ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Железо из "Коррозия и защита металлов 1959 " Железо — важнейший металл современной техники — обладает слабой коррозионной стойкостью во многих условиях. При его применении, как правило, требуется защита от коррозии. Железо легко пассивируется при действии окислителей, потенциал его при этом смещается в положительную сторону. Потенциалы железа в некоторых растворах приведены в табл. 9. [c.66] Однако пассивная пленка на железе непрочна и легко разрушается, если удалить железо из сферы действия пассиватора. [c.66] В раствор железо переходит в большинстве случаев в виде двухвалентных ионов, которые кислородом воздуха окисляются до трехвалентных. [c.66] Продукты коррозии железа (ржавчина) имеют различный состав, зависящий от условий, в которых протекает коррозия. Часто образуются такие соединения как Ре (ОН) 2, Ре (ОН). , РеО (ОН), Рез04-Н20, РегОз. [c.66] В обычной атмосфере железо неустойчиво даже в относительно чистом воздухе сельской местности оно покрывается ржавчиной. В загрязненной атмосфере городов железо ржавеет очень быстро, и его необходимо тщательно защищать от коррозии. [c.66] Зависимость устойчивости железа в водных растворах от pH показана на рис. 40. [c.66] Скорость коррозии железа в нейтральных, слабокислых и слабощелочных растворах не зависит от pH это объясняется тем, что в этой области концентраций ионов водорода (ограничена пунктирными линиями на рис. 40) скорость коррозии определяется доступом кислорода. Ордината этого участка кривой, т. е. скорость коррозии, зависит от находящихся в растворе солей и их концентрации, присутствия окислителя, температуры и многих других факторов. [c.67] В зависимасти от аниона кислоты, присутствующих в растворе примесей, температуры и т. п. Если кислота является окислителем (например, азотная и концентрированная серная), то с повышением концентрации усиливаются ее пассивирующие свойства, поэтому в концентрированных окислительных кислотах железо, сталь и чугун устойчивы. В случае азотной кислоты пассивность наступает приблизительно при 60% НЫОз в более разбавленных растворах азотной кислоты коррозия железа идет чрезвычайно интенсивно, вследствие того, что азотная кислота восстанавливается и служит катодным деполяризатором. В случае серной кислоты пассивность наступает приблизительно при концентрации в 70%. Вследствие легкой пассивируемости железо устойчиво, например в хромовой кислоте. При повышении концентрации кислот, не обладающих окислительными свойствами (соляная, уксусная и др.), скорость коррозии возрастает. [c.67] Техническое железо всегда содержит в различных количествах углерод, марганец, кремний, фосфор и серу. Кроме того, для сообщения нужных свойств иногда увеличивают содержание марганца, кремния, меди или вводят никель, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт и другие металлы. [c.68] Увеличение в железе содержания углерода до 0,5% не оказывает влияния на скорость коррозии в атмосфере, а также в нейтральных и в очень слабокислых растворах. Однако особенно чистое малоуглеродистое (0,02—0,04% С) армко-желе-30 обладает несколько повышенной коррозионной устойчивостью. При дальнейшем увеличении содержания углерода скорость коррозии несколько повышается, но в относительно малых пределах, не имеющих практического значения. Что касается влияния содержания углерода на скорость коррозии в более концентрированных неокислительных кислотах, то в этом случае наблюдается непосредственная зависимость между неоднородностью структуры (содержание углерода) и скоростью коррозии. [c.68] Изменение содержания марганца в железе до 1,5% не оказывает влияния на скорость коррозии. Специальные марганцовистые стали, содержащие 12% Мп и более, обладают повыщенной коррозионной устойчивостью. [c.68] Находящийся в небольшом количестве фосфор не влияет на коррозионную устойчивость стали в атмосфере и в нейтральных растворах. Сера влияет аналогично фосфору. Некоторые авторы считают, что сера вызывает местное разъедание, ведущее к образованию сквозных отверстий. [c.69] На основе железа изгото.вляются сплавы с повышенной коррозионной стойкостью. Из низколегированных сплавов с повышенной коррозионной стойкостью применяются стали с небольшой добавкой меди (0,2—0,5%), а также стали и чугуны с небольшой добавкой никеля. Медистые стали более стойки в атмосфере и пресной воде в кислых растворах, сильно загрязненной атмосфере, а также растворах хлористых солей (морская вода) они не имеют преимуществ по сравнению с обычной сталью. Благоприятное действие меди объясняется тем, что, выделяясь в виде мельчайших катодных выключений, медь вызывает сильную анодную поляризацию железа кроме того, слой продуктов коррозии значительно плотнее и имеет лучшие защитные овойства, чем на стали, не содержащей меди. Лакокрасочные пленки на медистой стали более устойчивы, чем на обычной. [c.69] Введение неокольких. Ком понентов в небольших количествах дает хорошие результаты при атмосферной коррозии. Так, например, хорошей стойкостью обладает строительная сталь с 0,3—0,5% Си, 0,4—0,7% Сг и 0,3- ,6% N1. [c.69] Высоколегированные сплавы на железной основе обладают очень хорошей коррозионной стойкостью и имеют большое применение в промышленности. Наиболее распростравенными являются сплавы с хромом и сплавы с хромом и яикелем. Эти сплавы называются нержавеющими сталями и чугуна м и. Содержание хрома в этих сталях не должно быть меньше 12%. Стали с меньшим содержанием хрома относятся к классу конструкционных и их коррозионная стойкость близка к стойкости обычной, нелегированной стали. [c.69] Хром обладает очень высокой химической устойчивостью, особенно в присутствии окислителей, когда на его поверхности возможно образование защитной пассивной пленки. Эту способность — хорошо пассивироваться — хром сообщает своим сплавам с железом. Железо с хромом образует непрерывный ряд твердых растворов, потенциал которых изменяется скачкообразно, начиная от отрицательных значений потенциала железа до положительных значений потенциалов хрома. Как ввдно на рис. 41, скачок потенциала сплава в разбавленной серной кислоте наступает при содержании приблизительно 12% Сг. [c.69] Коррозионная устойчивость при тостоя1нном содержании хрома зависит от присутствия в сплаве углерода она тем выше. [c.69] Уменьшение содержания хрома настолько значительно, что эти участки становятся анодами. При нагревании состав твердого раствора выравнивается. [c.70] Особенно опасны с точки зрения межкристаллитной корро-аии оварные швы. В месте юварки или вблизи него металл может находиться в зоне температур, при которых происходит опасный для коррозионной стойкости процесс выпадения карбидов (400—800°). Для предотвращения такого разрушения в сталь вводят компоненты, дающие более прочные (чем карбиды хрома) и плохо растворимые карбиды (Т1, Nb, Та). [c.70] Вернуться к основной статье