевого сплава, имеющего балл коррозионной стойкости 4?
29. Какова потеря массы образца свинцового сплава, имеющего балл коррозионной стойкости 5?
30. Какова потеря массы образца алюминиевого сплава, имеющего балл коррозионной стойкости 9?
31. Какова потеря массы образца магниевого сплава, имеющего балл коррозионной стойкости 10?
32. Что является основной причиной межкристаллитной коррозии?
33. Расшифруйте марку сплава 08Х18Н10.
34. В какой коррозионной среде проводят испытания на коррозионное растрескивание?
35. Как проводятся испытания на коррозионное растрескивание?
1. Основные понятия, термины и определения
Коррозионная стойкость - способность материала противостоять действию агрессивных сред (коррозии).
Коррозия (дт лат, corrosio - разъедание) - разрушение материалов вследствие химического или электрохимического взаимодействия со средой.
Строительные материалы, и в первую очередь их поверхности, в течение длительной эксплуатации разрушаются в основном в результате двух видов воздействия: коррозионного, связанного с влиянием на материал внешней, агрессивной среды и эрозионного, вызываемого механическим воздействием.
Эрозионное разрушение интенсивно протекает при относительно быст
ром перемещении среды или материала. Особенно большой величины эрозия достигает при контакте материала с расплавами металлов и шлаков, а также с газообразными окислителями и пр.
Явления коррозии и эрозии часто сопутствуют друг другу, и поэтому их не всегда удается разделить. В строительном материаловедении эти явления рассматривают раздельно. Эрозионные процессы рассматриваются при изучении эксплуатационных свойств покрытий полов, дорожных покрытии и пр.
2. Виды коррозии строительных материалов
Коррозия строительных материалов различается, по виду коррозионной среды, характеру разрушения и процессам, происходящим в них:
Коррозионная среда:
Газовая
Инертный газ;
Химически активный газ;
Жидкостная:
Кислотная;
Солевая;
Щелочная;
Морская;
в расплаве:
металлов;
силикатов;
2) характер разрушения:
Равномерное;
Неравномерное:
Избирательное;
Поверхностное;
Растрескивание;
Местное;
Межкристаллитное;
3) виды воздействий (процессов);
Химические;
Электрохимические;
Биологические;
Органогенные.
Виды коррозионной среды:
Газовая коррозия представляет собой коррозию в газовой среде при полном отсутствии конденсации влаги на поверхности материала. Этому виду коррозии подвержены материалы, работающие в условиях высоких температур в среде осушенного газа (керамика).
Газовая коррозия относится к химическим процессам разрушения. Скорость ее зависит; от природы материала, его структуры и свойств новообразований на его поверхности.
Жидкостная коррозия природных и искусственных каменных материалов, происходящая под действием растворов электролитов и неэлектролитов, а также различных расплавов, носит в основном химический характер, хотя в зависимости от вида и свойств жидкости отличается рядом особенностей.
Важнейшей особенностью жидкостей является наличие в них сил межмолекулярного взаимодействия. Этим обусловлены два свойства жидкого состояния: молекулярное давление и связанное с ним поверхностное натяжение.
Поверхностное натяжение жидкости оказывает большое влияние на интенсивность разрушения материала, которое определяется также смачивающими свойствами жидкости.
Характер разрушения:
Равномерная коррозия возникает в результате действия агрессивной среды при достаточной толщине изделия и равномерном распределении напряжений сжатия, изгиба или растяжения. Коррозия этого вида в отличие от других в значительно меньшей степени влияет на прочностные свойства материала.
Неравномерная, или местная коррозия (пятна, язвы, разводы) происходит при различной концентрации агрессивной среды на отдельных участках или неоднородности самого материала (его состава и структуры). Так в результате неравномерного распределения кристаллической и стекловидной фаз в керамическом материале коррозионное разрушение на его отдельных участках протекает с разной скоростью. При этом в стекловидной фазе процесс развивается значительно быстрее, чем в кристаллической. Наличие в материале неоднородной пористости также способствует образованию в материале неравномерной коррозии.
