Самопассивация

В аэрируемой водной среде легко достигают и превышают его, чем и объясняется способность к самопассивации сплавов, содержащих 12 % Сг и более. Кроме того, пассивная пленка с увеличением содержания хрома становится более устойчивой. [c.89]

В настоящее время широкое применение в качестве коррозионностойких конструкционных материалов нашли аустенитные нержавеющие стали. Замена никеля или уменьшение его содержания в этих сталях является актуальной проблемой народнохозяйственного значения. В связи с этим для испытания были выбраны хромомарганцевые сплавы, принадлежащие к группе нержавеющих сталей, в состав которых вводится марганец с целью замены дефицитного никеля при одновременном сохранении аустенитной структуры [65]. В основе коррозионной стойкости выбранных сплавов лежит их способность к самопассивации за счет образования тончайшего слоя окислов легирующих элементов. [c.61]

После сталей к числу наиболее распространенных материалов можно отнести алюминий и его сплавы. Алюминий обладает способностью к самопассивации в окислительных средах. Он стоек в воде и водных растворах солей, во влажных газах при pH растворов от 4 до 9, в концентрированных серной и азотной кислотах, во многих органических кислотах. Однако алюминий разрушается в средах, не обладающих окислительными свойствами. Легирование алюминия титаном повышает его способность к пассивации (рис. 53). [c.71]

Если сравнить стандартные электродные потенциалы Ti и таких технически важных металлов, как Fe, Сг, Ni, Мо,Та, Nb, Zr, то можно легко убедиться, что Ti в их ряду является одним из наиболее термодинамически неустойчивых. Однако его коррозионная стойкость значительно выше, чем у многих перечисленных металлов. Ti легче пассивируется, чем Fe, Ni, Сг. Мо, Та, Nb, Zr ещё более склонны к пассивации, чем Ti, вследствие происходящей в коррозионной среде самопассивации без применения внешней анодной поляризации. Тем не менее при положительных электродных потенциалах Мо, Сг и Ni имеют область перепассивации, в которой они растворяются в виде ионов более высокой валентности, в то время как у Ti подобная область перепассивации в кислых средах не наблюдается. Zr более стоек, чем Ti, в растворах НС1, H S04 и других кислот. Но при анодной поляризации в растворах НС1 Zr подвержен растворению с образованием питтингов. Таким образом, лишь Та и Nb превосходят Ti по коррозионной стойкости, что обусловлено их более лёгкой пассивируемостью и большей устойчивостью пассивного состояния. [c.63]

В соответствии с этими данными титан является очень активным металлом. Однако практически титан — не только коррозионно-стойкий материал по отношению ко многим агрессивным природным средам, но не реагирует и с большинством кислот. Столь высокая стойкость титана объясняется быстрым образованием на его поверхности пассивной окисной пленки, прочно связанной с основным металлом и исключающей непосредственный контакт металла с электролитом.. Окисная пленка на титане возникает при окислении на воздухе, анодном окислении и самопассивации его не только в сильно окислительных, но и в нейтральных и слабокислых растворах. Одним из важнейших факторов, способствующих образованию защитной пассивной пленки на титане, является наличие в растворе окисляющих агентов и в первую очередь кислорода. Помимо кислорода воздуха роль пассиваторов, резко тормозящих процесс коррозии титана в едких растворах, могут играть. известные окислители азотная или хромовая кислота, перманганат калия и др. В водных растворах пассивация титана [c.29]

Рис. 9.7. Влияние хрома и молибдена на самопассивацию аморфных сплавов Fe—Сг—Мо —Металлоид в растворах соляной кислоты при различных температурах (сплавы, расположенные правее границы, пассивированы сплавы, расположенные левее границы, находятся в активном состоянии) i —2 н. раствор, 20 С 2 — Ь н. раствор, 20°С 3 — 9 н. раствор, 20 С 4—12 н. раствор, 20°С 5 — 6 н. раствор, 80°С 6—12 н. раствор, 60°С 7 — 9 н. раствор, 80 С 5 —6 н. раствор, 80°С 9 — 12 н. раствор, 20°С

