14. Факторы, определяющие интенсивность коррозии металлов

Химический состав металла. Химический состав металла играет очень большую роль в процессах коррозии его в тех или иных условиях. Как известно, в настоящее время имеется целый ряд сплавов железа (нержавеющие стали, медистые стали и т. д.), которые значительно лучше противостоят коррозии, чем чистое железо.

Структура металла в значительной степени опре­деляет устойчивость металла против коррозии. Сплавы с однородной структурой устойчивее против коррозии, чем с неоднородной. Напри­мер, сплавы, содержащие две твёрдые фазы (кристаллиты двух различ­ных составов), менее устойчивы против коррозии, чем сплавы, пред­ставляющие однородные твёрдые растворы. Устойчивость нержавею­щих сталей против коррозии определяется их однородной структурой (аустенитной), в свою очередь обеспечивающей прочность и однород­ность поверхностной оксидной плёнки.

Механическая обработка металла. Механическая деформация ме­талла вызывает в нем внутренние напряжения, так как меняет порядок расположения атомов в некоторых кристаллических зернах. Металл в состоянии механического напряжения корродирует интенсивнее, чем в нормальном состоянии. Коррозионный процесс резко деформированного металла (изгиб) протекает в месте изгиба (разрушение плёнки), играющего роль анода. В случае переменной по знаку нагрузки металл особенно быстро корродирует (коррозионная усталость), так как разрушается поверх­ностная оксидная плёнка.

Состояние поверхности металла. Защитные плёнки. Кажущаяся нам гладкой поверхность металла на самом деле покрыта бесчислен­ными микро­скопическими выступами и впадинами, образованными неоднород­ностью структуры кристаллической решетки и дефектами в ней. На такой поверхности металла легче протекает адсорбция атомов кислорода из воздуха. Первой стадией этого процесса является обра­зование адсорби­рованного слоя кислорода, покрывающего металл, а второй — окисление металла, превращающегося в оксид. Наличие на поверхности металла плотной, хорошо сцепляющейся пленки оксида уменьшает интенсивность коррозии.

Дифференциальная аэрация. Вследствие неодинакового доступа воздуха к различным участкам поверхности металла на ней возникает гальванический элемент, в котором участок, хуже снабжаемый кисло­родом (анод), корродирует, а поверхность катодного участка не изме­няется. Это имеет место для относительно активных металлов при ус­ловии, что все части аэрируемого электрода хорошо снабжаются кисло­родом. Для меди установлено обратное явление: аэрируемый электрод оказывается анодом, а неаэрируемый — катодом. В данном случае связывание ионов меди произ­водит больший эффект, чем аэрация. Помимо дифференциальной аэрации, на коррозию влияют неоди­наковые физико-химические условия, в которых находятся отдельные участки металлического образца (разная интен­сивность магнитного поля для железа; степень освещенности для меди, помещённой в рас­творы цианидов; неодинаковый механический наклёп и т. д.).

Химический состав и свойства среды. Свойства и химический состав соприкасающейся с металлом среды, естественно, определяют особенности и интенсивность коррозии металла. В общем можно сказать, что действие среды является специфическим по отношению к различ­ным металлам и определяется ее взаимодействием с поверхностной пленкой. Искусственное увеличение толщины пленки с помощью оки­слителей уменьшает интен­сивность коррозии. Неоднородность (много-фазность) среды усиливает коррозию за счет образования гальвани­ческих пар между участками поверхности металла, находящимися в контакте с разными фазами. Поэтому в металлоконструкциях следует избегать контакта разных металлов. Контакт в некоторых случаях обусловливает вторичные явления, интенсифици­рующие коррозионный процесс (дифференциальная аэрация).

В некоторых случаях в месте контакта металла с другим твёрдым телом концентрация ионов водорода среды иная, чем во всей среде. Различие в концентрациях ионов водорода обусловливает образование «местного» гальва­нического элемента. Повышение температуры способствует интенсификации коррозии металла, так как при этом разрушается пассивирующая пленка.