ТЕМА: Металлы и сплавы. Электрохимические процессы. Потенциометрия. Коррозия

Задание №1.

Изучите листок-вкладыш на железоникелекобальтовай сплав «Дентан» (03Х25Н21С4).

Выплавляется на чистых шихтовых материалах с узкими пределами отклонений составляющих компонентов.

Обладает высокой пластичностью и коррозионной устойчивостью. Сплав имеет хорошие литейные свойства – небольшую усадку и хорошую жидкотекучесть.

Физико-механические свойства

Плотность, г/см3 7,90 Модуль упругости, Н/мм2 не менее 180000 Временное сопротивление разрыву, Н/мм2 не менее 320 Предел текучести, Н/мм2 не менее 220 Относительное удлинение, % не менее 30 Твердость, HV10   ТКЛР в интервале 25-5000С, 1/0С 17,0·10-6 Интервал плавления, 0С 1320-1380 Температура разливки, 0С 1440-1450 Изготовитель: ОАО «Суперметалл».

 

Для данной марки стали (03Х25Н21С4) установите состав сплава и укажите процентное содержание компонентов:

 

Пациенту А. осуществлено протезирование с использованием данного сплава. Пациент жалуется на неприятное чувство жжения и кислотности в полости рта, несколько стихающее во время приема белковой пищи.

Проанализируйте возможные причины развития данной клинической ситуации.

 

 

Сделайте вывод о возможных анодных процессах, характерных для металлических протезов в зависимости от реакции среды.

 

Задание №2.

Расшифруйте состав, используемых в РФ марок нержавеющей стали:

 

20 Х 18 Н 9 Т

 

25 Х 18 Н 10 С 2

 

36 Х 18 Н 25 С 2

 

Объясните, почему большинство рядовых марок нержавеющих сталей содержат 18% хрома.

 

Задание №3. Решение задач.

1). Образец сплава в виде пластины (1*1см, толщина 0,3 см) массой 1,0 г была погружена в агрессивную среду (морскую воду). Через 100 часов образец был извлечен из среды. Масса его после удаления продуктов коррозии составила 96 мг. Рассчитайте скорость коррозии, величину проникновения коррозии и оцените коррозионную устойчивость сплава по шкале.

Балл стойкости	П, мм/год	Категория стойкости
	<0,10	сильно стойкие
	0,10 – 1,0	стойкие
	1,10 – 3,0	понижено стойкие
	3,1 – 10,0	малостойкие
	10,1	нестойкие

 

 

Глубина проникновения коррозии металлического материала составляет 2 мм / год. Рассчитайте массу образца, эксплуатируемого в агрессивной среде, по истечению 2 лет, если исходный сплав размером 1х1х1 см имел массу 5,6 г.

 

3). Оцените скорость коррозии (диапазон значений) сплава «Суперпал» (плотность 10,2 ^г/см³), если известно, что его коррозионная устойчивость оценивается в два балла по шкале относительной коррозионной устойчивости.

 

 

4). ЭДС гальванического элемента, возникшего в результате использования цинкового припоя, равно 0,02В. Рассчитайте стандартный потенциал другого электрода и установите, какой металл в составе протеза коррозирует первым.

 

5). Какой металл в паре Fe – Ni будет растворяться в разбавленной молочной кислоте. На каком металле будет выделяться водород? Приведите схему катодного и анодного процессов.

 

 

Лабораторная работа № 1

«Определение относительной коррозийной устойчивости сплавов.»

Цель работы: Сравнить коррозионную устойчивость сплавов в агрессивной среде электролита, определив значение редокс-потенциалов.

Оборудование и реактивы: Иономер универсальный ЭВ-74, электроды: сплава ТЗ, сплава ПАЛ, хлорсеребряный; раствор молочной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л, химический стакан ёмкостью 250 мл.

На рисунке изображена передняя панель прибора иономер универсальный ЭВ-74. Обозначьте основные клавиши прибора и укажите их функциональное назначение.

 

 

Ход работы:

1) Составляют гальваническую цепь из измерительного электрода – сплава ТЗ и электрода сравнения – стандартного хлорсеребряного электрода. Для этого оба электрода погружают в раствор молочной кислоты и подключают к иономеру. Прибор включают в сеть и прогревают в течение 30 минут. Для измерения ЭДС (Dj) гальванической цепи на панели иономера нажимают клавишу «mV». Направление тока в цепи (знак Dj) определяется величиной потенциала измерительного электрода по сравнению с электродом сравнения (если потенциал измерительного электрода меньше, то значение Dj будет отрицательным – в этом случае необходимо нажать клавишу «±» анионы/катионы). Нажимают клавишу «-1¸19» и с нижней шкалы снимают приблизительное значение ЭДС (в мВ). Точное значение ЭДС определяют, нажимая клавишу одного из узких диапазонов измерений.

Запишите состав сплава ТЗ: ______________________________________________

 

Запишите схему составленной гальванической цепи: _________________________

_________

 

Запишите полученное по показаниям иономера значение ЭДС Dj=

Рассчитайте значение редокс-потенциала сплава ТЗ, используя формулу:

j_x = Dj + j (электрода сравнения)=,

где j_x – редокс-потенциал измерительного электрода, для определения потенциала хлорсеребряного электрода пользуются табличными данными

Запишите возможные редокс-процессы, протекающие на аноде и катоде

____________________________________

2) Составляют вторую гальваническую цепь из измерительного электрода – сплава ТЗ и электрода сравнения – сплава ПАЛ. С этой целью заменяют хлорсеребрянный электрод на электрод сплава ПАЛ. Значение ЭДС (Dj) измеряют как описано в п.1.

Запишите состав сплава ПАЛ: ____________________________________________

 

Запишите схему составленной гальванической цепи: _________________________

_________

Запишите полученное по показаниям иономера значение ЭДС Dj=

Рассчитайте значение редокс-потенциала сплава ПАЛ, используя формулу:

j_x = Dj + j (электрода сравнения)=,

где j_x – редокс-потенциал измерительного электрода, j — потенциал сплава ПАЛ.

Запишите возможные редокс-процессы, протекающие на аноде и катоде

____________________________________

3) Сравните полученные значения редокс-потенциалов сплавов ТЗ и ПАЛ и сделайте вывод, какой из сплавов более устойчив в среде молочной кислоты.

Вывод:

 

 

Дата:_________ Занятие № 4