Коррозионное поведение аморфных сплавов типа металл-металл коренным образом меняется при добавлении даже небольших количеств металлоидов. На рис. 9.12 показаны поляризационные кривые аморфных сплавов Ti— 50 Си и Т1 — 45 Си — 5 Р, полученные в 1 н. водном растворе HG1 [12]. При введении в аморфный сплав Ti — Си всего лишь Ъ% (ат.) фосфора в 1 н. водном растворе НС1 происходит самопассивация, электрический ток становится ниже тока пассивации кристаллического титана в таком же растворе. Таким образом, металлоиды играют важную роль в улучшении коррозионной стойкости аморфных сплавов. Ниже мы рассмотрим причины этого. [c.258]

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]

Алюминий — весьма реакционноспособный металл с высоким сродством к кислороду. Однако в нейтральных водных средах он достаточно устойчив, что обеспечивается образованием на его поверхности защитной оксидной пленки, обусловливающей его самопассивацию в воде, особенно в аэрированной. Возрастание скорости коррозии алюминия во времени в водных средах возможно лишь при высоких температурах и давлениях. [c.53]

Ионное легирование железа алюминием более эффективно чем хромом и никелем при равных концентрациях легирующих компонентов. При ионной имплантации алюминием образуется поверхностный сплав Fe, 6,6% А1, склонный к самопассивации и более стойкий к локальным формам коррозии, чем сплавы Fe, 6,6% Сг и Fe, 6,6% Ni, полученные также методом ионной имплантации. [c.132]

При промышленном осуществлении анодной защиты оборудования следует выделить пусковой период, когда проводят первоначальную пассивацию аппарата, и период эксплуатации. В стационарных условиях эксплуатации (при неизменных уровне электролита, тепловом и гидродинамическом режимах) для поддержания установившегося пассивного состояния поверхности требуются сравнительно малые защитные токи, которые могут быть вычислены как произведение плотности тока в пассивном состоянии (/п) на величину смоченной поверхности. Изменения условий эксплуатации (при колебаниях температуры, уровня электролита, состава раствора и т. п.) могут приводить к изменениям защитного тока в широких пределах. Поэтому необходимо иметь по крайней мере 5—10-кратный запас мощности приборов защиты по сравнению с потребляемой ими мощностью в стационарном режиме эксплуатации. Начальная пассивация сразу всей поверхности защищаемого оборудования требует весьма больших токов (в несколько сот ампер), поскольку для полной пассивации активного металла необходимо в течение некоторого времени пропускать ток максимальной плотности (/ р). Для снижения пускового тока до приемлемой величины следует постепенно заполнять аппарат электропроводящей средой при включенном регуляторе потенциала, применять низкие температуры, перемещать катод вблизи защищаемой поверхности, применять среды, способствующие самопассивации металла, использовать конструкции аппаратов с коническими или сферическими днищами, т. е. наиболее простой формы, без карманов, конструктивных зазоров и т. п. [c.264]

Особое значение в появлении способности к самопроизвольному пассивированию в зоне формирования защитной пленки DP имеет электрохимическое ускорение процесса пассивирования вследствие новых эффективных катодов, т. е. участков, покрытых пассивной пленкой. Если в системе есть какой-либо деполяризующий процесс (окислительная или кислородная деполяризация в некоторых случаях достаточен даже процесс разряда ионов водорода), то, начиная от точки D, на внешнюю анодную поляризацию будет накладываться внутренняя анодная поляризация в результате все большего расширения доли запассивированной поверхности и более легкого протекания на ней катодного процесса. Это — причина появления самопассивации электрода в данной области при достижении некоторого критического потенциала. [c.44]

В общем, в результате этих исследований можно заключить, что введение катодных присадок в высокохромистые стали создает возможность самопассивации этих сталей в широком интервале температур и концентраций серной кислоты, т. е. в таких условиях, в которых без дополнительного катодного легирования хромистые стали находятся в активном коррозионно-неустойчивом состоянии. [c.97]

Фиг. 59. Самопассивация нержавеющих сталей в водных средах, содержащих

В общем случае потенциал самопассивации системы Е будет всегда находиться между потенциалом начала пассивации Еп и потенциалом полной пассивации ( п.п). Однако, если условно допустить, как это делает У. Франк [41, с. 45], что после достижения потенциала полной пассивации (точка D) анодная кривая спадает на ветвь полной пассивности при одном и том же потенциале Еа, другими словами, если потенциалы Еп и Еп.а совпадают, то потенциалом самопассивации станет Еп. [c.62]

