Оборудование, инструменты и материалы для выполнения работы

Металлографические микроскопы МИМ-8, образцы из средне-углеродистой стали 40, никелевого сплава ХН80В, дуралюмина Д16 (оксидированного и пассиорированного), образцы коррозионно-стойких сталей 12Х18Н9 и 12Х18Н9Т, муфельные печи, щипцы, окислительные среды, тигли, пипетки, альбомы фотографий структур микрошлифов, исследуемых материалов.

Испытание коррозионной стойкости сплавов и покрытий проводится в различных средах: химических и электрохимических.

Качественными показателями коррозионной стойкости является измене-ние внешнего вида образцов, наиболее полное преставление о характере развития коррозионных процессов дадут результаты микроскопического иссле-дования.

Измерение механических свойств образцов после коррозионных испытаний используется для оценки влияния рабочей среды и эксплуатационных режимов на прочность и пластичность материалов.

Для количественных измерений коррозионной стойкости наиболее распространен массовый метод. Он основан на определении массы образца до и после коррозионных испытаний. По разнице массы судят о коррозионной стойкости материала и характере его разрушения.

Порядок проведения работы

1. Испытание на химическую коррозию, жаростойкость:

   1. Для исследования взять по три образца стандартных размеров из стали 45 и никелевого сплава ХН60В.

   2. Поместить образцы в фарфоровые тигли, предварительно прокаленные и охлажденные в эксикаторе, и взвесить на аналитических весах.

   3. По два тигля со сталью 45 и сплавом ХН60В поместить в муфельные печи, предварительно нагретые до температуры соответственно 600°С, 700°С, 800°С и выдержать при этих температурах 40 мин. После выдержки тигли с образцами вынуть и охладить на спокойном воздухе до комнатной температуры.

   4. Взвесить тигель с образцами и вычислить изменение массы образцов под воздействием температуры . Заполнить табл. 1.1.

   5. Осмотреть внешний вид образцов. Обратить внимание на цвет и вид окалины, образовавшейся при высоких температурах. На стали окалина состоит в основном из FeO, на никелевом сплаве – из плотной шпинели NiO·Cr₂O₃ и оксида Cr₂O₃.

   6. Построить по результатам опытов графики изменения массы образцов под воздействием температуры в координатах: прирост (убыль) массы (∆m) – по вертикали, температура (^°С) – по горизонтали.

   7. Сделать выводы о жаростойкости исследуемых образцов и объяснить причину их разной жаростойкости.

2. Испытание на электрохимическую коррозию:

   1. Для испытаний взять стальные образцы с цинковым и оловянным покрытием.

   2. В качестве коррозионной среды взять искусственную морскую воду, содержащую 3% хлористого натрия и 2% перекиси водорода.

   3. На образцах нанести крестообразные царапины, которые должны прорезать покрытия до основного металла.

   4. Поместить образцы с нанесенными царапинами в коррозионную среду и выдержать при комнатной температуре в течение 40 мин.

   5. По истечении времени выдержки определить характер разрушения по цвету продуктов коррозии: бурый осадок представляет собой гидроксид железа Fe(OH)₃, а белый – гидроксид цинка Zn(OH)₂.

   6. Вынуть образцы из стакана, а осадок с них стряхнуть обратно в коррозионный раствор.

   7. Исследовать коррозионный раствор на содержание в нем ионов железа, добавив в раствор несколько капель концентрированной азотной кислоты и роданистого аммония. Кроваво-красный цвет свидетельствует о наличии ионов железа в растворе.

   8. Сделать вывод о характере разрушения в зависимости от вида покрытия и указать характер покрытия (анодное или катодное).

   9. Заполнить табл 1.2.

3. Испытание на электрохимическую коррозию дуралюмина Д16:

3.1. Для испытаний взять образцы дуралюмина Д16 трех типов: неоксидированный, оксидированный и пассивированный.

3.2. В качестве коррозионной среды взять раствор, содержащий хромовокислого калия 3г K₂Cr₂O₇, 25 мм концентрированной соляной кислоты HCl и 75мл. воды.

3.3. На каждый образец нанести 2–3 капли вышеуказанного раствора и по секундомеру зафиксировать начало процесса коррозионного разрушения дуралюмина.

3.4. По позеленению коррозионного раствора на каждом из образцов зафиксировать конец испытания, выключив секундомер. Позеленение раствора является результатом растворения оксидной пленки Al₂O₃ коррозионным раствором и взаимодействия последнего с алюминием, что приводит к образованию хлорида хрома, который имеет зеленый цвет. Данные внести в табл. 1.3.

3.5. Сделать вывод о коррозионной стойкости образцов дуралюмина в зависимости от типа покрытия дуралюмина.

4. Исследование на межкристаллитную коррозию нержавеющих коррозионностойких сталей по их микроструктурам.

4.1. Взять микрошлифы образцов нержавеющих сталей 12Х18Н9 и 12Х18Н9Т до и после испытаний на межкристаллитную коррозию.

4.2. Исследовать микроструктуры этих сталей на металлографическом микроскопе МИМ8. Заполнить табл. 1.4.

4.3. Нагреть стали в печи до температуры 650 °С и выдержать в течении одного часа.

4.4. Зарисовать указанные микроструктуры и описать их, отмечая наличие и отсутствие межкристаллитной коррозии.