Коррозия и защита металлов от коррозии практическая работа
Обновлено: 04.10.2024
Цель работы: Изучение влияния некоторых факторов на протекание процессов химической и электрохимической коррозии и методов защиты металлов от коррозии.
Теоретическая часть:
Коррозия - необратимое самопроизвольное разрушение металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического воздействия среды. Химическая стойкость металла характеризуется показателями скорости его коррозии - массовым, объемным, глубинным. Кинетика химической коррозии зависит от свойств оксидной пленки, образующейся на поверхности металла. К поверхности пленки подходит молекулярный кислород, происходят его адсорбция и атомизация. От поверхности атомы кислорода перемещаются вглубь пленки оксида, а им навстречу - ионы металла и электроны. В пленке в одном акте происходит ионизация кислорода и образование химического соединения с металлом.
Для характеристики защитной способности образующейся оксидной пленки применяется коэффициент. Радиус атома – меньше - в этом случае на поверхности формируются защитные оксиды, например, ВеО при добавлении в медь 1% бериллия (Be).
Химическую коррозию предотвращают, насыщая поверхностный слой диффузионным покрытием, например, алюминиевым (актирование), а также плакированием, нанесением жаростойких эмалей, тугоплавких карбидов, смешанных соединений покрытия с основой - шпинелей типа NiCr2О4, NiFe2O4.
Детали, работающие при высоких температурах, можно защищать специальной защитной атмосферой. Для уменьшения газовой коррозии применяют сжигание топлива с недостатком воздуха, используют защитные обмазки и др.
Электрохимическая коррозия протекает при наличии на поверхности металла слоя электролита (растворов солей, кислот или щелочей, атмосферной влаги в почве и т.п.). Сущность электрохимической коррозии заключается в том, что процесс окисления сопровождается полным удалением валентных электронов его атома в передачей их другой частице - деполяризатору Термодинамическая возможность электрохимической коррозии определяется соотношением.
Процессы окисления металла (анодный) и восстановления деполяризатора (катодный) могут протекать на одном и том же участке детали, но в различные моменты времени.Например, при атмосферной коррозии с кислородной деполяризацией происходит анодное окисление железа.
Для защиты от электрохимической коррозии можно применять более благородный металл, что влечет за собой уменьшение коррозионного тока. Это использует метод зашиты - рациональное конструирование. В случае контакта двух металлов желательно, чтобы их потенциалы были близки. Кроме того, конструкция деталей не должна допускать участков, где может скапливаться влага.
Другой метод - электрохимическая зашита; в случае одной из ее распространенных разновидностей - протекторной зашиты вместо анодного участка создают как бы новый, введя в контакт с защищающим металлом более отрицательный металл, по сравнению с которым прежний анод становится катодом. Этой же цели добиваются, подключив защищаемую деталь к отрицательному полюсу внешнего источника тока. Для нержавеющих сталей в кислотах применяют положительную поляризацию в области потенциалов, отвечающих пассивации.
Для уменьшения скорости электрохимической коррозии целесообразно проводить обработку среды путем уменьшения концентрации деполяризатора за счет нейтрализации кислых сред или удаления кислорода.
Урок химии по теме "Коррозия металлов"
На уроке используются фронтальные и индивидуальные формы работы с учащимися. Основными педагогическими технологиями данного проекта урока являются технологии проблемного и разноуровневого обучения, ИКТ, технологии здоровьесбережения.
Цель урока: познакомить учащихся с процессом разрушения металлов – коррозией и определить способы защиты от неё.
Задачи урока:
- повторить вопрос о нахождении металлов в природе, устройство и работу гальванического элемента;
- дать представление о коррозии и её механизме;
- познакомить с разными видами коррозии по характеру разрушения;
- дать понятие о способах защиты металлов от коррозии.
