Электрохимическая коррозия. 1.1. Взаимодействие Ме с электролитом

 

1.1. Взаимодействие Ме с электролитом

Вначале Me ―› Meⁿ⁺ + nē, затем при переходе в раствор некоторого количества атомов на Ме накапливаются избыточные электроны, процесс перейдет в равновесную стадию:

Me <=> Meⁿ⁺ + nē.

Процесс коррозии остановится.

Ме А ―› источник электронов, анод (-), Ме Б ―› приемник электронов, катод (+).

Me ―› Meⁿ⁺ + nē ―›

● при контакте двух разных Ме, заряженные частицы непрерывно перемещаются по замкнутому контуру, начинается ток;

● ток является признаком коррозии;

● повреждается всегда Ме-анод. Потенциал, накопленный Ме к моменту достижения равновесия называется обратимым равновесным потенциалом.

 

Vотр	Mg	Al	Ti	Zn	Cr	Fe	Ni	Sn	H	Cu	Ag	Pt	Au
[В]	-2.37	-1.63	-1.63	-0.76	-0.74	-0.44	-0.25	-0.14		0.52	0.8	1.19	1.68

 

● чем отрицательнее потенциал, тем легче корродирует раствор;

● «+» - добровольно в раствор не переходят, благородные Ме;

● разновидность коррозии:

 

Контактная коррозия

а) контакт 2-х Ме;

б) контакт 2-х фаз

матрица К + частица А; Матрица А + частица К – дуралюмин CuAl₂ (упрочняющая фаза);

в) межкристаллитная коррозия (МКК);

г) коррозия растрескивания (КР);

д) щелевая коррозия.

Скорость коррозии зависит от:

- разница в обратимости потенциалов (чем больше потенциал, тем быстрее скорость коррозии);

 

- среды

 

- наличия или отсутствия стойкой плотно прилегающей оксидной пленки (если такая пленка образуется, то наступает явление пассивации, т.е. коррозия замедляется или вообще прекращается), пассиваторы: Ti, Al, Cr, Ni, W, Mo.

 

1.2. Материалы, устойчивые к электрохимической коррозии (коррозионностойкие)

Коррозионностойкие:

● благородные Cu, Ag, Pt, Au, всегда в контакте (К), т.е. не повреждаются.

Cu – полублагородный, КР (коррозия растрескивания);

 

● пассивирующиеся

―› Ti + TiO₂ – суперстойкая пленка, стоит почти во всех средах, не подвержена коррозии;

―› Al + Al₂O₃ – хорошо стоит в пресной воде, в морской воде не стоит (Cl^-, J^-, B^-)

При введении 12 и более % Cr становится пассивирующейся, Cr ≥ 12% - нержавеющая сталь.

Коррозионностойкие стали 12Х13, 20Х13, 30Х13, 40Х13 – 13% Cr.

C + Сr ―› Cr₂₃C₆.

Углерод уводит хром с образующейся карбидной фазы, коррозионная стойкость мала. Для атмосферных условий, а не агрессивных фаз.

 

1.3. Коррозионностойкие покрытия

● благородные Cu+Au, Ni+Ag;

● более благородные (Fe + Sn), защищает, пока целое;

● более электроотрицательные (менее благородные) (Fe + Zn);

● пассивирующиеся Ме (Fe + Ni/Cr);

● протекторная.

 

Химическая коррозия

 

2.1. Взаимодействие Ме с О₂ при t_выс

В начале , затем О + 2ē ―› О^2-,

Для продолжения окисления оксид должен быть проницаемым для электронов и ионов.

Скорость окисления зависит от:

● проницаемости окисления

- менее проницаемы Cr₂O₃, SiO₂;

- наименее проницаемы Me₃O₄, решетка типа шпинели: FeCr₂O₄, FeAl₂O₄;

● от плотности прилегания окислов. Плотнее прилегают те окислы, у которых близкие удельные объемы в Ме

(рыхлые Ме) 1 < < 2,5

● коэффициент линейного расширения;

● плотнее прилегают при меньшей шероховатости;

● без нагружения.

 

2.2. Материалы, устойчивые против окисления - жаростойкие

- Mg, W, Mo, Ti

 

 

15Х28, Т ~ 1250°С

05Х27Ю5, Т ~ 1300°С

«Ф»-класс

σ_U ~ 400-600 МПа (комн. t);

σ_U ~ 40-60 МПа (1100-1200°С).

Применение: нагреватели, т.к. нагружения не выдерживает, задача удержать себя.