Химическая коррозия

Категория:
Цветные металлы


Химическая коррозия

Химической коррозией называется разрушение металла в результате химического взаимодействия с внешней средой. При этом происходит образование продуктов коррозии, которые в ряде случаев образуют пленку, полностью или частично защищающую металл от дальнейшего разрушения.

В зависимости от характера взаимодействия металла и среды, свойств получаемых продуктов и других факторов химическая коррозия может развиваться по-разному. На рис. 1 представлены так называемые кинетические кривые, характеризующие возможные варианты развития химической коррозии во времени.

При образовании пленки продуктов коррозии, осуществляющей полную защиту металла от дальнейшего разрушения, процесс характеризуется кривой /. Кривая 2 характеризует процесс, протекающий с образованием продуктов коррозии, обеспечивающих только частичную защиту. Процесс, в результате которого образуются продукты коррозии, совсем не защищающие металл, характеризуется прямой 3. Возможен и случай 4, когда образующиеся продукты коррозии не замедляют, а ускоряют процесс. Это может иметь место, если при образовании продуктов реакции кроме химической коррозии протекают электрохимические процессы.

Образование и рост пленки продуктов коррозии на металле происходит в результате простого контакта металла и среды и диффузии их атомов через образовавшуюся пленку. При этом процесс может развиваться ~ по схеме как двухсторонней, так и односторонней диффузии.

Наиболее распространенным проявлением химической коррозии оказывается взаимодействие металла с кислородом и образование окисных пленок, часто обладающих защитными свойствами.

Защита от коррозии окисными пленками имеет большое практическое значение и применяется как один из способов понижения коррозионной активности металла. При этом окисные пленки пассивируют металл, т. е. делают его неактивным в агрессивных средах. Явление пассивирования наблюдается на многих металлах

при выдержке их в концентрированной азотной кислоте.

На рис. 2 представлены графики, выражающие зависимость скорости коррозии чистого алюминия в азотной кислоте от температуры. Они показывают, что при взаимодействии металла с концентрированной азотной кислотой происходит сильное пассивирование поверхности и снижение интенсивности коррозии, особенно при комнатной температуре. При повышении температуры наблюдается частичное разрушение окисной пленки и снижение эффекта пассивирования.

Пассивированию подвергаются многие чистые металлы и однофазные сплавы в различных средах, содержащих кислород. Так, например, алюминий, титан, чистое железо, нержавеющие стали и другие металлы пассивируются не только в сильных окислителях, но и в атмосфере обычного воздуха. Снижение эффекта коррозии в результате пассивирования не чистых металлов, а двухфазных или многофазных сплавов оказывается незначительным вследствие неплотности образующейся окисной пленки и неодинаковой степени пассивирования разных фаз.

Рис. 1. Кинетические кривые коррозии

Рис. 171. Зависимости скорости коррозии алюминия от концентрации азотной кислоты и температуры

Теория защитных окисных пленок, или фильмовая теория, была разработана и подтверждена экспериментально академиком В. А. Кистяковским. По этой теории хорошая защитная пленка должна быть плотной, тонкой и прочной. Неплотная, пористая пленка неспособна осуществить защиту от коррозии. Рыхлая пленка, разрушающаяся и отслаивающаяся в процессе образования, также не обладает защитными свойствами.

Сопоставление приведенных данных с фактическим поведением металлов подтверждает справедливость условия (1) защитного действия окисной пленки. Известно, что литий, барий и магний,. дающие пористую пленку, а также железо и вольфрам, на которых получается рыхлая пленка, не являются стойкими против коррозии. Вместе с тем алюминий, хром и никель, для которых отношение у удовлетворяет условию (1), хорошо противостоят действию коррозионной среды.

Обычно окисные пленки на металлах имеют очень малую толщину. Так, например, окисная пленка, образующаяся на алюминии в сухом воздухе, имеет толщину 100—150 кХ, а на железе — только 15—25 кХ. В результате пассивирования в азотной кислоте на железе образуется пленка толщиной 30—40 кХ, а на аустенитной нержавеющей стали 20 кХ.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум