Пассивные пленки структура

Коррозионная с т о Г1 к о с т ь х р о м о н и к е л е в ы х, сталей (как и хромистых) обусловлена в основном образованием на поверхности сплава защитной пассивной пленки однако хромоникелевые стали обладают несколько более высокой коррозионной стойкостью, чем хромистые стали. Объясняется это наличием в сплаве никеля, который способствует образованию мелкозернистой однофазной структуры и повышает стойкость стали в разбавленных растворах серной кислоты, а также,-в ряде водных растворов солей. [c.226]

Можно принять, что Ер — равновесный потенциал этой реакции, а 0-М соответствует кислороду, содержащемуся в пассивной пленке любого состава и структуры на поверхности металла М. Количество кислорода, связанного с металлом, не имеет значения в настоящих рассуждениях. Далее следует, что [c.74]

Первичная пассивная пленка вырастает в многослойную адсорбционную структуру М-О-Н, которая может считаться аморфным нестехиометрическим оксидом. По своим защитным свойствам он заметно отличается от стехиометрического оксида, в который он в конце концов может превратиться. [c.84]

Разрушение пассивности ионами С1 чаще происходит локально, на тех участках поверхности, где структура или толщина пассивной пленки изменены. Образуются мельчайшие анодные участки активного металла, окруженные большими катодными площадями пассивного металла. Разность потенциалов между подобными участками 0,5 В или более, и эти элементы называют активно-пассивными элементами. Высокие плотности тока на аноде обусловливают высокую скорость разрушения металла, что создает катодную защиту областей металла, непосредственно окружающих анод. Фиксирование анода на определенных участках приводит к образованию питтингов. Чем больше ток и катодная защита около питтинга, тем меньше вероятность образования другого питтинга по соседству. Поэтому плотность расположения глубоких питтингов обычно меньше, чем мелких. Исходя из вероятности образования активно-пассивного элемента очевидно, [c.84]

Хорошее соответствие между наблюдаемым и предсказанным критическим составом сплава свидетельствует не только о влиянии электронной конфигурации на пассивность, но и об адсорбционной структуре пассивной пленки . [c.97]

Созданию высокой химической активности в вершине трещины содействует и механический фактор. Как известно, механические напряжения в вершине трещины очень высоки. Даже при низких значениях интенсивности напряжений материал в вершине трещины находится под действием напряжений, близких к пределу текучести. Это создает благоприятные условия для прохождения в вершине трещины локальных деформаций, в результате чего на кромках ступеней сдвига (в местах выхода дислокаций на поверхность) плотность анодного тока может резко увеличиваться. Оба фактора не только способствуют повышению плотности анодного тока, но и содействуют в этом друг другу. Например, если структура и состав сплава таковы, что в нем имеются выделения по границам зерен, отличающиеся по электрохимическим характеристикам от матрицы, то потенциальная чувствительность к межкристаллитной коррозии может быть реализована путем прохождения в вершине трещины пластических деформаций, разрушения пассивной пленки и активации анодных процессов по границам зерен. Это же положение относится в полной мере и к сегрегациям внутри твердого раствора, когда суще- [c.57]

Введение в твердый раствор никеля придает хромистым сталям более высокую химическую стойкость как за счет образования пассивной пленки оксида никеля, так и за счет перевода стали в более гомогенную (и, следовательно, в более коррозионностойкую) аустенитную структуру. [c.82]

По данным [466], пассивные пленки, образованные на нержавеющих сталях типа 18-8, 18-8-Мо и 18-8-Nb, удалось изолировать и определить их химический состав и структуру. Толщина пленок была 0,000025 мм. Пленки, образующиеся в результате действия воздуха или пассивирующих сред, имеют повышенное содержание кремния (—10—15%), несмотря на то, что содержание кремния в сталях не превышает 1% (табл. 171). [c.487]

Зарождение питтинга в слабых местах пассивной пленки при достижении определенного потенциала (потенциала питтингообразования) за счет окислителя или анодной поляризации в присутствии активирующих ионов в растворе, которые вытесняют адсорбированный кислород или, взаимодействуя с ним, разрушают пленку. Местное ослабление пассивности может быть обусловлено неоднородностью структуры металла (интерметаллические и другие включения), случайными механическими повреждениями в защитной пленке и другими причинами. [c.59]

Введение в твердый раствор никеля придает хромистым сталям более высокую химическую стойкость как за счет образования пассивной пленки оксида никеля, так и за счет перевода стали в более гомогенную (и, следовательно, в более коррозионно-стойкую) аустенитную структуру. Наряду с повышением коррозионной стойкости никель способствует повышению пластичности, ударной вязкости, жаростойкости, а при использовании его в качестве основы вместо железа - и жаропрочности сплавов. В качестве аустенитообразующих элементов используют также азот, марганец, медь и кобальт. [c.154]

Некоторые исследователи различают два вида разрущения металла под влиянием движущейся жидкой среды коррозионно-эрозионное, когда механическое воздействие среды сводится к разрушению защитных пассивных пленок или продуктов коррозии, и разрушение механическое, которое сводится уже к разрушению структуры самого металла. Одни исследователи основную роль отводят механическому фактору 78—80], другие коррозионному [81—83]. [c.316]

Условия возникновения и свойства окисной пассивной пленки, образующейся на электродах из различных металлов, очевидно, будут различны. При одинаковых условиях на разных металлах могут возникать пассивные пленки различного состава, структуры и толщины. В зависимости от состава и структуры образующейся пассивной пленки ее тормозящее действие на восстановление хромовой кислоты проявляется по-разному. На серебре и меди в разбавленной хромовой кислоте не образуется сплошной стабильной пленки, так как эти металлы хорошо растворяются в хромовой кислоте [29]. [c.164]

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПАССИВАЦИИ ТИТАНА. СОСТАВ И СТРУКТУРА ПАССИВНЫХ ПЛЕНОК [c.34]

На скорость коррозии сплавов титана в пассивном состоянии легирующие компоненты могут влиять путем изменения скоростей следующих процессов 1) непосредственного электрохимического перехода ионов металла, мигрирующих через оксидную пленку, в раствор [реакция (с)] 2) химического растворения пассивной пленки [реакция (Ь)]. Легирующие элементы могут влиять на эти процессы, изменяя структуру и толщину образующейся пленки, а также изменяя ее дефектность и ионную проводимость. [c.44]

Перед нанесением покрытий необходимо удалять оксидные пленки, иначе не может быть обеспечена достаточная прочность сцепления покрытий с поверхностью, на которую покрытие наносится. Однако в ряде случаев для достижения этих же целей можно применять пассивирование поверхности. Обязательное условие при этом — получение на поверхности тончайшей пассивной пленки определенной структуры и пористости. Такие пленки не только не ухудшают, но даже повышают сцепление с обрабатываемой поверхностью и снижают пористость покрытий. [c.147]

В процессе электролиза пассивная пленка восстанавливается и поверхность покрываемой детали становится очень активной. В результате на этой поверхности осаждается имеющее мелкокристаллическую структуру покрытие, прочно сцепленное с покрываемой поверхностью. Прочное сцепление, например, свинцовых покрытий со стальной поверхностью обеспечивается в нитратных электролитах после предварительной пассивации в бихромате калия. [c.147]

Для выявления структуры нержавеющих и жаропрочных сталей при травлении необходимо учитывать, что вследствие высокого содержания хрома и никеля они трудно поддаются разъедающему действию многих реактивов и способны к пассивированию (образование окисной пленки на поверхности шлифа). В связи с этим при травлении обычно применяются более сильные травители, которые не образуют пассивных пленок на поверхности шлифа. [c.62]

О структуре пассивной пленки на сплавах было сказано при [c.74]

Образующиеся при этом коллоидные взвеси обладают характерными свойствами гелей и подобно высокомолекулярным органическим поверхностноактивным веществам адсорбируются на металле и в таком случае существенно влияют на структуру и свойства электролитических осадков. Устойчивость и состав катодных пассивных пленок зависят от многих факторов и в том числе от ионного состава электролита и его изменений в процессе электролиза. Так, например, пря- [c.158]

Структура пассивной пленки на сплавах, как и пассивной пленки вообще, была описана и теорией оксидной пленки и адсорбционной теорией. В соответствии с оксидно-пленочной теорией, защитные оксидные пленки формируются на сплавах с содержанием легирующего компонента выше критического, а незащитные — на сплавах ниже критического состава. В случае преимущественного окисления пассивной составляющей сплава, например хрома, защитные оксиды (такие как СГ2О3) формируются, только если содержание хрома в сплаве превышает определенный уровень. Эта точка зрения не позволяет делать никаких количественных прогнозов, а тот факт, что пассивная пленка на нержавеющих сталях может быть катодно восстановлена и не соответствовать стехиометрическому составу, остается необъясненным. Согласно адсорбционной теории, в водной среде кислород хемо-сорбируется на Сг—Fe-сплавах выше критического состава, обеспечивая пассивность, но на сплавах ниже критического состава он реагирует с образованием непассивирующей оксидной пленки. Насколько данный сплав благоприятствует образованию хемо-сорбционной пленки или пленки продуктов реакции, зависит от электронной конфигурации поверхности сплава, особенно от взаимодействия d-электронов. Так называемая теория электронной конфигурации ставит в связь критические составы с благоприятной конфигурацией d-электронов, обеспечивающей хемосорбцию и пассивность. Теория объясняет природу взаимодействия электронов, определяющую, какой из компонентов придает сплаву данные химические свойства, например, почему свойства никеля преобладают над свойствами меди в медно-никелевых сплавах, содержащих более 30—40 % Ni. [c.91]

При питтинговой коррозии основное коррозионное разрушение локализуется на отдельных небольших участках металла (магний, алюминий, железо, никель, титан и др.) и протекает с большой скоростью, что может приводить к сквозной точечной коррозии металла. Питтинговая коррозия наблюдается, обычно, когда основной металл находится в пассивном состоянии. Ионы-активаторы (СГ, Вг , I") адсорбируются в основном на участках поверхности, где плеяка оксида несовершенна (металлические или неметаллические включения, искажающие или нарушающие кристаллическую структуру оксида) [22]. Анионы частично замещают кислород в оксиде и образуют хорошо растворимые поверхностные комплексные ионы. Пассивная пленка нарушается, и металл начинает непосредственно контактировать с раствором. Потенциал металла на этих участках имеет более отрицательное значение, чем потенциал основного металла, покрытого оксидной пленкой, что приводит к возникновению локальных токов. Если пассивная пленка не обладает большим омическим сопротивлением, то система заполяризовывается и на участках питтингооб-разования в основном протекает интенсивно анодный процесс, а катодный процесс восстановления окислителя идет на пассивной поверхности металла. При этом миграция анионов-активаторов идет в основном к участкам питтингообразования. [c.38]

Выдержка без тока в ванне осталивания необходима для двух целей. Во-первых, во время выдержки подогревается деталь и прикатодный слой электролита вблизи поверхности детали. Далее, если металл осаждать непосредственно на тонкую пассивную пленку окислов, прочное сцепление железа со сталью практически исключается. Для получения прочного сцепления железа необходимо разрушить и удалить эту пленку, оголить структуру металла, из которого состоит деталь, то есть сделать поверхность детали активной и способной образованию металлических связей кристаллов осаждаемого железа с основным металлом, или, как принято говорить, активн- [c.47]

Ранее другими авторами [21, 53] были предложены подобные модели, указывающие на сложную структуру пассивных пленок. Предположения М. Нагаяма и М. Коэна об обогащении наружных [c.25]

Доказательствами для подтверждения справедливости такого представления о структуре пленки служат следующие факты. Значение Q B) в широкой области потенциалов остается равным — 0,7 мкулон см , что близко к значению 0,6 мкулон1см , рассчитанному для восстановления монослоя адсорбированных атомов кислорода. То, что вещество В не защищает железо и низкохромистые сплавы и становится защитным для сплавов с 12% Сг, хорошо согласуется с теорией пассивности Юлига (теорией электронных конфигураций), который полагает, что при этом критическом составе на сплаве может происходить хемосорбция кислорода (41). Медленный рост значения Q F) при потенциалах < -f- 1,05 в указывает на то, что сильные адсорбционные силы тормозят движение ионов металла через адсорбированную пленку. Такая модель находит подтверждение также в исследовании зависимости емкости сплавов от потенциала [54]. Таким образом, результаты этой работы указывают на сложную природу пассивной пленки, образующейся при пассивации хромистых сталей. [c.27]

Анодная поляризационная кривая, полученная при потенцио-статических условиях для пассивирующегося металла, существенно отличается от представленной на фиг. 30 и характеризуется сильным снижением плотности тока после превышения критической величины. Потенциал в этой точке часто называется потенциалом первичной пассивности рр. Плотность тока может упасть на несколько порядков, а установление стабильной, более низкой величины соответствует появлению очень тонкой пассивной пленки, обладающей сравнительно высоким электрическим сопротивлением. Функция тока заключается в поддержании существования пленки, которая медленно растворяется. Если пленка растворяется медленно, то это соответствует сплаву с высокой коррозионной стойкостью. Таким образом, скорость коррозии зависит от растворимости пленки. Растворимость пленки определяется ее природой, дефектной структурой и природой анионов, которые могут быть включенными в нее. Эта растворимость может быть довольно высокой для некоторых металлов в определенных условиях, следовательно, и скорость потерь металла будет значительной. Возможно, что такие ситуации не должны описываться термином пассивность , который обычно ассоциируется с синонимами инертный или нереакционноспособный . Следует заметить, что общепринятого определения пассивности нет. Некоторые исследователи допускают, чтобы этот термин охватывал любое поведение при анодной поляризации, при котором облагораживание потенциала сопровождается снижением плотности тока, которое может быть и небольшим. Возможно, требуется какой-либо другой термин для общего явления пленкос разования, а термин пассивность должен быть сохранен для случаев, когда образующаяся пленка растворяется со скоростью, меньшей некоторой величины. В этом контексте подразумевается, что пассивность ассоциируется вообще с медленно растворяющейся пленкой. При использовании определений, принятых в других книгах, следует проверять, подразумевается ли в них тот же самый смысл. [c.112]

При увеличении длительности работы питтинга возможно появление предельного тока (например, при потенциале д) вследствие диффузионного ограничения доставки в глубокий питтинг компонентов раствора и отвода продуктов реакции, и тогда анодная кривая вырождается в кривую Е Е Е, — что отмечалось при исследовании модельного питтинга [41, с. 77 71]. При потенциале коррозии Е , задаваемом окислительными свойствами среды (в условиях питтингообразования к более положительный, чем пт) происходит возникновение питтинга в результате взаимодействия адсорбированных активирующих анионов, например, хлор-ионов с пассивной пленкой в отдельных точках. Локальность процесса обусловлена негомогенностью поверхности металла и оксидной пленки и связанной с этим неравномерностью адсорбции анионов на пассивной пленке. Начальной стадии возникновения питтинга соответствует растворение структурных элементов поверхности, имеющих менее совершенную пассивацию. Несовершенство пассивной пленки может быть связано с каким-либо искажением структуры металла наличием границ зерен, различного рода включениями (металлическими и неметаллическими), выходом на поверхность кристаллов с менее благоприятной для пассивации ориентацией или же более тонкой неоднородностью, как, например, наличием дислокаций и включением в решетку инородных атомов. Местные изменения стойкости пассивной пленки могут быть вызваны также понижением концентрации основного пассивирующего компонента (например, хрома в коррозионностойких сталях), или дополнительных легирующих компонентов (Si, Мо и т. п.). На этой стадии отсутствуют заметные концентрационные изменения электролита и омические падения потенциала. Питтинг еще не имеет характерной полусферической формы, определяемой этими параметрами. [c.91]

Пассивная пленка на коррозионностоиких сталях, согласно Окамото [30 с. 658], представляет собой гидратированную оксидную пленку гелеобразной структуры. Протоны, включенные в структуру пленки, вымываются при старении или анодной поляризации. Ионы металла, образующиеся при анодном растворении (МОН+-ионы) захватываются молекулами воды и осаждаются как твердая пленка. Но прямое образование пленки происходит гораздо легче. Предложенная модель подчеркивает роль связанной воды в реакции образования пленки. [c.151]

Наряду с пассивными пленками, регулирующими скорость растворения впадин и выступов, регулировать процесс полирования в ряде случаев можно путем создания приэлектродного вязкого слоя, обеспечивающего различное падение напряжения во впадинах и на выступах металла, за счет различного омического сопротивления. Как правило, на выступах падение напряжения меньше, чем во впадинах, что создает более высокую скорость растворения выступов в сравнении с впадинами. Вместе с тем наличие вязкого слоя меняет условия диффузии ионов металла, которые более облегчены на выступах. Таким образом, создается определенная структура нриан одного слоя с неравномерным о м и ч е с к им и поляризационным сопротивлением на выступах и впадинах. По мере растворения выступов достигается равномерное растворение всей поверхности металла. [c.77]

В работах Коицуми и Вакаяма [73 98 99] установлено, что пассивная пленка на титане в растворах Н2504 состоит из сплошного слоя, прилегающего к металлу, и несплошного внешнего слоя. Подслой при комнатной температуре аморфен, а при более высокой имеет структуру анатаза. Несплошной внешний слой имеет структуру рутила. Электрохимическое поведение титана определяется главным образом толщиной и свойствами сплошного барьерного слоя оксида, прилегающего к металлу. [c.41]

I По достижении хорошо известной границы содержания хрома в 12% на стали образуется защитная пассивная пленка. Характерным для этой пленки является то, что она разрушается в отдельных местах поверхности стали главным образом ионами хлора. Это ведет к точечной коррозии (например, в морской воде). И хотя приток кислорода как деполяризатора еще оказывает решающее влияние на скорость точечной коррозии, локализация этого вида разрушения i зависит и от химической и структурной неоднородности, т. е. от гетерогенности стали. Соответственно нержавеющие стали, не являющиеся гомогенными (например, в результате медленной кристаллизации в слитке или термообработки в области температур от 400 до 900° С), проявляют гораздо большую склонность к точечной коррозии, чем гомогенные стали. Если же скорость коррозии упра-вляется реакциями, протекающими непосредственно на поверхности металла, то и состав и структура оказывают значительное влияние, проявляющееся и при небольшом различии в составе или металлургической истории стали. Классическая нержавеющая сталь 1Х18Н9, если ее быстро охладить от температуры растворяющего отжига (от 1050 до 1150° С), представляет собой однофазный гомогенный сплав с гранецентрированной кубической решеткой аустенита. Если такую сталь с низким содержанием углерода подвергнуть нагреву в течение нескольких часов при 600° С, аустенит частично превратится в феррит с объемноцентрированной кубической решеткой. Феррит, образующийся в результате такого диффузионного превращения, богаче хромом и беднее никелем по сравнению с аустенитом. Это способствует развитию большей склонности стали к структур- [c.24]

По адсорбционной теории, СГ адсорбируются на поверхности металла, конкурируя с растворенным Оз или ОН". Находясь в контакте с поверхностью металла, хлор-ион благоприятствует гидратации ионов металла и облегчает переход ионов металла в раствор. Адсорбированный кислород оказывает противоположное влияние и понижает скорость растворения металла. Другими словами, адсорбированные хлор-ионы увеличивают ток обмена (понижают перенапряжение) анодного растворения упомянутых металлов по сравнению со значением, которое наблюдается для поверхности, покрытой кислородом. Этот эффект настолько отчетливо выражен, что железо, хром и нержавеющие стали в растворах, содержащих значительные концентрации СГ, не могут анодно пассивироваться. Металл продолжает растворяться в соответствии с законом Фарадея, образуя ионы низшей валентности. Критическая плотность тока при этом исключительно высока. Нарушение хлор-ионом пассивности на отдельных участках происходит легче, чем по всей пассивной поверхности, причем предпочтительные места определяются, по-видимому, небольшими изменениями в структуре и толщине пассивной пленки. Образуются мельчайшие аноды активного металла, которые окружены большими катодными участками пассивного металла. Разность потенциалов между такими участками велика — порядка 0,5 в или больше. Создающийся в результате этого элемент называется а к т и в и о-п ассивным. Большие плотности тока на аноде вызывают большие скорости разрушения металла, что создает катодную защиту участка поверхности, непосредственно прилегающего к аноду. Результат фиксирования анода на определенном участке — питтинговая коррозия. Чем больше ток какого-либо питтинга и соответственно катодная защита окружающих питтинг участков, тем меньше вероятность образования в близком соседстве другого питтинга. Вследствие этого наблюдаемое число глубоких питтингов на единицу площади обычно меньше, чем [c.72]

Можно предполагать, что если даже в начальный момент пассивиро вания образующаяся защитная пленка обладает пористой структурой, то в дальнейшем происходит возрастание анодной поляризации за счет работы пары пленка — пора (за счет увеличения доли поверхности, по- срьггой пленкой) и, в конце концов, на дне поры образуется защитная рленка. Таким образом может возникать беспористая пассивная пленка [c.310]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...