Вопрос 4. Коррозия металлов и сплавов и защита от неё.

Коррозия — переход компонентов металла или сплава в соединения с компо-нентами среды.

Коррозию классифицируют:

- по сущности процессов: химическая и электрохимическая;

- по условиям протекания процессов: атмосферная, в электролитах (растворы щелочей, кислот), в неэлектролитах (бензин), под напряжением (при одновременном действии коррозионной среды и напряжений) и др.;

- по характеру коррозионного разрушения: сплошная и местная. Сплошная или общая коррозия в свою очередь делится на равномерную, неравномерную и избира-тельную. Избирательная коррозия характеризуется тем, что разрушается какая-либо структурная составляющая двух- или многофазных сплавов. Разновидностями местной коррозии являются: коррозия язвами, пятнами, точечная, сквозная, поверхностная, межкристаллитная и коррозионное растрескивание.

Высокотемпературная коррозия.

Высокотемпературная коррозия — вид коррозии металлов и сплавов при вы-соких температурах. Свойство материала сопротивляться высокотемпературной корро-зии называют жаростойкостью. К высокотемпературной коррозии относят высоко-температурное окисление и сульфидную коррозию.

Высокотемпературное окисление является разновидностью химической кор-розии, при которой металл или компоненты сплава вступают в химическое взаимодей-ствие с компонентами среды. Различают изотермическое и циклическое высокотем-пературное окисление. По увеличению активности к кислороду металлы располагаются в следующей последовательности: Сu; Fe; Ni; Со; Cr; Si, Al, Mg.

При высоких температурах в атмосфере металл окисляется и через некоторое время после начала окисления на его поверхности формируется оксидная плёнка. Оксидная плёнка является барьером между металлом и атмосферой. Со временем толщина оксидной плёнки увеличивается. Скорость её роста, следовательно, и скорость окисления металла зависят от скорости диффузионных процессов через плёнку. При формировании оксидных плёнок возникают напряжения Основными видами напряже-нии являются напряжения роста, связанные с тем, что объём оксида не равен объёму металла, пошедшего на его образование. Изменяется состав поверхностного слоя спла-ва и окалины. Образуются оксиды внутри окалины. При охлаждении или нагревании металла с оксидной плёнкой возникают термические напряжения из-за различия значе-ний термического коэффициента линейного расширения Поэтому, при охлаждении после окисления в оксидной плёнке возникают большие сжимающие напряжения.

Окисление двойных сплавов является более сложным, чем окисление чистых металлов, по следующим главным причинам:

- металл, растворённый в сплаве, обладает отличной от основы активностью к кислороду;

- при окислении сплава могут образоваться более сложные тройные оксиды;

- между различными оксидами может иметь место определённая степень растворимости.

Сульфидная коррозия. Детали двигателей, эксплуатируемых на морях и в при-морских районах, а также двигателей, в которых используют топливо с повышенным содержанием серы и других примесей, подвержены интенсивной или ускоренной (ка-тастрофической) высокотемпературной коррозии, скорость которой в десятки и сотни раз выше, чем скорость коррозии в атмосфере воздуха при максимальных температу-рах. Указанные типы коррозии наблюдают при температурах 700–1000°С при наличии на поверхности деталей осадка солей или золы. Основной составляющей осадка явля-ется сульфат натрия Na₂SО₄. Наибольшей скорости сульфидная коррозия достигает при температуре примерно 900 °С. При более высоких температурах сульфидная кор-розия замедляется из-за испарения сульфата натрия. Сульфидную коррозию выше 884 °С называют высокотемпературной, а ниже 884 °С — низкотемпературной суль-фидной коррозией. Сульфидная коррозия отличается особенностями строения продук-тов коррозии и повреждённого коррозией металла. Наружная зона продуктов коррозии состоит из пористой, незащитной оксидной плёнки. Внутренняя зона состоит из окси-дов и металлических включений матрицы, причём граница раздела между внутренней зоной и матрицей неровная.