Методика выполнения работы

Образец исследуемого металла 1 (рис. 1) зачищают наждачной бумагой, обезжиривают, протирают фильтровальной бумагой и погружают в раствор 2. В сосуды 3 с отводными трубкам наливают электролиты известного состава. В качестве электрода сравнения используется хлорсеребряный электрод 4, потенциал измеряется высокоомным электронным вольтметром 5, являющимся составной частью потенциостата П-5848. Потенциал измеряют сразу же после контакта металла с раствором и потом повторяют измерения каждые 15 мин.

Р ис. 1. Схема установки для измерения потенциала

Порядок проведения работы

1. Опустить подготовленный образец в раствор и измерить потенциал (металл и раствор задаются преподавателем).

2. Повторить измерения через 10, 20, 30 и 40 мин.

3. Внести результаты измерений в следующую таблицу:

Металл

Состав электро-лита

Время от начала опыта

φхсэ,, В

φн, В

, В

4. Построить графики зависимости  = f().

5. Рассчитать теоретическое значение обратимого потенциала электрода .

6. Сделать вывод, является ли потенциал испытанного металла обратимым.

Необходимое оборудование и материалы

1. Электронный высокоомный вольтметр.

2. Хлорсеребряный электрод.

3. Установка для измерения потенциала.

4. Образцы, коррозионный раствор

Содержание отчета

1. Ответы на контрольные вопросы.

2. Таблица с результатами измерений.

3. Графики зависимости потенциалов.

4. Выводы.

Контрольные вопросы

1. Что называется потенциалом электрода?

2. Понятие обратимого и необратимого электродного потенциала.

3. Что такое стационарный потенциал?

4. Приведите примеры металлов, которые в растворах собственных ионов имеют обратимый электродный потенциал.

Лабораторная работа 3 ПОТЕНЦИОСТАТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ КОРРОЗИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ СТАЛЕЙ

Цель работы: исследование влияния химического состава и термической обработки сталей на их пассивацию, склонность к межкристаллитной и точечной коррозии.

Теоретические сведения

Анодные поляризационные кривые, представляющие собой зависимость потенциала металла от плотности поляризующего тока φ = f(i_а), характеризуют коррозионное поведение металлов.

Плотность поляризующего тока достаточно точно соответствует скорости коррозии металла при данном потенциале лишь в отсутствие в растворе (в области изучаемых потенциалов) катодных деполяризаторов. Однако и при наличии деполяризаторов (например, кислорода воздуха) анодные поляризационные кривые довольно хорошо характеризуют коррозионное поведение металла в области потенциалов, достаточно удаленных от стационарного потенциала, т.е. в условиях, когда анодный ток значительно больше катодного (i_а  i_к).

Даже в том случае, когда по току нельзя точно рассчитать величину коррозии, по анодным поляризационным кривым можно надежно определять влияние некоторых внутренних и внешних факторов на коррозионное поведение металлов и сплавов.

В опытах с пассивирующимися металлами следует измерять анодные поляризационные кривые с помощью электронного потенциостата, позволяющего в широкой области с достаточной точностью поддерживать заданный потенциал.

Потенциостатические анодные поляризационные кривые нержавеющей стали (рис. 2) имеют следующие характерные области и точки: AB  область растворения стали в активном состоянии, BC  область пассивации стали (область частично пассивного или активно-пассивного состояния), CDEF  область п олной пассивации стали, DG – область точечной коррозии стали, FKL – область разряда гидрокcильных ионов с выделением кислорода, φ_ст – стационарный потенциал, φ_нп и i_нп – потенциал и плотность тока начала пассивации, φ_пп и i_пп – потенциал и плотность тока полной пассивации стали, φ_пр – потенциал пробоя пассивной пленки (потенциал начала точечной коррозии), φ_перп – потенциал начала перепассивации стали, – потенциал начала реакции образования кислорода из гидроксильных ионов.

В

Рис. 2. Вид наиболее типичных анодных поляризационных кривых

зависимости от химического состава и термической обработки стали, а также условий опыта измеренные кривые могут иметь различный вид. На стали, не склонной к точечной коррозии и перепассивации, измеряется кривая ABCDEFKL. При склонности стали к точечной коррозии измеряемая кривая имеет вид ABCDG. При отсутствии точечной коррозии, но возможности перепассивации могут быть получены кривые вида ABCDEH и ABCDEHKL.

Характеристикой склонности стали к пассивации являются величины i_нп, φ_нп и φ_пп Чем меньше i_нп и более отрицательны значения φ_нп и φ_пп, тем легче сталь пассивируется. Стойкость стали в пассивном состоянии характеризуется величиной i_пп. Чем меньше эта плотность тока, тем более устойчива сталь.

Склонность к точечной коррозии характеризуется значением потенциала пробивания φ_пр, чем отрицательнее φ_пр, тем больше склонность стали к точечной коррозии.

О склонности к межкристаллитной коррозии хромоникелевых сталей можно судить по увеличению тока пассивации i_нп после провоцирующего отпуска этих сталей и сдвигу в положительную сторону потенциала полной пассивности φ_пп.

Кроме того, при появлении или усилении склонности к межкристаллитной коррозии обычно наблюдается увеличение плотности тока полной пассивности i_пп. Изменение указанных характеристик на стали, склонной к межкристаллитной коррозии, вызывается появлением плохо пассивирующихся, обедненных хромом участков.

В условиях легкой самопассивации стали области активного (AB) и активно-пассивного (BC) состояния могут на поляризационных кривых отсутствовать или выявляться лишь частично.