ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ускоренное формирование пассивирующей пленки из "Аморфные металлы " Как уже говорилось, аморфные сплавы типа металл-металлоид, не. содержащие второго металлического элемента, обычно имеют довольно высокую скорость коррозии, превышающую скорость коррозии простых кристаллических металлов, используемых в качестве основы сплава. Однако при добавлении второго металлического элемента коррозионная стойкость этих сплавов существенно повышается, чему способствует легко возникающая защитная пленка. [c.260] Одновременно по реакции, обратной (9.3), происходит также выделение газообразного кислорода. [c.260] Интересно, что хотя в начальный пе- 200 риод за счет действия хлора пассиниру- ющая пленка разрушается, активное растворение вс равно восстанавливает пассивное состояние. Обобщая, можно сказать, что в сильных коррозионных средах активное растворение является важным условием образования пассивирующей пленки. При циклическом возникновении пассивирующей пленки в сильных окислительных средах активное растворение сплава приводит к тому, что растворяются те же элементы, которые почти не влияют на формирование пленки, а элементы, влияние которых существенно, напротив, не растворяются, но скапливаются у поверхности раздела с водны м раствором, улучшая тем самым защитные свойства пленки. Следовательно, если в сплавах, содержащ их такие элементы, как хром, которые способствуют образованию пассивирующей пленки и улучшают ее защитные свойства, скорость активного растворения повышается, то указанные элементы накапливаются у поверхности раздела, причем их накопление ускоряется, а это, в свою очередь, ускоряет и формирование пассивирующей пленки. [c.261] Коррозионная стойкость аморфных сплавов металл-металлоид довольно сильно различается в зависимости от типа основы, что хорошо видно из рис. 9.8. Ниже мы увидим, что повысить корро--зионную стойкость за счет введения хрома в отлавы, содержащие только бор или фосфор в качестве аморфизатора, не очень легко. На рис. 9.8 приведены значения скорости коррозии аморфных сплавов Fe — Сг — 20 В, Со — Сг — 20 В и Ni — Сг — 20 В в 1 н. водном растворе H I. На этих сплавах при содержании хрома 30% (ат.) стабильная пассивирующая пленка в данном растворе не возникает. Из трех элементов — Fe, Со, Ni — химически наиболее активно железо. Поэтому аморфный сплав на железной основе Fe — Сг — 20 В при содержании хрома 30% (ат.) имеет наибольшую скорость коррозии. Напротив, сплав на основе наименее активного элемента — никеля имеет и наиболее низкую скорость коррозии. [c.262] Однако, если содержание хрома 30% (ат.), то сплав на основе железа самопассивируется благодаря легкому накоплению хрома ла поверхности раздела раствор/металл. Так, при содержании хрома 35% (ат.) коррозия не наблюдается. В сплавах на основе менее химически активного кобальта картина иная. Активное растворение -сплава на основе кобальта протекает менее интенсивно, чем активное растворение сплава на основе железа, и поэтому здесь слабее выражено накопление хрома на поверхности раздела сплава и раствора. Чтобы свести к нулю коррозию аморфного сплава на основе Со — Сг — 20 В в 1 н. водном растворе H I, нужно добавить 50% (ат.) Сг. [c.262] Металлоиды оказывают большое влияние на химическую активность вышеописанных аморфных сплавов металл-металлоид, что-выражается в изменении скоростей формирования пассивирующей пленки и накопления в ней элементов. Примеры такого влияния на коррозионную стойкость аморфных сплавов Fe — Сг приведены на рис. 9.15 [21]. В этих сплавах общее суммарное содержание хрома и металлоидов постоянно, при этом основным металлойдом служит или фосфор, или бор, к которым добавляется 7% (ат.) металлоида другого сорта. [c.263] Даже на первый взгляд видно, что скорость коррозии сплавок, содержащих фосфор в качестве основного металлоида, более чем на два порядка ниже, чем скорость коррозии сплавов, имеющих в качестве основного металлоида бор. В этих сплавах скорость коррозии последовательно уменьшается, если вторым металлоидом являются Si, В, С, Р. Наличие фосфора наилучшим образом сказывается на повышении коррозионной стойкости аморфных сплавов Fe—Сг. Это относится не только к коррозии в слабых кислотах при обычных температурах, но и к коррозии в концентрированных кислотах при высоких температурах. [c.263] Обычно указывают на