Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Физико-химия металлургических систем и процессов»
.pdf
Пояснения к работе
а
б
Коррозия – это разрушение металлов за счет химической или
электрохимической реакции. Ржавлением называется коррозия железа и его
сплавов с образованием продуктов коррозии, состоящих, в основном, из
гидратированных оксидов железа (см. рис. 8, а).
Рис. 8. Коррозия металла: а - схема коррозии железа; б - характер зависимости
скорости атмосферной коррозии от толщины слоя влаги на поверхности
металла: сухая коррозия (h=1-10 нм); влажная коррозия (h=0,01-1 мкм);
мокрая коррозия (h=1-1000мкм)
Атмосферной коррозии подвержены все металлоконструкции,
эксплуатируемые на открытом воздухе. По механизму протекания данный вид
коррозии в большинстве случаев является электрохимическим процессом, и
подразумевает наличие на корродирующей поверхности катодных и анодных
участков, а также электролита - воды (толщиной от нескольких молекулярных
слоев до одного миллиметра), постоянно присутствующей на поверхности
металла.
В настоящее время известно более тридцати пяти факторов, влияющих на
скорость атмосферной коррозии, основными из которых являются: 1) степень
увлажнения металла; 2) состояние поверхности конструкции (пористость,
31
загрязненность), 3) химический состав атмосферы (наличие гигроскопичных и
агрессивных продуктов).
Возникновение гальванических элементов «катод – анод» происходит из-
за дифференциации их поверхности на участки с различными электродными
потенциалами вследствие:
- неоднородности структуры металла (перлит, цементит и феррит, имеют
различные электродные потенциалы);
- наличия на поверхности оксидных пленок, загрязнений, и т.п.;
- различных влажности и аэрации на различных участках поверхности;
- неравномерности распределения температуры;
- контакта разнородных металлов.
Рис. 9. Виды коррозионных повреждений металлов и сплавов: а – общая
равномерная коррозия; б – общая неравномерная коррозия; в – общая
избирательная коррозия; г – местная коррозия пятнами; д – местная язвенная
коррозия; е – местная питтинговая коррозия; ж – местная сквозная коррозия;
з – местная нитевидная коррозия; и – местная подповерхностная коррозия;
к – местная межкристаллитная коррозия; л – местная ножевая коррозия;
м – местное транскристаллитное коррозионное растрескивание
32
Загрязнения подразделяют на две группы: органического и
неорганического происхождения. Первые попадают на поверхность извне,
вторые могут попадать извне и возникать в результате взаимодействия газов,
загрязняющих атмосферу (SO2, SO3, H2S, NH3, Cl2, HCl), с поверхностью
металла. Примеси, способные растворяться в воде, активируют
электрохимическую реакцию вследствие образования разбавленных кислот и
увеличения электропроводности пленок влаги, а малорастворимые, рыхлые,
несплошные продукты коррозии создают условия для возникновения и работы
макрогальванических пар. Помимо агрессивных газов в атмосфере могут
содержаться частицы твердых веществ и аэрозоли солей. Твердые частицы,
например, частицы угля, попадая на поверхность металла, облегчают
адсорбцию газов и влаги из воздуха.
Порядок выполнения работы
При изучении потерь от коррозии используется весовой метод,
требующий выдержать исследуемый образец в коррозионно-активном водном
растворе в течение 7 суток. Для этой цели студенту предстоит получить у
преподавателя два образца сплавов: один стальной образец и второй образец
цветного металла. Далее проделываются следующие операции:
1) полученные образцы маркируются и подвергаются шлифованию;
2) шлиф после травления изучается с целью выявления микроструктуры,
фотографируется и взвешивается;
3) производится измерение твердости по Бринелю;
4) приготавливается раствор для изучения потерь от коррозии;
4) шлиф погружается в раствор и оставляется в нем на 7 суток;
5) по истечении этого срока шлиф извлекается из раствора, промывается,
сушится и взвешивается;
6) с помощью специальных реактивов с поверхности шлифа снимается
коррозионный слой, измеряется твердость по Бринелю и шлиф
фотографируется;
33
7) подсчитываются потери от коррозии, скорость коррозии в г/м2сут и
N
Материал образца
Площадь
поверхности, мм
2
Масса образца, г
Убыль массы, г
Потери от
коррозии, г/м
2
сут
Скорость коррозии,
мм/год
перед
испытанием
после
испытания
мм/год, полученные результаты записываются в табл. 8.
Результаты проведения эксперимента
Таблица 8
Mk=
, (52)
где Mk – потери металла от коррозии, г/м2·сут;
Δm– изменение массы образца до и после испытаний, г;
S– площадь поверхности образца, м2; t – время испытания на коррозию, сут.
, (53)
где Vk – скорость коррозии, мм/год; ρ – плотность 3% раствора NaCl2 при 20оC
(принимается 1,02 г/см3).
34
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам
по дисциплине «Физико-химия металлургических систем и процессов»
Михайлов Валентин Геннадьевич
Редактор Г.В. Казьмина
Подписано в печать 22.12.2014 г. Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.
Ризография. Объём 2,2 печ. п. Тираж 100 экз. Заказ №
Издательство Липецкого государственного технического университета.
Полиграфическое подразделение Издательства ЛГТУ.
398600 Липецк ул. Московская, 30.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]