На рис. 79 приведены результаты наших исследований по самопассивации сплавов Fe—Сг, модифицированных 0,2 % Pd. Зависимость времени самопассивации (после катодного активирования) и коррозионных потерь (за время [c.211]

Наряду с железом и железными сплавами широкое применение в современной технике находят алюминий и его сплавы. Алюминиевые сплавы делят на две группы деформируемые и недеформируемые (или литейные). Наиболее распространены силумины и дюралюминий. Силумины содержат 10—13% кремния и небольшое количество магния и обладают хорошей коррозионной стойкостью из-за образования на их поверхности защитного слоя SiOj. Дюралюминий отличается высокими механическими свойствами наряду с легкостью. Изделия из этого сплава при равной прочности в два раза легче стальных. Коррозионная стойкость чистого алюминия во много раз выше, чем алюминиевых сплавов, в особенности сплавов, содержащих медь, железо и никель. Несмотря на то что алюминий имеет отрицательный потенциал (—1,67В), он является довольно коррозионностойким во многих средах в воде, в большинстве нейтральных сред и в сухой атмосфере. Такое поведение алюминия обусловлено его способностью к самопассивации. В зависимости от условий алюминий покрывается защитной пленкой разной толщины — от 150 до ЮООА, которая состоит из AljOj или AljOj [c.72]

Такой вид трения называется избирательным переносом и используется там, где граничное трение недостаточно надежно или не обеспечивает долговечность машины [12]. Режим ИП характеризуется сложностью физико-химических процессов, что связано не только с многообразием внешних условий трения, но и с большим числом факторов, влияющих на ход этих процессов. К числу таких факторов, возбуждающих более сложные физикохимические явления на контакте при деформации и перемещении, следует отнести термодинамическую нестабильность смазки и металла давление и нагрев скорость перемещения, приводящую к столкновениям частиц на поверхностях трения каталитическое действие окисных пленок и самого металла на смазку трибоде-струкцию — разрыв молекул как гомеополярный, так и гетеро-полярный электризацию, способствующую притяжению частиц с разными зарядами и создающую двойной электрический слой образование различного рода дефектов в структуре металла де-поляризационный эффект трения в результате скольжения одной поверхности по другой, приводящий к снижению самопассивации вплоть до разрушения окисных пленок и ускорению коррозионных процессов эффект экзоэмиссии электронов, особенно при возвратно-поступательном движении. [c.5]

Оксиды на поверхности Ti образуются в ходе его окисления на воздухе, анодного окисления, а также при самопассивации в сильноокислительных, нейтральных и слабокислых растворах. Следует отметить, что пассивация. Ti в электрохимических средах происходит только в присутствии воды. Это свидетельствует об участии в образовании защитных плёнок оксидов О2, содержащегося в воде, а не О2 в молекулярном состоянии, который растворён в электролитах. [c.62]

Рис. 9.5. Обычная (типичнаи) поляризационная кривая (а) и поляризационная кривая в случае самопассивации (б) i—активное состояние //—пассивное ///— перепассивация А — тютенциал коррозии Д —питтинговая коррозия -—экспериментальная кривая ---— истинный электрический ток (Н--

Как следует из рис. 9.5, б, если максимальный ток в активном состоянии ip меньше катодного тока i при данном потенциале, то потенциал снижается и положительный и отрицательный токи уравновешивают даруг друга. В этом случае потенциал коррозии существенно повышается, что соответствует пассивации металла или сплава. Таким образом, простым выдерживанием сплава в растворе можно перевести его в пассивное состояние. Этот процесс называют самопроизвольной пассивацией, или самопассивацией. [c.253]

