Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Введение в состав сплава компонентов, вызывающих пассивацию металла.

Читайте также:
  1. ASP и ASP.NET в составе Microsoft.NET
  2. B. газового состава
  3. E) отсутствие события и состава преступления
  4. I Введение
  5. I Введение
  6. I. Введение
  7. I. ВВЕДЕНИЕ
  8. I. Введение
  9. I. ВВЕДЕНИЕ
  10. I. ВВЕДЕНИЕ

- жаростойкость – стойкость по отношению к газовой

коррозии при высоких температурах;

обеспечивается легированием стали,

напр., Cr, Al, Si, которые окисляются

энергичнее, чем железо, и образуют

плотные защитные пленки оксидов.

- жаропрочность – свойство конструкционного материала

сохранять высокую механическую

прочность при значительном повышении

температуры.

Напр., сплавы, сод. 4-9% Si, Cr, Mo применяют в парогенераторо- и турбостоении; 9-12% Cr - для изготовления лопаток газовых турбин, деталей реактивных двигателей, двигателей внутреннего сгорания.

Сплав, сод. 30% Cr, 5% Al, 0,5% Fe – устойчив на воздухе при t > 13000С.

3. Защитные покрытия:

Ø Неметаллические покрытия.

Их защитная функция - изоляция металла от окружающей среды

 

- неорганические (неорганические эмали, оксиды металлов,

соединения хрома и фосфора)

- органические (лакокрасочные покрытия, покрытие смолами,

пластмассами, полимерными пленками,

резиной).

 

Ø Металлические покрытия (катодные и анодные).

Материалы для Ме покрытий – чистые металлы Zn, Cd, Al, Ni, Cu, Cr, Ag и т.д.;- сплавы (бронза, латунь и др.)

 

Катодные покрытия.Покрытия, потенциалы которых в данной среде имеют более высокое значение, чем потенциал основного металла, напр. Ni, Cu, Sn .

Пример. Катодное покрытие Sn (луженое железо из которого изготавливают многие изделия, включая пищевые емкости, консервные банки).

Е0 Sn2+/Sn = - 0,136 B

E0 Fe2+/Fe = - 0,440 B

Если покрытие сплошное, то в нейтральной среде (рН=7) коррозия олова Sn → Sn2+ + 2 e может протекать только с поглощением кислорода, т.к. ЕН+/Н2 = - 0,414 В более отрицателен, чем потенциал Sn, и коррозия с выделением водорода невозможна.

Условие протекания водородной и кислородной деполяризации:

Е Н+/Н2 > E0 Мen+/Мe

Е О2/ОН- > E0 Мen+/Мe

При повреждении катодного покрытия возникает коррозионный ГЭ, в котором основной материал служит анодом и растворяется, а материал покрытия – катодом, на котором выделяется водород или поглощается кислород.

 

Анодные покрытия имеют более отрицательный потенциал, чем потенциал основного металла (например, цинк на стали E0Zn2+/Zn =- 0, 763 B ).

В этом случае основной Ме будет катодом коррозионного элемента и не будет корродировать.

 

 

Катодные покрытия из Pb,Cu, Ni созданные на поверхности стальных изделий защищают последние чисто механически, т.к. величина их электродного потенциала больше, чем у стали. Поэтому главное, предъявляемое к ним требование - их беспористость.

 

 

Анодные покрытия из Zn,Cd защищают изделие не только механически, но главным образом электрохимически, участвуя в анодном процессе вместо защищаемого стального изделия.

 

Задача. Определить возможна ли коррозия гальванической пары Ni – Zn в среде с рН = 9. Напишите уравнения реакций анодного и катодного процесса.

Решение: E0Ni2+/Ni = - 0,25 B E0 Zn2+/Zn = - 0,76 B

→ Zn – анод Ni - катод

по уравнению Нернста при рН = 9

Е Н+/Н2 = - 0,59 рН = - 0,54 В > E0 Zn2+/Zn (идет)

Е О2/ОН- = 1,23 - 0,059рН = 0,80 В > E0 Zn2+/Zn (идет)

на аноде: Zn → Zn2+ + 2 е

на катоде: 2Н2О + 2 е → Н2↑ + 2ОН-

2О + О2 + 4 е → 4ОН-

Ответ: коррозия цинка идет со смешанной водородной и кислородной деполяризацией.

 

Предложите для данной пары анодное и катодное покрытие.

 

Методы нанесения металлических защитных слоев:

■ высокотемпературные

■ электрохимические (гальванические покрытия).

 

■ высокотемпературные методы (метод окунания).

Применим для нанесения покрытий из легкоплавких металлов (Sn, Zn, Pb) на более тугоплавкие (сталь).

 

Рис. Нанесение металлических покрытий окунанием.

Цинк, смачивая поверхность Fe, взаимодействует с ним, образуя хрупкие интерметаллиды (FeZn7, FeZn3). Процесс ведут быстро, чтобы слой интерметаллидов был максимально тонким и не вызвал хрупкости всего защитного слоя, который при перегибе листа может дать трещины, приводящие к отслоению покрытия и его повреждению. Zn по отношению к Fe представляет собой анод и будет разрушаться сам, защищая Fe от растворения.

 

Олово растворяет Fe с образованием твердого раствора и интерметаллид FeSn2 не образуется. Оловянный слой на луженом железе очень пластичен, покрытие более прочное, выносит многократные перегибы листа без повреждения слоя. Sn будет по отношению к Fe катодом и повреждение покрытия вызовет усиленную коррозию Fe.

 

■ электрохимические методы основаны на электролизе.

Защитные слои осаждаются на поверхности изделия,

который в электролизере представляет собой катод.

При определенных режимах осаждения (Т, ρ, состав электролита, ПАВ) покрытие получается сплошное, имеет мелкокристаллическую структуру.

 

■ Химическую стойкость покрытия определяют временем, которое необходимо для растворения пленки определенным реактивом. Начало коррозии железа и цинка можно фиксировать добавлением ионов [Fe(CN)6]3-, а появление ионов меди – раствором аммиака [Cu(NH3)4]2+ и т.д.

 

4. Защита металлов внешним потенциалом

 

При работе коррозионного ГЭ активный участок — анод разрушается и переходит в ионное состояние, развивая при этом некоторый отрицательный потенциал. Если на изделие извне наложить отрицательный потенциал, больший, чем развивает при работе коррозионной пары анод, то процесс прекратится. Этот общий метод реализуется двумя путями.

 

1. Метод протекторов:к изделию, подвергающемуся электрохимической коррозии, подключают деталь — протектор из еще более активного металла или сплава с более отрицательным значением электродного потенциала, чем металл изделия.

Материал протекторов - сплавы Al, Mg и Zn.

В коррозионной среде протектор будет разрушаться, а изделие останется неизменным.

Al → Al3+ + 3 e Mg → Mg2+ + 2 e,

а на изделии: 2О + 2 е → Н2 + 2ОН-

Например, бронзовый подшипник и шейка вала гребного винта корабля создают коррозионную пару, в которой будет разрушаться поверхность стального вала, что очень опасно (потеря винта). Если в непосредственной близости прикрепить к корпусу цинковую пластину, то она будет растворяться и держать под отрицательным потенциалом возникшую коррозионную пару, запрещая ее работу.

 

2. Метод внешнего потенциала. Конструкция или изделие подключается к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока и становится катодом, а анодом служит вспомогательный (обычно стальной) электрод. Положительный полюс источника питания замыкается на землю. Катодная поляризация используется для защиты подземных трубопроводов, кабелей, ее применяют также к шлюзовым воротам, подводным лодкам, водным резервурам морским тубопроводам и оборудовани химических заводов.

 

Можно защищать конструкции и наложением положительного потенциала, вызывая этим самым пассивацию анода путем его поляризации. Однако этот путь требует очень точного соблюдения условий поляризации, что в коррозионных процессах осуществить трудно. Электрозащита от коррозии с успехом применяется при работе гидростанций, морских портовых устройств и т. д.

 

 

5. Изменение свойств коррозионной среды

 

Уменьшение концентрации компонентов, опасных в




Дата добавления: 2014-12-23; просмотров: 68 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.013 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав