Коррозия металлов

Коррозией металлов называют самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Коррозионно-стойкими называют металлы и сплавы, которые способны сопротивляться коррозионному воздействию среды, т.е. процесс коррозии развивается в них с малой скоростью. Электрохимическая коррозия протекает в присутствии электричества и вызывается реакцией металла с газами и жидкими диэлектриками.

В обычных условиях окружающей среды чаще всего возникает коррозия: атмосферная, морская, почвенная, кислотная, щелочная.

Поверхность металла в электролите электрохимически неоднородна, что приводит к образованию микрогальванического коррозионного элемента. На одних участках поверхности, называемых анодами, реакция идет преимущественно в направлении ионизации металла; на других, называемых катодами в направлении восстановления Н⁺ или О₂. Возникает коррозионный ток, как результат перемещения электронов в металле и ионов в электролите.

Ме ↔ Меⁿ⁺ + ne;

О₂ + 2Н₂О + 4е ↔ 4ОН ^– в щелочной среде

2Н⁺ + 2е ↔ Н₂ в кислой среде

Однофазные структуры более коррозионно-стойкие, чем многофазные, т.к. анодами в них являются дефектные участки кристаллов. При коррозии разрушаются лишь анодные участки. Площадь анодов в металлах и в однофазных сплавах невелика. Это увеличивает анодную поляризуемость (пассивирующие металлы), при этом уменьшается ток и скорость коррозии.

Для различных видов коррозионного разрушения используют следующие наименования.

Контактная коррозия – усиленное коррозионное разрушение более электроотрицательного металла в контакте с более электроположительным.

Кавитационная коррозия – коррозионное разрушение в результате электрохимического и ударного воздействия электролита при его движении с большой скоростью.

Межкристаллитная коррозия – хрупкое коррозионное разрушение по границам кристаллов, возникающие в результате структурных превращений в эксплуатации.

Точечная коррозия – местный вид коррозионного разрушения в электрохимически неоднородной коррозионной среде

Коррозионная выносливость – коррозионное разрушение под влиянием циклических нагрузок и электрохимического воздействия среды.

Коррозионное растрескивание – коррозионное разрушение от электрохимического воздействия среды и напряжений растяжения, возникающих при механической обработке металла.

Наиболее часто в атмосферных условиях возникает окисление поверхности металла с образованием окисной ржавчины. Окисная плёнка в начальный момент коррозии обладает пассивирующим действием и при образовании в щелочной среде длительно сохраняется и тормозит процесс окисления. Эта особенность используется для обеспечения сохранности металла в железобетоне. Щёлочная среда цемента защищает сталь от коррозии.

Известны следующие основные способы защиты стали от коррозии:

1. Легированная – защита легированием

2. Защита оксидными плёнками. Специальными способами на поверхность металла наносят оксидные плёнки другого металла используя а) анодное покрытие б) катодное покрытие.

3. Металлизация – может быть путём напыления или нанесения химическим путём.

4. Защита лакокрасочными покрытиями. Для этого используются лаки, масляные краски, эмальные краски, синтетические краски.