Условия, обеспечивающие высокую коррозионную стойкость данного металла, сводятся к следующим. Во-первых, потенциал коррозии, соответствующий началу активного растворения 1, должен быть высоким (если дотенциал коррозии высокий, то скорость коррозии низка желательно, в частности, чтобы потенциал коррозии находился в области потенциалов пассивации, так как в этом случае возможна самопассивация). Во-вто рых, потенциал 2, отвечающий образованию пассивирующей пленки, должен быть достаточно низким (в этом случае пассивирующая пленка возникает при слабой окислительной способности раствора). В-третьих, необходим высокий потенциал начала питтинговой коррозии 3 и высокий потенциал перепассивации 4. Что касается электрического тока, то нужно, чтобы максимальный ток активного растворения а был мал (это отвечает малой скорости активного растворения, а это, в свою очередь, соответствует тому, что при увеличении окислительной способности раствора должна происходить самопассивация). Электрический ток пассивации также должен быть мал (это условие означает, что образующаяся пассивирующая пленка обладает хорошими защитными свойствами). Таким образом, кривые поляризации содержат всю информацию, необходимую для оценки коррозионной стойкости металлических материалов. [c.253]

Обычно потенциал ииттинговой коррозии кристаллических сплавов железо —хром повышается с увеличением содержания хрома, при этом электрический ток за счет пе-репассиваций хрома также повышается, а питтинговая коррозия не появляется при содержании хрома в сплаве >28% (по массе) [7]. Однако в кристаллических сплавах железо —хром, даже при увеличении концентрации хрома до 100% самопроизвольной пассивации в 1 н. водном растворе нет, при этом обязательно выявляется активное состояние. Среди используемых в настоящее время кристаллических металлов только в тантале в результате самоПассивации не возникает питтинговая коррозия, например, в [c.254]

Из известных сейчас материалов наилучшей коррозионной стойкостью обладают аморфные сплавы Fe—— Мо — Металлоид. Сплавы, легированные хромом и молибденом, даже в 1 н. НС1 при повышенных температурах самопассивируются и почти не корродируют. На рис. 9.7 приведены данные, показывающие, при каких концентрациях хрома и молибдена происходит самопассивация аморфных сплавов Fe — Сг —Мо — Металлоид в растворах соляной кислоты различной концентрации и при различных температурах. Этот рисунок довольно наглядно иллюстрирует происходящую в наши дни переоценку возможностей коррозионностойких материалов. [c.255]

Аморфные сплавы металл — металлоид, содержащие большие количества хрома или титана, самопассивируются, при этом скорость коррозии, естественно, становится крайне низкой. Однако, если такие металлические элементы, большие концентрации которых приводят к самопассивации, содержатся не в достаточных количествах, сплав оказывается активным. Аналогичным образом на скорость коррозии влияют и другие вышеперечисленные металлы. [c.270]

Идеальным электродным материалом является такой, в котором активного состояния не возникает вследствие самопассивации и при этом образование газообразного хлора при соответствующем потенциале не сопровождается коррозией. Это имеет место только тогда, когда максимальный ток активн ого растворения и минимальный ток пассивации малы, а коррозионная стойкость, естественно, велика. Для повышения коррозионной стойкости аморфных сплавов Pd—Р весьма эффективно легирование их элементами подгруппы платины (Rh, Pt, Ir) [40]. На рис. 9.29 показаны кривые анодной поляризации аморфного сплава Pd—Rh—Р при температуре, близкой к 80°С, в применяемом в промышленности для электролиза поваренной соли 4 М водном растворе iNa l (pH 4). Сплавы, содержащие >20% (ат.) Rh, пассивируются при довольно высоком потенциале, при еще большем потенциале ( 1,0 В) происходит выделение газообразного хлора и электрический ток быстро возрастает с повышением потенциала. Таким образом, если сплавы палладия, легированные подходящими элементами, аморфизу-ется, то их можно использовать как материалы для электродов, поскольку они соединяют в себе высокую каталитическую активность, способствующую выделению газообразного хлора, и высокую коррозионную стойкость. [c.282]

Процесс самопассивации связан с формированием пассивирующей пленки критической толщины, выполняющей роль мезофазы при достижении критического содержания хрома, необходимого для самоорганизации гид-ротированного оксида — гидрооксида хрома. Такая пленка по коррозионным свойствам превосходит пассивирующую пленку из гидративного оксида — гидроокисла железа. [c.304]

Процесс самоорганизованной защиты поверхности более характерен для аморфных сплавов — изначально неравновесных структур. Последнее облегчает достижение критических условий для самопассивации. Этот вывод подтверждается экспериментальными данными, показывающими, что в аморфном сплаве пассивирующая пленка имеет более высокое содержание хрома, чем в кристаллическом. Это способствует повышению защитных характеристик пленки вследствие самооптимизации ее толщины (возможно обеспечение самопассивации при более низкой толщине пленки). Роль металлидов в улучшении коррозионных свойств аморфных сплавов проявляется в усилении фактора неравновесности системы, необходимой для самоорганизации процесса пассивации. [c.304]

Изменение pH раствора при постоянной величине Сак практи-чес1си не влияет на величину Ещ. При определенной критической величине pH происходит изменение электрохимического состояния металла — реализуется возможность его самопассивации. В последнем случае (в средах от слабокислых до слабощелочных) кор сталей также слабо зависит от pH раствора, то есть их базисы А рп и А пк [c.128]

В изотермических условиях при равенстве температур металла и технологической среды в определенном интервале температур наблюдается эффект резкого увеличения скорости коррозии пассивирующихся металлов и снижение потенциала свободной коррозии. Металл из пассивного состояния переходит в активное. Эта температура по определению Я.М. Колотыркина названа предельной температурой самопассивации. Очевидно, что в реальных условиях надо стремиться работать при таких температурах, при которых [c.160]

Молибден. Молибден усиливает способность хромоникелевых сталей к самопассивации и существенно повышает их стойкость в неокислительных и слабоокислительных средах. В окислительных и сильноокислительных средах скорость коррозии молибдена и богатых им фаз велика [1.31 ]. В окислительных средах молибден ухудшает стойкость против МКК отпущенных сталей в результате образования обогащенных молибденом карбидов, [c.59]

Предпринята попытка объяснить явление самопассивации титана, згчитывая образование ассоциатов между молекулами воды и этанолом. Учет таких ассоциатов приводит к росту коррозии титана в рассматриваемой смеси. Несоответствие с экспериментальными данными заставило отказаться от такого механизма самопассивации. [c.26]

Н. Д. Томашовым, Р. М. Альтовским и М. Я. Кушнере-вым [71] исследован состав и структура окисных пленок, полученных при самопассивации титана в растворах серной, соляной, азотной кислот, в хлористом натрии, щелочи, а также при анодном окислении (потенциалы — 0,05, +1,0 и +8,0 в) в 40%-ной H2SO4. Были получены электронограммы для окисных пленок, отделенных с поверхности металла в безводном 5%-ном растворе брома и метиловом спирте. [c.39]

Содержание хрома, требуемое для обеспечения надежной защиты, зависит от условий эксплуатации. В водных средах необходимо 12% хрома для рассматриваемого ниже процесса самопассивации, при котором образуются весьма тонкие защитные пленки,, состоящие главным образом из fzOj. При окислении в газовых средах содержание хрома в количестве 12% обеспечивает хорошую стой-кость ниже 1000°С, а 17%—выше этой температуры. [c.47]

Первый путь — легированием повысить собственную пассивируемость основы сплава. Это будет соответствовать изменению анодной кривой д DFGQ вследствие благоприятного легирования, например, до кривой Е D Q. В этом случае при наличии одного и того же катодного процесса (например, соответствующего кривой EnKz) коррозионная система будет самопассивироваться и находиться в кор-розиопноустойчивом состоянии (как это рассмотрено в гл. П). До недавнего времени основным и даже единственным направлением повышения пассивируемости сплава легированием считали именно этот путь, т. е. изменение анодной характеристики основы сплава. Желаемый результат достигался введением значительного количества металла с повышенной пассивируемостью в основной металл с недостаточной стабильностью к самопассивации (например, присадка хрома к железу). [c.125]

По возрастанию своей катодной эффективности их можно расположить примерно в такой ряд Си, W, Мо, Ni, Re, Ru, Pd, Pt, приближенно отражащий возрастание величины водородного перенапряжения на этих металлах и увеличение угла наклона катодной кривой на диаграмме (рис. 39). Видно, что даже при постоянной анодной характеристике титана или титанового сплава увеличение присадки катодного металла или его эффективности может приводить к самопассивации сплава. [c.129]

Примечание. Подчеркнутые скорости коррозии — самопассивация после [ ] — интенсивная межкристаллитная коррозия. ° — общая коррозия. — образцы ным прутком. — образцы пассивны при погружении в раствор, но активиру самопассивирующимися) при контакте с железным прутком. Число в круглых ном состоянии. [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...