.RU

Влияние хрома на электрохимическое поведение стали

ВЛИЯНИЕ ХРОМА НА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СТАЛИ .

1. Пассивность металлов.

Пассивностью металлов называют состояние довольно высокой коррозионной стойкости , вызванное торможением анодного процесса электрохимической коррозии .

Повышенная коррозионная стойкость металлов может обуславливаться:

а) термодинамической устойчивостью металла ;

б) отсутствием в электролите деполяризатора;

в) затруднённостью доставки деполяризатора к поверхности металла;

г) сильным торможением протекания катодного процесса ;

и другими причинами .

Типичным примером пассивности металлов является резкое уменьшение скорости растворения железа в растворах азотной кислоты, наступающее при достаточно высокой её концентрации .

Пассивность наблюдается в определённых условиях у титана , алюминия , хрома , молибдена , магния и других металлов . Очень многие металлы в той или иной степени в зависимости от условий склонны пассивироваться .

Наступление пассивного состояния металлов характеризуется следующими явлениями:

а) резким уменьшением скорости коррозии металла;

б) значительным смещением потенциала металла в положительную сторону : для железа от значений (-0.2)¸(-0.5)В к значениям +0.5¸(+1.0)В

для хрома - от (-0.4)¸(-0.6)В до +0.9В .

Смещение потенциала указывает на то , что при наступлении пассивности затормаживается протекание анодного процесса электрохимической коррозии . Пассивности металлов обычно соответствует высока степень анодного контроля коррозионного процесса.

Пассиваторами обычно являются :

а) окислители ;

б) анодная поляризация от внешнего источника постоянного электрического тока или при работе металла в качестве анода с другим металлом , являющимся катодом , которая в подходящих условиях при достижении определённого значения эффективного потенциала металла Vме и соответствующей ему анодной плотности тока i(а) может вызвать наступление пассивного состояния металла .

2. Плёночная теория пассивности металлов .

Согласно этой теории пассивное состояние металла обуславливается присутствием на его поверхности окисных плёнок .

Чаще всего эти плёнки представляют собой окислы Fe3O4 или Fe8O11на железе в HNO3 , смешанный окисел Cr2O3 и СrO2 на хроме в кислых средах .

Такая плёнка образуется в качестве превичного нерастворимого продукта анодного процесса на анодных участках , что происходит при потенциалах , более отрицательных, чем потенциал анодной реакции выделения кислорода , и приводит к сильному торможению анодного процесса .

Пассивная плёнка электропроводна и играет роль катода , в то время как анодный процесс протекает в порах плёнки под воздействием очень большой плотности тока , что создаёт условия для образования и перехода в раствор в небольшом количестве ионов металла высшей валентности .

Поры закрываются вследствие образования плёнки окислов и сова возникают в других местах , где имеет место растворение плёнки или её катодное восстановление . Явление пассивности представляет собой динамическое равновесие между силами , создающими защитную плёнку , и силами, нарушающими её сплошность (водородными и галоидными ионами , катодной поляризацией и др.) .

Коррозионная стойкость металла в пассивном состоянии зависит от совершенства образующейся защитной плёнки , количества и размеров её пор , а устойчивость пассивного состояния определяется устойчивостью защитной плёнки в данных условиях.

3. Адсорбционная теория пассивности металлов.

Эта теория предполагает возникновение на металлической поверхности мономолекулярных адсорбированных слоёв кислорода, окислителя и других веществ , сплошь заполняющих поверхность или наиболее активные участки поверхности (углы и рёбра кристаллической решётки и др.) .

Адсорбированный кислород насыщает валентности всех или наиболее активных поверхностных атомов и тем самым снижает его химическую активность . Защитное действие кислорода , адсорбированного даже на отдельные участки поверхности металла , может быть связано со значительным торможением анодного процесса растворения металла .

4. Перепассивация металлов .

Устойчивость пассивного состояния часто бывает ограничена определённой концентрацией окислителя или значением потенциала металла при его анодной поляризации , превышение которых приводит к возрастанию скорости коррозии . Нарушение пассивности металлов при окислительном воздействии коррозионной среды или при весьма сильной анодной поляризации называют перепассивацией .

Перепассивацию наблюдают у низколегированных сталей в HNO3 высокой концентрации , у нержавеющих сталей , хрома , никеля , хромистых и хромоникелевых сталей в растворах H2SO4 и проч.

Объясняется явление перепассивации тем, что при достаточном повышении анодного или окислительно-восстановительного потенциала среды изменяется характер анодного процесса - образуются ионы металла высшей валентности , дающие растворимые или неустойчивые соединения , что приводит к нарушению пассивного состояния и увеличению скорости растворения металла .Для железа и хрома такими ионами являются FeO4(2-) и CrO4(2-) , в которых железо и хром шестивалентны . Ионы высшей валентности в растворе под влиянием восстановителей и электродных процессов на на металле восстанавливаются затем до трёхвалентных , т. е. переходят в более устойчивую форму .

Значение пассивности металлов.

Пассивное состояние металлов имеет большое практическое значение. Коррозионная стойкость ряда металлов , например алюминия и магния в воздухе и воде , титана во многих коррозионных средах , часто бывает обусловлена их пассивностью .

Коррозионную стойкость металлов можно увеличить , легируя их другими более пассивными металлами . Так , например , легирование сталей хромом (13-18% Cr) делает их нержавеющими и кислотоустойчивыми .

На графике представлена кинетика коррозии хромоникелевой стали Х18Н9 в 50-% H2SO4 при 50°С.

Повышения коррозионной стойкости металлов можно достигнуть одним из трёх основных способов :

а) введением компонентов , способствующих образованию более совершенного экранирующего защитного слоя продуктов коррозии на поверхности сплава ;

б) введением компонентов , уменьшающих катодную активность ;

в) введением компонентов , уменьшающих анодную активность .

Примером первого способа легирования является повышение коррозионной стойкости углеродистой стали при легировании хромом , никелем , титаном и т. д. .

Установлено , что коррозионная стойкость твёрдых растворов , полностью гомогенных и при отсутствии заметной диффузии , при легировании менее устойчивого металла более устойчивым изменяется не непрерывно , а скачками :

Резкое изменение коррозионной стойкости происходит , когда концентрация легирующего элемента достигает 1/8 атомной доли или величины , кратной этому числу , т. е. 2/8 , 3/8 , 4/8 , и т. д. атомной доли- правило n/8 Таммана. Положение границы устойчивости (значение n) зависит не только от системы твёрдых растворов , но и от реагента , т. е. его агрессивности и внешних условий .) зависит не только от системы твёрдых растворов , но и от реагента , т. е. его агрессивности и внешних условий .

Правило Таммана было подтверждено на большом числе примеров , в том числе и на имеющих большое практическое значение технических сплавах , таких как Fe-Cr (n=1,2&3) Для некоторых систем твёрдых растворов в одном реагенте наблюдается несколько границ устойчивости , причём одной из них соответствует наиболее резкое уменьшение скорости коррозии (рис.4) .

Для объяснения границ устойчивости предложено существование сверхструктур (упорядоченного расположения атомов) в твёрдых растворах , при котором возможно появление защитных плоскостей в решётке сплава , обогащённых или сплошь занятых атомами устойчивого элемента (например Cr в твёрдом растворе Cr+Fe) . При действие реагента на сплав разрушается несколько атомных слоёв сплава до тех пор , пока не будут достигнуты эти защитные плоскости и скорость растворения сплава резко снизится .

Правило n/8 Таммана позволяет рационально корректировать содержание легирующего элемента твёрдого раствора , вводимого в целях повышения коррозионной стойкости сплава . При этом следует учитывать возможность обеднения твёрдого раствора легирующим элементом за счёт связывания его другими компонентами сплава (хрома углеродом в карбиды) и в связи с этим необходимости введения в сплав дополнительного количества легирующего элемента для обеспечения необходимого содержания его в твёрдом растворе . Так содержание хрома в коррозионностойких хромистых сталях составляет 12-14 % при содержании углерода 0,1-0,2 % .

6. Структурная гетерогенность сплавов .

Гетерогенность сложно влияет на коррозионную стойкость сплавов .

Влияние анодной структурной составляющей сплава на коррозионную стойкость зависит от характера распределения анодной фазы в сплаве: если анодом является узкая зона границы зерна вследствие или обеднения в этой узкой зоне твёрдого раствора легирующим элементом (хромом) , или образование непрерывной цепочки , неустойчивой или затрудняющей образование новой фазы , или больших механических напряжений , возникающих при образовании избыточной фазы , то это приводит к интенсивной коррозии границ зёрен , т. е. к межкристаллитной коррозии .

Электрохимическая гетерогенность сплава в зависимости от условий может или не влиять на коррозионную стойкость металлов , или увеличивать , или уменьшать её .

Опытные данные по коррозии ряда металлов и сплавов , в том числе хромистых сталей , указывают на то , что величина зерна мало влияет на скорость коррозии . Исключения составляют случаи , когда на границе зёрен металла условия таковы , что коррозия может приобрести межкристаллитный характер . Увеличение размеров зерна заметно усиливает межкристаллитную коррозию , так как уменьшится длина границ зёрен , следовательно интенсивность коррозии возрастёт .


velikie-vodopadi.html
velikij-gerb-rossijskoj-federacii-chast-2.html
velikij-knyaz-konstantin-konstantinovich-i-pisatel-ia-goncharov.html
velikij-shelkovij-put.html
velikij-tankovij-grabezh-trofejnaya-bronya-gitlera-per-s-angl-a-bushueva-stranica-16.html
velikij-vtchiznyanij-pedagog-kd-ushinskij-chast-4.html
  • universitet.bystrickaya.ru/tema-3-rinochnaya-sistema-hozyajstvovaniya-tema-vvedenie-v-ekonomicheskuyu-teoriyu-4.html
  • apprentice.bystrickaya.ru/yupiter-caturn-uran-i-neptun.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tipi-uchebnih-planov-problemi-formirovaniya-individualnih-planov-studentov.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-25-yaspryachus-za-semyu-zamkami.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/urok-v-6-klasse-indiya-kitaj-amerika-afrika.html
  • desk.bystrickaya.ru/otchet-o-nauchno-issledovatelskoj-rabote-razrabotka-koncepcii-obespecheniya-kachestva-lekarstvennih-sredstv-v-rossijskoj-federacii-stranica-6.html
  • writing.bystrickaya.ru/9-usloviya-realizacii-osnovnoj-obrazovatelnoj-programmi-osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-visshego-professionalnogo.html
  • notebook.bystrickaya.ru/karta-samokontrolya-obrazovatelnaya-programma-boks-srok-realizacii-5-let-vozrast-obuchayushihsya-6-18-let-tunkin-yurij-igorevich.html
  • essay.bystrickaya.ru/chast-2-chelovecheskoe-obshestvo-genoma-vselennoj.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/nauchno-issledovatelskaya-rabota-otchet-za-2010-god-kafedra-grafika-stranica-2.html
  • thesis.bystrickaya.ru/poznakomit-detej-s-zooparkom-kak-mestom-obsheniya-lyudej-s-zhivotnimi-pokazat-chto-dlya-zhivotnih-v-zooparke-neobhodimo-sozdavat-dostojnie-usloviya-zhizni-uchit-d.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/priznaki-koncepta-mann-aktualizovannie-subkonceptom-mann-kak-individ-i-subkonceptom-mannsoc.html
  • urok.bystrickaya.ru/programma-disciplini-prava-cheloveka-v-mezhdunarodnom-prave-cikl-gos-vpo-opd-v-06.html
  • teacher.bystrickaya.ru/faktori-vliyayushie-na-byudzhetirovanie-informacionnoj-bezopasnosti-na-predpriyatiii.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/mnogourovnevaya-model-postroeniya-setevih-vichislitelnih-sistem-konspekt-lekcij-po-kursu-organizaciya-evm-i-sistem.html
  • books.bystrickaya.ru/dolzhnostnaya-instrukciya-dolzhnostnaya-instrukciya-direktora-naimenovanie-uchebnogo-zavedeniya-200-g-.html
  • turn.bystrickaya.ru/plan-meropriyatij-rossijsko-arabskogo-delovogo-soveta-i-ooo-arabiya-ekspo.html
  • grade.bystrickaya.ru/obrazovatelnaya-programma-po-specialnosti-spo-031601-reklama-na-baze-srednego-polnogo-stranica-3.html
  • books.bystrickaya.ru/d-yu-adamenko-zam-generalnogo-direktora-ooo-sibagro-k-stranica-3.html
  • institut.bystrickaya.ru/uchebnij-plan-publichnij-doklad-municipalnogo-obsheobrazovatelnogo-byudzhetnogo-uchrezhdeniya-srednyaya-obsheobrazovatelnaya.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/prikaz-n-lp-660-ot-22-03-96-g-kiev.html
  • abstract.bystrickaya.ru/11-ispolzovanie-zemelnih-resursov-stranica-3.html
  • report.bystrickaya.ru/informacionnij-byulleten-administracii-sankt-peterburga-24-775-ot-2-iyulya-2012-g-stranica-6.html
  • predmet.bystrickaya.ru/sozdanie-i-ekspluataciya-ais-bu-podhodi-k-sozdaniyu-i-vnedreniyu-ais-bu-avtomatizirovannie-informacionnie-sistemi-buhgalterskogo-ucheta.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tema-11-pravovoe-regulirovanie-ohrani-truda-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-trudovoe-pravo-dlya-specialnosti.html
  • credit.bystrickaya.ru/pogibshih-v-rezultate-chp-na-vode-v-rossii-za-sem-let-stalo-pochti-vdvoe-menshe-gims-informacionnoe-agentstvo-ria-novosti-14102011.html
  • letter.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-napravlenie-ekonomika-sankt-peterburg-2004-udk-330-101-bbk-ya7365-9-2.html
  • literature.bystrickaya.ru/doklad-parlamentskoj-komissii-po-rassledovaniyu-prichin-i-obstoyatelstv-stranica-11.html
  • thesis.bystrickaya.ru/prilozhenie-d-otbor-prob-mochi-a-sajte-mok-httpswww-olympic-orgmedical-i-sajte-vada-www-wada-ama-org-perevod.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/5-montazh-kontaktnoj-podveski-gosstroi-sssr-snip-iii-41-76-kontaktnie-seti-elektrificirovannogo-transporta.html
  • nauka.bystrickaya.ru/v-rezerve-ekzamen-v-vozduhe-voennoe-uchilishe-letchikov.html
  • spur.bystrickaya.ru/mehanizm-integracii-nekommercheskih-organizacij-v-sfere-visshego-professionalnogo-obrazovaniya-vpo.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-visshego-obrazovaniya-napravlenie-podgotovki-42-03-01-reklama-i-svyazi-s-obshestvennostyu.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/razdel-8-shkola-i-pedagogika-rossii-v-xix-nachale-hh-vv-uchebno-metodicheskij-kompleks-uchebno-metodicheskij-kompleks.html
  • reading.bystrickaya.ru/krizis-matreshka-sovremennaya-finansovaya-oligarhiya-poshla-po-puti-srednevekovih-feodalov.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.