2.3 Коррозия меди и её сплавов

Стандартный электродный потенциал меди ⁰_Cu²⁺/_Cu =+0,34 B и ⁰_Cu⁺/_Cu =+0,52 B. В 3 %-ном растворе NaCl и 1Н растворе HCl электродный потенциал меди также больше нуля и равен соответственно  _Cu =+0,06 B и  _Сu =+0,15 В. Поэтому медь может корродировать только с кислородной деполяризацией, и в раствор электролита переходят катионы Cu²⁺. При взаимодействии первичных продуктов коррозии катионов Cu²⁺ и анионов ОН^ образуется труднорастворимый гидроксид меди (II), который может превращаться в оксид меди (II). В присутствии сероводорода образуется также CuS, углекислого газа ─ (CuOH)₂CO₃, сернистого газа ─ СuSO_{4 *}Сu(OH)₂.

Скорость коррозии Cu контролируется скоростью катодного процесса.

С увеличением и уменьшением рН раствора электролита скорость коррозии меди возрастает, что связано с амфотерным характером гидроксида меди (II).

Медь корродирует с большой скоростью только в присутствии кислорода в аммиачных и цианистых растворах с образованием комплексных ионов [Cu(NH₃)₄]²⁺ и [Cu(CN)₄]^.

В воде и нейтральных растворах, не содержащих соединений, которые с катионами меди образуют комплексные ионы, медь обладает высокой коррозионной стойкостью.

В атмосферных условиях высокая коррозионная стойкость меди связана с образованием на её поверхности защитных плёнок, состоящих из продуктов коррозии, ─ Cu(OH)₂ · CuCO₃. В присутствии сернистого газа образуется плёнка CuSO₄ · 3Cu(OH)₂, не обладающая защитными свойствами, в результате коррозия меди значительно усиливается.

Медь устойчива в неокислительных соляной и серной (разбавленной) кислотах в отсутствии кислорода, а в присутствии его подвергается коррозии с кислородной деполяризацией. При этом в растворе H₂SO₄ в результате анодного процесса образуются катионы Cu²⁺, а в соляной кислоте ─ комплексные анионы [СuCl₄]^. Поэтому скорость коррозии в аэрированном растворе HCl больше, чем в растворе H₂SO₄.

В окислительных азотной и концентрированной серной кислотах медь легко растворяется с восстановлением разбавленной азотной кислоты до оксида азота (II) и концентрированной ─ до оксида азота (IV), а серной кислоты ─ до диоксида серы.

Сплавы Cu─Sn, Cu─Al и др. называют бронзами, системы Cu─Zn ─ латуни, сплав Cu─Ni ─ мельхиор.

Оловянистые бронзы содержат 8─10 % Sn и имеют более высокую коррозионную стойкость, чем чистая медь. Они хорошо сопротивляются действию серной и многих органических кислот.

Алюминиевые бронзы содержат до 10 % Al и обладают высокой коррозионной стойкостью в серной, разбавленной соляной, во многих органических кислотах, в морской воде и атмосферных условиях.

В латунях количество Zn может достигать 50 %. Они по коррозионной стойкости занимают промежуточное положение между медью и цинком. Характерные виды коррозии латуней ─ обесцинкование и коррозионное растрескивание.

Обесцинкованию подвергаются латуни, содержашие более 15 % Zn. Введение небольших количеств олова (примерно 1 %) и сотых до-лей процента мышьяка (As) повышает сопротивление латуней обесцинкованию.

Коррозионная стойкость латуней повышается при легировании их Sn, Ni и Al. При содержании около 1 % Sn «адмиралтейская латунь» обладает высокой коррозионной стойкостью в морской воде. Ещё более высокой стойкостью в этой среде обладает мельхиор (80 % Cu и 20 % Ni).