Избирательная коррозия характерна для материалов, в которых один из компонентов при формировании структуры образует легко растворимые соединения. В период эксплуатации эти соединения могут переходить в раствор, образуя на поверхности материала так называемые «высолы».
Межкристаллитная коррозия возникает в результате разрушения материала по границам зерен и быстро распространяется вглубь материала, резко снижая его свойства. Этот вид коррозии присущ некоторым обжиговым материалам, при спекании которых образуются новые фазы, твердые растворы и пр. и, следовательно, границы раздела.
Коррозионное воздействие в общем случае может иметь два принципиально различных механизма: химическое взаимодействие и растворение.
Химическое взаимодействие сводится к реакции между средой и материалом с образованием новых соединений. При наличии в агрессивных средах примесей, а в материале - добавок химические реакции могут протекать между всеми элементами взаимодействия.
Поскольку каменные материалы являются диэлектриками и взаимодействие их с агрессивной средой не сопровождается возникновением электрических токов, процесс разрушения материалов называют химической коррозией.
При воздействии агрессивных сред на металлы происходит электрохимический процесс передачи электронов из слоя металла с более низким электрическим потенциалом слою с более высоким потенциалом и восстановление электроположительных ионов с последующим разрушением поверхностного слоя. Такой процесс разрушения принято называть электрохимической коррозией.
Биологическая коррозия - разрушение материала под непосредственным воздействием растительных и животных организмов, а также микроорганизмов.
1. Высшие растительные организмы (корневая система, стебли, листья, семена и пр.) в процессе жизнедеятельности продуцируют различные виды веществ, большинство из которых по отношению к строительным материалам являются агрессивными.
2.Живыеорганизмы вызывают биоповреждения материалов как непосредственно своим механическим воздействием (грызуны, птицы и пр.), так и продуктами своей жизнедеятельности.
3. Низшие растительные организмы и микроорганизмы (водоросли, лишайники, мхи, грибки, бактерии и пр.) разрушают поверхностные слои бетонов и создают условия для гниения конструкций из древесины.
Коррозию, возникающую в результате воздействия на строительные материалы продуктов технологической переработки органических веществ как биогенного (фрукты, овощи, растительные масла, кровь, соки, жиры и пр.), так и небиогенного происхождения (нефть, уголь, сланцы, известняки-ракушечники, выхлопные газы, копоть и пр.), принято органогенной коррозией.
Таблица. Коррозионная стойкость металлов и сплавов при нормальных условиях
Таблица. Коррозионная стойкость металлов и сплавов при нормальных условиях
Данная таблица коррозионной стойкости предназначена для составления общего представления о том, как различные металлы и сплавы реагируют с определенными средами. Рекомендации не являются абсолютными, поскольку концентрация среды, ее температура, давление и другие параметры могут влиять на применимость конкретного металла и сплава. На выбор металла или сплава также могут оказывать влияние экономические соображения.
КОДЫ : А — обычно не корродирует, В — коррозия от минимальной до незначительной, С — не подходит
№ | Среда | Алюминий | Латунь | Чугун и углеродистая сталь |
Нержавеющая сталь | Alloy | Титан | Цирконий | |||||||||
416 и 440С | 17-4 | 304, соотв. 08Х18Н10 | 316, соотв. 03Х17Н142 | Дуплексная | 254 SMO | 20 | 400 | C276 | B2 | 6 | |||||||
1 | Ацетатальдегид | A | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
2 | Ацетатная кислота, без воздуха | C | C | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
3 | Ацетатная кислота, насыщенная воздухом | C | C | C | C | B | B | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A |
4 | Ацетон | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
5 | Ацетилен | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
6 | Спирты | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
7 | Сульфат алюминия | C | C | C | C | B | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
8 | Аммиак | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
9 | Нашатырь | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | B | A | A | B | A | A |
10 | Аммиак едкий | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A | C | A | A | A | A | B |
11 | Аммиачная селитра | B | C | B | B | A | A | A | A | A | A | C | A | A | A | C | A |
12 | Фосфат аммония | B | B | C | B | B | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
13 | Сульфат аммония | C | C | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
14 | Сульфит аммония | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A |
15 | Анилин | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
16 | Асфальт, битум | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
17 | Пиво | A | A | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
18 | Бензол | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
19 | Бензойная кислота | A | A | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
20 | Борная кислота | C | B | C | C | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
21 | Бром сухой | C | C | C | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | C | C |
22 | Бром влажный | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | A | A | A | C | C | C |
23 | Бутан | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
24 | Хлорид кальция | C | C | B | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
25 | Гипохлорит кальция | C | C | C | C | C | C | C | A | A | A | C | A | B | B | A | A |
26 | Диоксид углерода сухой | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
27 | Диоксид углерода влажный | A | B | C | C | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
28 | Дисульфид углерода | C | C | A | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
29 | Угольная кислота | A | B | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
30 | Тетрахлорид углерода | A | A | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
31 | Хлор сухой | C | C | A | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | C | A |
32 | Хлор влажный | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | B | B | C | A | A |
33 | Хромовая кислота | C | C | C | C | C | C | C | B | A | C | C | A | B | C | A | A |
34 | Лимонная кислота | B | C | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
35 | Коксовая кислота | C | B | A | A | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | A | A |
36 | Сульфат меди | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | C | A | A | C | A | A |
37 | Хлопковое масло | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
38 | Креозот | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
39 | Даутерм | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
40 | Этан | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
41 | Эфир | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
42 | Этилхлорид | C | B | C | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
43 | Этилен | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
44 | Этиленгликоль | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
45 | Хлорид железа | C | C | C | C | C | C | C | C | B | C | C | A | C | C | A | A |
46 | Фтор сухой | B | B | A | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | C | C |
47 | Фтор влажный | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | B | B | C | C | C |
48 | Формальдегид | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
49 | Муравьиная кислота | B | C | C | C | C | C | B | A | A | A | C | A | B | B | C | A |
50 | Фреон влажный | C | C | B | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
51 | Фреон сухой | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
52 | Фурфурал | A | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
53 | Бензин стабильный | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
54 | Глюкоза | A | A | A | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A |
55 | Соляная кислота, насыщенная воздухом | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | A | C | С | A |
56 | Соляная кислота, без воздуха | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | A | C | С | A |
57 | Плавиковая кислота, насыщенная воздухом | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | B | B | B | C | С | C |
58 | Плавиковая кислота, без воздуха | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | A | B | B | C | С | C |
59 | Водород | A | A | A | C | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | С | A |
60 | Перекись водорода | A | C | C | C | B | A | A | A | A | A | C | A | C | A | A | A |
61 | Сероводород | C | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
62 | Йод | C | C | C | C | C | A | A | A | A | A | C | A | A | A | С | B |
63 | Гидроксид магния | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
64 | Ртуть | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | B | A | A | A | С | A |
65 | Метанол | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
66 | Метилэтилгликоль | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
67 | Молоко | A | A | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
68 | Природный газ | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
69 | Азотная кислота | C | C | C | C | A | A | A | A | A | A | C | B | C | С | A | A |
70 | Олеиновая кислота | C | C | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
71 | Щавелевая кислота | C | C | C | C | B | B | B | A | A | A | B | A | A | B | С | A |
72 | Кислород | C | A | C | C | B | B | B | B | B | B | A | B | B | B | С | C |
73 | Минеральное масло | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | |
74 | Фосфорная кислота, насыщенная воздухом | C | C | C | C | B | A | A | A | A | A | C | A | A | A | С | A |
75 | Фосфорная кислота, без воздуха | C | C | C | C | B | B | B | A | A | A | B | A | A | B | С | A |
76 | Пикриновая кислота | C | C | C | C | B | B | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A |
77 | Углекислый калий/ карбонат калия | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
78 | Хлорид калия | C | C | B | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
79 | Гидроксид калия | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
80 | Пропан | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
81 | Канифоль, смола | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
82 | Нитрат серебра | C | C | C | C | B | A | A | A | A | A | C | A | A | A | A | A |
83 | Ацетат натрия | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
84 | Карбонат натрия | C | C | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
85 | Хлорид натрия | С | A | C | C | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
86 | Декагидрат хромата натрия | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
87 | Гидроксид натрия | С | С | A | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
88 | Гипохлорит натрия | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | C | A | B | C | A | A |
89 | Тиосульфат натрия | C | C | C | C | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
90 | Хлорид олова | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | C | A | A | B | A | A |
91 | Водяной пар | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
92 | Стеариновая (октадекановая) кислота | C | B | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | B | A | A |
93 | Сера | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
94 | Диоксид серы сухой | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | C | A | A | B | A | A |
95 | Триоксид серы сухой | C | C | C | C | C | C | B | A | A | A | B | A | A | B | A | A |
96 | Серная кислота, насыщенная воздухом | C | C | C | C | C | C | C | A | A | A | C | A | C | B | С | A |
97 | Серная кислота, без воздуха | C | C | C | C | C | C | C | A | A | A | B | A | A | B | С | A |
98 | Сернистая кислота | C | C | C | C | C | B | B | A | A | A | C | A | A | B | A | A |
99 | Деготь | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
100 | Трихлорэтилен | B | B | B | B | B | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
101 | Скипидар | A | A | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
102 | Уксус | B | B | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
103 | Вода химочищенная | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | C | A | A |
104 | Вода дистиллированная | A | A | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
105 | Вода морская — в сухпутной РФ малоизвестно, но исключительно малоприятная среда, применимость — «относительная» |
С | A | C | C | C | C | B | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
106 | Виски, водка, вино | A | A | C | C | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
107 | Хлорид цинка | C | C | C | C | C | C | C | B | B | B | A | A | A | B | A | A |
108 | Сульфат цинка | С | С | С | С | А | А | А | А | А | А | А | А | А | А | А | А |
Оценка статьи:
Cтраница 4
Коррозионную стойкость металлов при скорости коррозии 0 5 мм / год и выше оценивают по группам стойкости, а при скорости коррозии ниже 0 5 мм / год - по баллам.
Однако коррозионная стойкость металлов существенно зависит от их термической обработки. Наиболее приемлемой температурой термообработки стали, содержащей 17 % хрома (марка XI7) является 760 - 7.0 С.
Мерой коррозионной стойкости металлов и сплавов служит скорость коррозии в данной среде при данных условиях.
Оценка коррозионной стойкости металлов при скорости коррозии 0 5 мм / год и выше производится по группам стойкости - а при скорости коррозии ниже 0 5 мм / год - по баллам.
Оценка коррозионной стойкости металлов как по потере веса, так и по проницаемости применима только для равномерной коррозии. При неравномерной и местной коррозии эти показатели характеризуют только усредненную скорость коррозии, в то время как на отдельных участках скорость отличается от этого значения. Особенно трудно оценить коррозионную стойкость металлов при меж-кристаллитной коррозии. В этих случаях прибегают к определению механической прочности образцов до и после коррозии.
Критерием коррозионной стойкости металла при атмосферных испытаниях наиболее часто служит изменение внешнего вида образцов, изменение их веса и механических характеристик. При оценке коррозионной стойкости металла или покрытия по изменению внешнего вида сравнение ведут по отношению к исходному состоянию поверхности, поэтому состояние последней перед испытанием должно быть тщательно зафиксировано. Для этого образцы осматривают невооруженным глазом, а некоторые участки - через бинокулярную лупу. При этом особое внимание обращают на дефекты: а) на основном металле (раковины, глубокие царапины, вмятины, окалина, ее состояние и пр. Результаты наблюдений записывают или фотографируют. Для облегчения наблюдений и точного фиксирования их результатов на осматриваемый образец накладывают проволочную сетку или прозрачную бумагу с нанесенной тушью сеткой. Первоначально за образцами наблюдают ежедневно для установления первых очагов коррозии. В дальнейшем осмотр повторяют через 1, 2, 3, 6, 9, 12, 24 и 36 мес. При наблюдении обращают внимание на следующие изменения: 1) потускнение металла или покрытия и изменение цвета; 2) образование продуктов коррозии металла или покрытия, цвет продуктов коррозии, их распределение на поверхности, прочность сцепления с металлом; 3) характер и размеры очагов коррозии основного, защищаемого металла. Для однообразия в описании производимых наблюдений рекомендуется употреблять одинаковые термины: потускнение, пленка и ржавчина. Термин потускнение применяют, когда слой продуктов очень тонкий, когда происходит только легкое изменение цвета поверхности образца, термин пленка употребляется для характеристики более толстых слоев продуктов коррозии и термин ржавчина - для толстых, легко заметных слоев продуктов коррозии. Характер слоев продуктов коррозии предлагается описывать терминами: очень гладкие, гладкие, средние, грубые, очень грубые, плотные и рыхлые.
Мерой коррозионной стойкости металла служила величина максимального объема водорода, выделившегося за 3 суток испытаний с поверхности 1 дм2 при 20 2 С.
Повышение коррозионной стойкости металла с увеличением концентрации такого сильно агрессивного электролита, как соляная кислота, вероятно, можно объяснить хемосорбционным взаимодействием компонентов пр с элементами сплава; видимо, большое значение имеют находящиеся в пр ненасыщенные соединения.
Оценка коррозионной стойкости металлов при скорости коррозии 0 5 мм / год и выше производится по группам стойкости, а.
Повышение коррозионной стойкости металла с увеличением концентрации такого сильно агрессивного электролита, как соляная кислота, вероятно, можно объяснить хемосорбционным взаимодействием компонентов пр с элементами сплава; видимо, большое значение имеют находящиеся Тв пр ненасыщенные соединения.
Что такое коррозийная стойкость
Способность того или иного металла сопротивляться коррозии, называется коррозийной стойкостью. Эта способность определяется скоростью протекания коррозии в определенных условиях. Чтобы оценить скорость коррозии, используют количественные и качественные характеристики.
Качественные характеристики - это:
изменение внешнего вида поверхности металла;
изменение микроструктуры металла.
Количественные характеристики - это:
время до появления первого очага коррозии;
количество очагов коррозии, образовавшихся за некоторый промежуток времени;
утончение металла за единицу времени;
изменение массы металла на единицу площади поверхности за единицу времени;
объем поглощенного или выделившегося газа в процессе коррозии на единице поверхности за единицу времени;
плотность электрического тока для данной скорости коррозии;
изменение того или иного свойства за определенный промежуток времени (механические свойства, отражательная способность, электрическое сопротивление).
Для разных металлов характерна разная стойкость к коррозии. Чтобы устойчивость к коррозии повысить, используют специальные методы: легирование для стали, хромирование, алитирование, никелирование, окраска, цинкование, пассивация и т.д.
Железо и сталь
В присутствии кислорода и чистой воды, железо быстро корродирует, реакция идет по формуле:
В процессе коррозии, рыхлый слой ржавчины покрывает металл, и этот слой отнюдь не защищает его от дальнейшего разрушения, коррозия идет до полного уничтожения металла. Более активную коррозию железа вызывают растворы солей: если в воздухе присутствует даже немного хлорида аммония (NH4Cl), коррозийный процесс пойдет значительно быстрее. В слабом растворе соляной кислоты (HСl) реакция тоже активно пойдет.
Азотная кислота (HNO3) в концентрации более 50% вызовет пассивацию металла, - он покроется хоть и хрупким, но все же защитным слоем. Дымящая азотная кислота безопасна для железа.
Серная кислота (H2SO4) в концентрации более 70% пассивирует железо, а если сталь марки Ст3 держать в 90% серной кислоте при температуре 40°С, то в данных условиях скорость ее коррозии не превысит 140 мкм в год. Если же температура составит 90°С, то коррозия пойдет с в 10 раз большей скоростью. Серная кислота концентрацией 50% железо растворит.
Ортофосфорная кислота (H3PO4) не вызовет коррозии железа, как и безводные органические растворители, как растворы щелочей, водный аммиак, сухие Вr2 и Сl2.
Если к воде добавить тысячную долю хромовокислого натрия, то он станет отличным ингибитором коррозии железа, как и натрия гексаметафосфат. А вот ионы хлора (Cl-) снимают с железа защитную пленку и усиливают коррозию. Железо технически чистое, в котором содержится примерно 0,16% примесей, отличается высокой устойчивости к коррозии.
