3.5 Внутренние и внешние факторы электрохимической коррозии Внутренние факторы

1. Термодинамическая устойчивость и положение в периодической системе Менделеева

Все металл по термодинамической устойчивости условно разделены на 5 групп:

1. Металлы повышенной термодинамической нестабильно (Na , Mg , Be , Al , Zn). Корродируют даже в нейтральных средах, не содержащих О₂ и окислителей. φ < -0,415 В

2. Термодинамически нестабильные металлы (Cd , Mn , Ni). Устойчивы в нейтральных средах без О₂ . -0,415 < φ < 0

3) Металлы с высокой стабильностью (Bi , Re , Cu , Ag). Устойчивы в кислых и нейтральных средах без О₂ и окислителей. 0 < φ < +0,815

4. Металлы с высокой стабильностью (Pd , Ir , Pt) +0,815 < φ < +1,23

5. Металлы с полной стабильностью (Au) +1,23 < φ

2. Состав и структура сплава

Включения могут носить анодный и катодный характер. Нельзя на общем анодном фоне вводить катодные включения, которые ускоряют скорость коррозии. Однако катодное легирование легкопассивирующихся металлов вызывает торможение.

Анодные структурные включения либо не влияют на скорость коррозии, либо приводят к локальной коррозии.

Скорость коррозии зависит от состава примесей и включений. Таким образом, электрохимическая гетерогенность сплава в зависимости от условий может или не влиять на коррозионную стойкость, или увеличивать, или уменьшать ее.

Величина зерна мало влияет на коррозию металла (за исключением МКК).

При гомогенной структуре сплава наступает скачкообразно. Это правило Таммана n / 8 . Это означает, что повышение коррозионной стойкости наступает при атомной доле n / 8 , где n – целое число.

При этих концентрациях наступает образование сверхструктур, при которых на поверхность выходят защитные плоскости кристаллической решетки, обогащенные или полностью занятые атомами благородного металла. Правило Таммана позволяет экономить легирующие элементы при разработке коррозионностойких сплавов.

Внешние факторы

1. Состав и концентрация коррозионной среды

Химический состав коррозионной среды очень сильно влияет на коррозионное поведение металлов и сплавов.

В электролитах растворимые компоненты присутствуют в виде ионов-катионов и анионов:

• анионы-активаторы (Cl ^- , Br ^-, I^- )

• катионы-активаторы (Fe²⁺ , Fe³⁺ , Cu⁺ , Cu²⁺).

Эти ионы, как правило, увеличивают скорость коррозии за счет депассивации образуемых защитных пленок, а также дополнительной деполяризации.

Однако в электролитах могут присутствовать и ионы, которые тормозят скорость коррозии. Это ионы-ингибиторы:

• анионы-ингибиторы (CrO₄ , Cr₂O₇^2- , NO₂^- , NO^-₃ , MnO₄)

• катионы-ингибиторы (Mg²⁺ , Ca²⁺ , Co²⁺ , Zn²⁺ , Mn²⁺ , Cr²⁺)

Механизмом торможения коррозии является образование труднорастворимых гидроксидов.

Поведение металлов в растворах кислот определяется способностью этих кислот к пассивации.

К НCl

H₂SO₄

С

( концентрация кислоты)

Рисунок 3.5 Влияние типа кислоты на скорость коррозии железа

2. Кислотность

РН влияет на скорость коррозии электрохимический коррозии металлов, изменяя потенциал катодных деполяризационных реакций, в которых участвуют ионы Н⁺ и ОН^-.

Все металлы по зависимости скорости электрохимической коррозии от рН раствора можно разбить на 5 групп:

1. Металлы, достаточно устойчивые как в кислых, так и в щелочных растворах, скорость которых не зависит от рН ( Аи, Рt,Ag);

2. Металлы малостойкие в кислых, недостаточно стойкие в нейтральных и коррозионностойкие в щелочных растворах (Mg,Mn,Fe);

3. Металлы, неустойчивые в кислых, но коррозионностойкие в щелочных растворах (Ni,Co,Cd) благодаря высоким защитным свойствам окисных и гидроокисных пленок;

4. Металлы, коррозионностойкие в кислых, но неустойчивые в щелочных растворах (Та, Мо, W), что обусловлено кислым характером их защитных пленок ;

5. Металлы, коррозионностойкие в нейтральных растворах, но неустойчивые как в кислых, так ив щелочных растворах (Zn, Al, Sn, Pb, Bi, Cu) Б что обусловлено амфотерными свойствами их защитных окисных и гидроокисных пленок, растворимых в кислотах и щелочах.