План урока
Этап урока
Краткое содержание
I. Организационный этап.
Приветствие учителя и учащихся
II. Актуализация знаний. Подготовка к изучению нового материала.
Повторение ранее изученного материала (беседа):
а) нахождение металлов в природе,
б) металлы – восстановители.
III. Изучение нового материала.
Изучение материала по плану:
1) Введение понятия «коррозия» (рассказ с элементами беседы).
3) Механизмы протекания химической и электрохимической коррозии металлов (рассказ с использованием схем, самостоятельная работа учащихся по составлению в тетради схемы-конспекта)
а. механизм и условия химической коррозии
б. механизм и условия электрохимической коррозии (объяснение по схеме, выполнение заданий учащимися, демонстрация результатов эксперимента).
IV. Основные выводы по уроку, закрепление изученного материала.
Выполнение заданий на первичное усвоение материала: ученики со средним уровнем подготовленности выполняют тест; сильные учащиеся работают по индивидуальным заданиям на объяснение механизма коррозии.
Дифференцированное домашнее задание.
Ход урока
I этап урока - Организационный.
II этап урока – Актуализация знаний учащихся. Подготовка к изучению нового материала.
- Учитель проводит фронтальную беседу с учащимися по следующим вопросам (примерные ответы учащихся приведены курсивом):
- Какие металлы встречаются в природе и в каком состоянии? (благородные металлы встречаются в свободном состоянии, остальные - в виде различных соединений).
Т.е. существует две формы металлов: Ме 0 - восстановленная, Ме n+ - окисленная.
- Какой процесс наблюдается при получении металлов из их соединений? (процесс восстановления металлов, что можно отразить в виде схемы: Ме n+ + n ē = Ме 0 ).
На проведение процесса восстановления металлов из их соединений затрачивается энергия.
- Какое состояние наиболее выгодно и более устойчиво для металлов? (в виде соединений, в виде положительно заряженных ионов).
III этап урока – Изучение нового материала.
- Учитель сообщает ученикам план работы на уроке и дает задание: составить схему – конспект по ходу объяснения нового материала. По ходу урока будут выступления отдельных ребят по подготовленным заранее заданиям. В конце урока вас ожидает самостоятельная работа по новому материалу.
- Учитель вводит понятие «коррозия», рассказывает о потерях, вызываемых эти процессом и пр. Использует слайды презентации (слайды 1, 2, 3 презентации).
(Примерный рассказ учителя).
При попадании металла в естественные (природные) условия происходит обратный процесс – окисление металлов, металлы возвращаются в устойчивое для них состояние в виде ионов. Процесс окисления (ржавления) наиболее часто приходится наблюдать для железа и его сплавов (чугуна и стали). Ежегодно во всём мире производится более 500 млн. т стали, но едва ли не ¼ ее «погибает». Ржавеют и выходят из строя механизмы, машины. Сколько труда тратится на их замену!
Результатом коррозии являются потери: прямые (потери массы металла) и косвенные (утрата важнейших свойств). Так, в ноябре 2007 года в журнале «Огонек» была помещена заметка о происшествии в Керченском заливе. В ней сообщалось о том, что во время сильного шторма затонуло 12 судов. Все они были насквозь проржавевшими. Один из них - танкер «Волгонефть-139» даже разломился пополам. В результате этого происшествия в море вылилось 2000 т мазута, и несколько десятков километров береговой линии оказались загрязненными. Погибли тысячи птиц, а самое страшное, что погибли люди. Предварительный ущерб составил 30 млрд. рублей. Этот случай не является единичным.
Следует подчеркнуть, что коррозия – это самопроизвольный процесс разрушения металлов в окружающей среде под действием ее условий. С точки зрения химии коррозия – это окислительно-восстановительный процесс, при котором происходит окисление металла: Ме 0 - n ē = Ме n+ . Внешне это проявляется, как вы уже поняли и знаете, в виде ржавчины, оксидных плёнок и др.
Но разрушению подвергаются металлы по-разному.