два фактора влияния металлоидных элементов на коррозионную стойкость аморфных сплавов металл — металлоид. Во-первых, это влияние металлоидов на скорость образования пассивирующей пленки. На рис. 9.17 приведены данные о скорости формирования пассивирующей пленки в аморфных сплавах, указанных ранее на рис. 9.15, в которых в качестве основного металлоидного элемента присутствует бор. На этом рисунке представлены результаты измерений плотности анодного электрического тока на образцах трех сплавов Fe—ЮСг—13В—IX в области потенциалов пассивации в 0,1 н. водном растворе H2SO4 после механической полировки поверхности. По этим данным можно оценить скорость активного растворения и скорость образования пленки. Начальному моменту времени соответствует плотность тока, измеренная непосредственно после прекращения полировки, т. е. эта плотность тока характеризует скорость активного растворения чистой поверхности сплава. [c.264] Сплавы, содержащие фосфор, растворяются наиболее интенсивно и пассивация в них наиболее ускорена. Как уже отмечалось, быстрое активное растворение аморфных сплавов, содержащих фосфрр, способствует накоплению хрома на поверхности раздела сплав/раствор, в результате чего ускоряется формирование пассивирующей тленки с большим содержанием хрома. Углерод и кремний оказывают меньшее воздействие на ускорение активного растворения сплава. Влияние углерода и кремния на величину концентрации хромав пленке и скорость ее образования также гораздо слабее, чем влияние фосфора. [c.264] Сплавы, содержащие до 25% (ат.) Сг, имеют низкий потенциал коррозии, который в дальнейшем повышается. После активного растворения наступает пассивация. В сплавах, имеющих 30% (ат.) Сг, благодаря самопассивации в этом водном растворе, активное растворение не проявляется. [c.265] Как видно ИЗ этих данных, при увеличении содержания хрома в сплаве повышается и его концентрация в поверхностной пленке, что способствует улучшению защитных свойств этой пленки. При этом электрический ток активного растворения снижается и потенциал коррозии повышается. Когда содержание хрома в сплаве становится -равным 30% (ат.), в поверхностной пленке практически имеются только катионы хрома, в результате чего сплав самопас-сивируется, как это было описано выше. [c.266] В сплавах, имеющих в своем составе фосфор и хром, который при естественной коррозии быстро накапливается в поверхностной пленке, ионы фосфорной кислоты в пленке почти не содержатся. Следовательно, можно предположить, что эта пленка почти полностью состоит из гидратированного оксида-гидрооксида хрома. [c.266] Для сплавов, содержащих хром, концентрация хрома в гидратированном оксиде-гидрооксиде хрома в возникающей на поверхности сплава пассивирующей пленке высока, что улучшает защитные свойства этой пленки. Об этом уже говорилось. Если в аморфных сплавах имеются бор и кремний, то они проникают в поверхностную пленку, превращаясь соответственно в бораты и силикаты хрома, при этом концентрация хрома в гидратированном оксиде — гидроксиде хрома в поверхностной пленке невелика. Несмотря на то, что в аморфных сплавах Со—25Сг,—25В и Со—ЮСг—20Р концентрация хрома в поверхностной пленке в виде положительных ионов при естественной коррозии превышает 80%. первый сплав находится в активном состоянии, а второй самопассивируется. ЭтО происходит вследствие того, что содержание бората хрома и концентрация гидратированного оксида — гидрооксида хрома в возникающей на поверхности первого сплава пленке недостаточно велики. Вероятно, довольно трудно повысить коррозионную стойкость аморфных сплавов, содержащих бор и кремний, по отношению к коррозионной стойкости аморфных сплавов с фосфором. [c.266] Как уже говорилось, фосфор, содержащийся в аморфных сплавах типа металл — металлоид, способствует ускоренному формированию пассивирующей пленки. Это происходит благодаря тому,. [c.266] Бор и кремний так же, как и углерод, слабо ускоряют активное растворение аморфных сплавов. Бор и кремний не способствуют накоплению на поверхности раздела сплав/раствор элементов, эффективно влияющих на образование защитной пленки, поэтому, особенно в водных растворах сильных кислот, несмотря на проникновение этих элементов в возникающую поверхностную пленку в качестве боратов и силикатов, они оказывают слабое воздействие на ускорение формирования такой пленки. [c.267] Вернуться к основной статье