Стали среднелегированные и низколегированные
Легирующие добавки хрома, никеля или меди в низколегированных и среднелегированных сталях повышают их устойчивость к водной и атмосферной коррозии. Чем больше хрома - тем выше устойчивость стали к окислению. Но если хрома меньше 12%, то химически активные среды подействуют на такую сталь разрушительно.
Высоколегированные стали
В высоколегированных сталях легирующих компонентов больше 10%. Если в стали содержится от 12 до 18% хрома, то такая сталь выдержит контакт почти с любой из органических кислот, с пищевыми продуктами, окажется стойкой к азотной кислоте (HNO3), к щелочам, ко многим растворам солей. В 25% муравьиной кислоте (CH2O2) коррозия высоколегированной стали пойдет со скоростью порядка 2 мм в год. Однако сильные восстановители, соляная кислота, хлориды и галогены разрушат высоколегированную сталь.
Стали нержавеющие, в которых содержится от 8 до 11% никеля и от 17 до 19% хрома более стойки к коррозии чем просто высокохромистые стали. Такие стали выдерживают кислые окислительные среды, как то хромовокислая или азотокислая, а также сильные щелочные.
Никель в качестве добавки усилит стойкость стали к неокислительным средам, к атмосферным факторам. Но среды кислые восстановительные и кислые с ионами галогенов, - разрушат пассивирующий оксидный слой, в результате сталь потеряет устойчивость к кислотам.
Более высокую коррозийную устойчивость, чем хромоникелевые стали, имеют стали нержавеющие с добавлением молибдена в количестве от 1 до 4%. Молибден даст стойкость к сернистой и серной кислотам, к органическим кислотам, к морской воде и галогенидам.
Ферросилиций (железо с добавлением от 13 до 17% кремния), так называемое железокремнистое литье, обладает коррозийной стойкостью благодаря наличию оксидной пленки SiO2, и которую не способны разрушить ни серная, ни азотная, ни хромовая кислоты, они лишь усиливают эту защитную пленку. А вот соляная кислота (HCl) легко приведет к коррозии ферросилиция.
Сплавы никеля и чистый никель
Никель стоек ко многим факторам, как к атмосферным, так и к лабораторным, к чистой и соленой воде, к щелочным и нейтральным солям, таким как карбонаты, ацетаты, хлориды, нитраты и сульфаты. Не насыщенные кислородом и не горячие органические кислоты не причинят вреда никелю, как и кипящая концентрированная щелочь гидроксид калия (KOH) в концентрации до 60%.
Коррозию вызовут восстановительные и окислительные среды, окислительные щелочные или кислые соли, окислительные кислоты, такие как азотная, влажные газообразные галогены, оксиды азота и диоксид серы.
Монель-металл (до 67 % никеля и до 38 % меди) более стоек к действию кислот, чем чистый никель, но действие сильных окисляющих кислот не выдержит. Отличается довольно высокой стойкостью к кислотам органическим, к значительному количеству растворов солей. Атмосферная и водная коррозия не грозят монель-металлу, безопасен для него также фтор. Монель-металл безопасно выдержит действие кипящего фтороводорода (HF) концентрацией 40%, как его выдерживает платина.
Сплавы алюминия и чистый алюминий
Защитная оксидная пленка алюминия делает его устойчивым к обычным окислителям, к уксусной кислоте, к фтору, просто к атмосфере, и к значительному количеству органических жидкостей. Технически чистый алюминий, в котором примесей меньше 0,5%, очень стоек к действию перекиси водорода (H2O2).
Разрушается под действием едких щелочей сильных восстановительных сред. Разбавленная серная кислота и олеум не страшны алюминию, но серная кислота средней концентрации его разрушит, как и горячая азотная кислота.
Защитную оксидную пленку алюминия способна разрушить соляная кислота. Контакт алюминия со ртутью или с солями ртути разрушителен для первого.
Чистый алюминий более устойчив к коррозии, чем например сплав дюралюминий (в котором до 5,5% меди, 0,5% магния и до 1% марганца), который менее стоек к коррозии. Силумин (добавка от 11 до 14% кремния) в этом отношении более устойчив.
Сплавы меди и чистая медь
Чистая медь и ее сплавы не корродируют ни в соленой воде, ни на воздухе. Не страшны меди в плане коррозии: разбавленные щелочи, сухой NH3, нейтральные соли, сухие газы и большинство органических растворителей.
Такие сплавы как бронза, в которых содержится много меди, выдерживают нахождение в кислотах, даже в холодной концентрированной или в горячей разбавленной серной кислоте, либо в концентрированной или разбавленной соляной кислоте при обычной температуре (25°С).
В отсутствие кислорода медь не корродирует при контакте с органическими кислотами. Не оказывают разрушительного действия на медь ни фтор, ни сухой фтороводород.
Но медные сплавы и чистая медь корродируют от различных кислот если есть кислород, а также при контакте с влажным NH3, некоторыми кислыми солями, влажными газами, типа ацетилена, CO2, Cl2, SO2. Медь легко взаимодействует со ртутью. Латунь (цинк и медь) не отличается высокой устойчивостью к коррозии.
Чистый цинк
Чистая вода, ровно как и чистый воздух, не приводит к коррозии цинка. Но если в воде или в воздухе присутствуют соли, углекислый газ или аммиак, то начнется коррозия цинка. Цинк растворяется в щелочах, особенно быстро - в азотной кислоте (HNO3), медленнее - в соляной и серной кислотах.
Органические растворители и нефтепродукты в принципе не оказывают корродирующего действия на цинк, но если контакт будет длительным, с крекинг-бензином, например, то кислотность бензина повысится при окислении его на воздухе, и начнется коррозия цинка.
Чистый свинец
Высокая устойчивость свинца к водной и атмосферной коррозии - известный факт. Не корродирует и при нахождении в почве. Но если в воде содержится много углекислого газа, то свинец в ней растворится, поскольку образуется гидрокарбонат свинца, который уже будет растворим.
В целом свинец очень стоек к растворам нейтральным, умеренно стоек к щелочным, а также к некоторым кислотам: серной, фосфорной, хромовой и сернистой. Концентрированной серной кислотой (от 98%) при температуре в 25°С, свинец можно медленно растворить.
Фтороводород при концентрации 48% растворит свинец при нагревании. Сильно взаимодействует свинец с соляной и азотной кислотами, с муравьиной и уксусной кислотой. Серная кислота покроет свинец труднорастворимым слоем хлорида свинца (PbCl2), и дальше растворение уже не пойдет. В концентрированной азотной кислоте свинец также покроется слоем соли, но разбавленная азотная кислота растворит свинец. Хлориды, карбонаты и сульфаты к свинцу не агрессивны, а растворы нитратов - наоборот.
Чистый титан
Хорошая коррозийная устойчивость - отличительная черта титана. Он не окисляется сильными окислителями, выдерживает растворы солей, FeCl3 и т.д. Концентрированные минеральные кислоты вызовут коррозию, однако даже кипящая азотная кислота в концентрации менее 65%, серная - до 5%, соляная - до 5% - коррозии титана не вызовут. Нормальная коррозийная устойчивость к щелочам, к щелочным солям и органическим кислотам выделяет титан в ряду других металлов.
Чистый цирконий
Цирконий более устойчив к серной и соляной кислотам чем титан, однако к царской водке и влажному хлору - устойчив менее. Обладает высокой химической стойкостью к большинству щелочей и кислот, устойчив к перекиси водорода (H2O2).
Действие некоторых хлоридов, кипящая концентрированная соляная кислота, царская водка (смесь концентрированных азотной HNO3 (65-68 % масс.) и соляной HCl (32-35 % масс.), горячая концентрированная серная кислота и дымящая азотная - вызывают коррозию. Очень значимым в плане коррозии является такое свойство циркония, как гидрофобность, то есть этот металл не смачивается ни водой, ни водными растворами.
Чистый тантал
Превосходная химическая стойкость тантала подобна стеклу. Его плотная оксидная пленка защищает металл при температурах до 150°С от действия хлора, брома, йода. Большинство кислот в нормальных условиях не действуют на тантал, даже царская водка и концентрированная азотная кислота не вызывают коррозии. Растворы щелочей практически не действуют на тантал, но на него действуют фтороводород и концентрированные горячие растворы щелочей, чтобы растворить тантал, применяют расплавы щелочей.