- по механизму (т.е. как протекает, в каких условиях)
- химическая –разрушение металлов при непосредственном контакте со средой (например, нагревание пластинки из меди и ее почернение на воздухе – газовая коррозия; коррозия в присутствии нефти, бензина и т.д., т.е. в среде неэлектролита);
- электрохимическая – разрушение металлов в растворах, где есть катодные и анодные процессы.
До 80% коррозия протекает в атмосфере, остальное - в почве, жидкостях; под напряжением.
- по видам разрушений выделяют общую или сплошную коррозию (равномерную и неравномерную) и местную (точечную, пятнами, язвами, межкристаллитную).
- Учитель дает пояснения о механизмах коррозии и объясняет их по схемам на слайдах (слайды 6, 7, 8, 9 презентации):
При химической коррозии идет окисление металла без возникновения цепи электрического тока. Это обычный процесс окисления металлов в среде неэлектролита (например, разрушение стали в газовой среде при высоких температурах /доменная печь/). Механизм напоминает работу гальванического элемента. Демонстрация видеофрагмента и объяснение по схеме (образование ржавчины (Рисунок 1)) (слайды 7, 8 презентации).
Электрохимическая коррозия происходит в результате действия множества микро- и макрогальванических элементов, возникающих приконтакте металлов, в присутствии примесей, в сплавах. Объяснения по схеме (коррозия железа при контакте с медью) (слайд 9 презентации).
- Фронтальная работа учащихся класса с заданиями. Ответы учащихся на вопросы заданий (окисление железа при контакте его с оловом (Рисунок 2), окисление цинка (Рисунок 3)) (слайды 10, 11 презентации).
- Учитель демонстрирует результаты предварительно поставленных опытов (приложение 1) и проводит фронтальную беседу с классом.
Коррозия будет возрастать, если поверхность металла имеет щели, зазубринки, пыль, примеси и др., при различных атмосферных условиях. Рассмотрите коррозию железа в … (приложение 1 к уроку). Где процесс протекает быстрее и чем вы это объясните?
Победить коррозию до конца никогда не удастся, так как металлы стремятся вернуться в свое «естественное состояние» (в виде ионов). Речь может идти только о снижении темпов коррозии. Из сказанного следует, что очень важной проблемой является нахождение эффективных способов защиты от коррозии.
Каким образом можно предотвратить коррозию металлов? Или хотя бы уменьшить её действие на металлы?
IV этап урока - Основные выводы по уроку, закрепление изученного материала.
- Учащиеся под руководством учителя формулируют выводы по уроку.
- Итак, сегодня мы познакомились с новым для вас процессом разрушения металлов. Что это за процесс?
- Что вы можете сказать о верности высказывания «прочен как сталь»? Всегда ли верно оно?
Урок-исследование по теме "Коррозия металлов"
Знать-значит победить!
А. Н. Несмеянов.
Цель урока исследования - создать условия для самостоятельной проблемно-поисковой деятельности учащихся. Данная деятельность направлена на решение проблемы которую следует сформулировать, выяснить пути ее решения, проверить возникшие гипотезы, провести эксперимент, собрать необходимые данные, интерпретировать их и в итоге сделать выводы и обобщения.
Тип урока: Изучение нового материала.
Вид урока: Проблемно-исследовательский.
Цель урока: сформировать у учащихся понятие о коррозии металлов.
Задачи обучения:
1. Знать определение коррозии, её виды, способы защиты от коррозии.
2. Уметь записывать химизм процесса коррозии, объяснять сущность химической и электрохимической коррозии.
3. Знать условия, способствующие или препятствующие коррозии.
Задачи развития:
1. Совершествовать умения работать с учебными материалами, выделять главное.
2. Наблюдать за веществами и происходящими с ними изменениями.
3. Проводить исследовательские процедуры
4. Формулировать выводы.
5. Развивать познавательный интерес к предмету и процессу познания.
- учебный текст -1
- учебный текст -2
- тестовые задания
- заранее поставленные опыты по коррозии.
- презентация.
Мотивационно-ориентировочный этап.
Учитель. Коррозия металлов наносит большой экономический вред. Приводит к уменьшению надежности работы оборудования, к простоям производства из-за замены вышедшего из строя оборудования, к потерям сырья и продукции. Коррозия так же приводит к загрязнению продукции, и к снижению ее качества.
Проблема защиты металлов от коррозии, знакомые человечеству с древних времён по сей день остается чрезвычайно актуальной. Ежегодные потери из-за коррозии составляет от 20 до 30 млн. тон металла. Прямой экономический ущерб от неё исчисляется сотнями миллиардов долларов в год. В связи с этим исследование механизма коррозии и разработка методов защиты от неё имеют большое значение.
Коррозии подвергаются различные металлы и сплавы, но наиболее часто приходится сталкиваться с коррозией самого распространенного металла - железа и его различных сплавов. Поэтому мы решили рассмотреть коррозию железа подробнее.
Учащиеся формируют и записывают тему, цель и гипотезу исследования.
Тема исследования : Коррозия железа.
Цель исследования. Исследовать, какие условия способствуют, а какие препятствуют коррозии железа.
Гипотеза. Если поместить железо в щелочную среду, то скорость коррозии уменьшится.
Учитель предлагает составить план проведения исследования. После краткого обсуждения план исследования применяется.
1. Изучить сущность коррозии, её виды и способы защиты от коррозии.
2. Иследовать зависимость скорости коррозии от присутствия кислорода.
3. Иследовать влияние электролитов на процесс коррозии.
4. Исследовать влияние ингибиторов на процесс коррозии.
Операционно-исполнительный этап.
Учитель выступает как организатор самостоятельной исследовательской деятельности учащихся, оператор ИКТ при просмотре презентации и координатор при осмыслении результатов исследования.
Учитель организует работу учащихся с учебным текстом 1.
Учебный текст 1.
"Понятие о коррозии. Химическая и электрохимическая коррозия"
1. Понятие о коррозии.
Коррозия - это разрушение металла под действием внешней среды.
Коррозия - это окислительно-восстановительный процесс, при котором атомы металлов переходят в ионы (идет процесс окисления)
- O2 и H +
- Fe-2e ->Fe +2
- Cu 0- 2e -> Cu +2
2, Виды коррозии.
Коррозия от латинского :. - разъедать.
По механизму протекания разрушений различают 2 типа коррозии: химическую и электрохимическую.
Химическая коррозия - это разрушение металлов в результате взаимодействия их с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрический ток (в газах, нефти), при высоких температурах, когда невозможна конденсация водяного пара. Ей подвергаются арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания, лопатки газовых турбин, аппаратура химической отрасли промышленности.
При химической коррозии электроны переходят от металла к окислителю непосредственно.
Электрохимическая коррозия - это разрушение металлов при контакте двух металлов в воде или среде электролита. Электрохимическая коррозия распространена значительно шире, чем химическая. Ей подвергаются подводные части судов в морской и пресной воде, паровые котлы, металлические сооружения и конструкции под водой и в атмосфере, проложенные в грунте трубопроводы и др.
При электрохимической коррозии окислительно- восстановительная реакция разбивается на полу реакции окисления и восстановления и электроны переходят по металлу от восстановителя к окислителю, наряду с химическим процессом идет электрический -перенос электрона, то есть возникает электрический ток.
A (+) на железе на меди К (-) Fe 0- 2e=Fe 2+ 2H + +2e=2H 0 >H2 0
Коррозия железа, находящегося в контакте с медью и раствором слабой кислоты.
Этот вид коррозии приносит большой вред!
3. Условия, способствующие электрохимической коррозии:
а ) положение металлов в ряду напряжений, чем дальше расположены металлы друг от друга в ряду, тем быстрее происходит коррозия;
б) чистота металла (с примесями металлы быстрее подвергаются коррозии);
в) неровность поверхности металла, трещины;
г) блуждающие токи;
д) грунтовые воды;
е) среда электролита (наличие раствора сильного электролита, например, морская вода, усиливает коррозию );
ж) повышение температуры тоже способствует коррозии;
з) одним из важнейших факторов влияющих на электрохимическую коррозию, является действие микроорганизмов.
По данным зарубежных исследований, на счет микроорганизмов может быть отнесено до 75% всех потерь от коррозии, а в нефтедобывающей промышленности даже 80%. Процесс коррозии, идущий под действием бактерий и грибов, называют биокоррозией.
Учитель. При использование металлических материалов очень важен вопрос о скорости их коррозии, от чего зависит скорость коррозии? Эксперимент поможет нам в этом разобраться. Демонстрируем слайды презентации.
- пробирка 1-ж. гвоздь + вода наполовину
- пробирка 2-ж. гвоздь + полностью
- пробирка 3-ж. гвоздь + вода + масло
Учащиеся обсуждают результат эксперимента №1.
Больше ржавчины образуется в пробирке 1- железо соприкасается и с водой и с кислородом. В пробирке 2 ржавчины меньше т. к железо соприкасается только с водой. В пробирке 3 гвоздь почти не проржавел, кислород не смог пройти через слой масла, а без кислорода коррозия не развивается.
- стакан 1-ж. гвоздь +вода
- стакан 2-ж. гвоздь +раствор NaCl
- стакан 3-ж. гвоздь +медь+раствор NaCl
- стакан 4-ж. гвоздь +алюминий +раствор NaCl
Учащиеся обсуждают результаты эксперимента. В стакане 1- мало ржавчины, в чистой воде коррозия идет медленно т. к вода слабый электролит. В данном случае мы наблюдаем химическую коррозию. В стакане 2 ржавчины больше, следовательно хлорид ионы увеличивают скорость коррозии. В стакане 3-скорость коррозии очень велика, образовалась много ржавчины. Следовательно , хлорид натрий -это сильно -коррозионная среда для железа, особенно в случае контакта с менее активным металлом -медью. В стакане 4тоже наблюдаем коррозию, но не железа, а алюминия, т. к железо в контакте с более активным металлом в сильно коррозионной среде - NaCl не корродирует до тех пор пока не прокорродирует весь алюминий. В стаканах 3и4 -электрохимическая коррозия.
- пробирка1-ж. гвоздь +раствор NaOH+р-р NaCL
- пробирка 2-ж. гвоздь +раствор Na3Po4 + р-р NaCL
- пробирка 3-ж. гвоздь +раствор Na2C4O4+ р-р NaCL
Учащиеся обсуждают результаты эксперимента №3.
В пробирках 1-3 железный гвоздь опущен в раствор хлорида натрия, к которому добавили гидроксид натрия, фосфат натрия, хромат натрия. Коррозия железа в данном случае отсутствует. Следовательно, эти вещества замедляют коррозию, являются ингибиторами. По результатам экспериментов 1-3 учащиеся формулируют выводы :
1. Коррозия железа резко усиливается в присутствии кислорода.
2. Коррозия усиливается, если железо соприкасается с более активным металлом.
3. Скорость коррозии зависит от состава омывающей металл среды, хлорид ионы усиливают коррозию железа.
4. Коррозия железа ослабляется в присутствии гидроксид-фосфат, хромат -ионов.
Учитель. Великий Гёте сказал : "Просто знать - еще не всё, знания нужно уметь использовать !"
Учитель организует работу учащихся с учебным текстом 2.
Нейтрализация тока, возникающего при коррозии, постоянным током, пропускаемым в противоположном направлении. Так обычно защищают трубы нефтепровода, газопровода. Ни в коем случае нельзя перепутать полюсы тока, ошибки должны быть исключены.
Добавление ингибиторов. Использование замедлителей коррозии (органические и неорганические вещества )
Учебный текст №2
Способы защиты металлов от коррозии.
1. Применение защитных покрытий.
а) Металлические изделия покрывают лаками, красками, эмалями, стекло кристаллические покрытия.
б) металлические изделия покрывают другие металлами. В качестве металлов для покрытия применяют металлы, образующие на своей поверхности защитные пленки. К таким металлам относятся хром, никель цинк, олово и другие.
2. Приготовление сплавов стойких к коррозии части машин, инструменты и предметы быта изготовляют из нержавеющей стали и других сплавов, стойких к коррозии. В сплав вводят хром, никель, кремлей, кобальт, алюминий.
3. Электрохимические методы защиты.
а) применение заклепок изготовленных из более активных металлов.
б) Прикрепление пластинок из более активного металла для защиты основного металлического изделия. Например в паре Zn-Fe (оцинкованное железо)защищено железо, в паре Sn-Cu защищена медь и т. д.
К днищам кораблей прикрепляют протекторы -слитки более активного металла, чем обшивка днища корабля-это протекторная защита с помощью цинка (анодная защита) Катодная защита - защита менее активным металлом (лужёное железо)Особые требования - не допускать разрушении целостности покрытия.
4. Нейтрализация тока, возникающего при коррозии, постоянным током, пропускаемым в противоположным направлении. Так обычно защищают трубы нефтепровода, газопровода. Ни в коем случае нельзя перепутать полюсы тока, ошибки должны быть исключены.
5. Добавление ингибиторов. Использование замедлителей коррозии (органические, неорганические вещества)
Учитель. Теперь мы можем понять широко используемые на практике способы предупреждения и борьбы с коррозией. Однако они полностью не защищают металлы от разрушения, поэтому учёные заняты поиском новых, более перспективных способов защиты. Коррозия металлов осуществляется в соответствие с законами природы, и поэтому её нельзя полностью устранить, её можно лишь замедлить.
Рефлексивно-оценочный этап.
Проводим общие итоги исследований. Какие исследовательские процедуры (эксперимент, работа с текстом, отдельные высказывания учащихся, общее обсуждение результатов исследования, были наиболее эффективным для поиска решение проблемы. Закрепление изученного материала проводится тестированием.
Выходной тест "Коррозия металлов"
I вариант
1. Какой из металлов как простое вещество более подвержен коррозии
1) 1s 2 2s 2 2p 6 3s
2) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1
3) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2
4) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
2. Химическую коррозию вызывают
1) вода и кислород
2) оксиды углероды и серы
3) растворы солей
4) все перечисленные факторы.
3. При контакте Ni и Fe в растворе кислоты
1) железо будет растворяться
2) железо будет восстанавливаться
3) никель будет растворяться
4) будет выделяться кислород
4. Способы защиты от коррозии, при котором в рабочую среду вводят вещества, уменьшающие агрессивность среды, называют
2) использованием нержавеющих тканей
3) протекторной защитной
5. Способ защиты от коррозии, при котором железный лист покрывают слоем олова
2) использование нержавеющих сталей
3) протекторный защитной
6. Наиболее активно корродирует
1) химически чистое железо
2) железо, покрытое слоем олова
3) техническое железо
4) сплав железа с титаном
7. Легирующий элемент, сообщающий стали коррозионную стойкость
8. Масса меди выделившейся на пластинке помещенной в растворе хлорида меди (II) если в реакцию вступил цинк массой 13г
I I-вариант
1. Электронная формула металла, который как простое вещество более подвержен коррозии
1) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
2) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2
2. Электрохимическую коррозию металла вызывает
1) контакт металла и кислорода
2) контакт металла с оксидами углерода и серы
3) напиши примесей в металле, контакт с другими металлами
4) контакт металла с водой
3. При контакте Sn и Fe в растворе кислоты
1) олово будет окисляться
3) олово будет растворяться
4) будет выделять водород
4. Способы защиты от коррозии, при котором создают контакт с более активным металлом называют
2) использованием нержавеющих сталей
3) протекторной защитой
5. Способы защиты от коррозии, при котором используют стали, содержащий специальные добавки, называют
2) железо в отсутствии влаги
3) техническое железо во влажном воздухе
4) техническое железо в растворе электролита
7. Легирующий элемент, сообщающий стали устойчивость к воздействию кислот.
8. Масса меди выделившейся на железной пластинке помещенной в раствор сульфата меди (II), если в реакцию вступило железо массой 11,2 г.
Учитель подводит итоги урока (оценка усвоения учащимися исследовательных процедур, их активность на уроке и др.)
Домашнее задание.
Задача. Смесь порошков алюминия и меди массой 20 г обработали раствором серной кислоты, в результате выделился водород объемом 6,72 г. Определить массовую долю меди в смеси.
Практическая работа № 3
Цель работы: ознакомиться с механизмом процесса коррозии металлов и сплавов, научиться экспериментальным путем определять скорость процесса коррозии и глубину ее проникновения в материал.
Порядок выполнения работы
1. Изучить теоретические сведения.
2. В тетради для практических работ письменно ответить на контрольные вопросы.
Коррозия - процесс разрушения металлов и сплавов из-за химической или электрохимическую взаимодействие с окружающей средой. В результате данного взаимодействия материал постепенно теряет свои механические и технологические свойства и постепенно разрушается.
По характеру взаимодействия металлов с окружающей средой различают два вида коррозии:
- химическая коррозия - процесс химического взаимодействия металла со средой, которая не является проводником электрического тока (газы, жидкие диэлектрики, масла, нефть).
Чаще всего коррозию металла вызывает газовый агент внешней среды (кислород, серный или углеродный газ), который при контакте с поверхностью металла способствует образованию окислов FeO, FeS и так далее. Химическая коррозия протекает как при обычной, так и при высокой температуре, причем при увеличении температуры скорость коррозии возрастает и увеличивается толщина окисной пленки. Степень окисления железа существенно зависит от содержания легирующих примесей: хром, алюминий и кремний является коррозионно-стойкими элементами, сталь с 20% хрома не поддается коррозии даже при 1300 К;
- электрохимическая коррозия - процесс разрушения металла в электролите при прохождении электрического тока, который из-за образования гальванических пар - анодных и катодных участков.
По месту возникновения коррозия делится на три вида:
- равномерная - металл разрушается с одинаковой интенсивностью по всей поверхности. Наиболее характерна для чистых металлов и однородных твердых растворов;
- местная - разрушение концентрируется на отдельных участках детали, проникая вглубь изделия. Ее опасность увеличивается с увеличением неравномерности коррозии;
- межкристаллическая коррозия - разрушение металлов по границам зерен. Внешняя поверхность материала при этом остается чистой, поэтому обнаружить такой вид коррозии очень сложно.
Наиболее простым и информативным методом определения коррозии является метод взвешивания, при котором определяется разность масс образца до и после коррозионных исследований.
Степенью коррозионной стойкости в условиях равномерной коррозии является изменение массы металла, отнесенная к единице площади поверхности и единице времени. Иногда также применяется для определения коррозии по глубине разъедание металла.
Изменение массы образца определяют по формуле
где m0 - масса образца до начала коррозионных испытаний, г 1 - масса образца после коррозионных испытаний, г.
Скорость коррозии, г / (м2 • ч) в данном методе определяют по формуле
где S - площадь поверхности образца, м2; t - продолжительность исследования, ч.
По скорости коррозии определяют величину ее проникновения в образец, мм / ч
где ρ - плотность металла, г / см3.
Для оценки коррозионной стойкости металлов методом взвешивания применяется пятибалльная шкала, а по глубине проникновения коррозии - десятибалльная шкала (табл.3.1).
Читайте также: