Потенциалы железа с хромом

Представляет интерес проверить, насколько рассмотренная схема соответствует результатам опытов [94], в которых было установлено растворение железа в серной кислоте по химическому механизму в области катодных потенциалов, где скорость растворения становилась независящей от потенциала (аналогичные явления наблюдали и на хроме, марганце и сплавах железа с хромом [93, 94]). [c.112]

Рис. 1.96. Зависимость потенциала активирования железа, хрома и сплавов железа с хромом от pH, Потенциалы измерены относительно водородного электрода [296].

Содержание в стали 17% Сг обеспечивает первый балл стойкости в 65%-НОЙ азотной кислоте при температуре до 50° повышение содержания хрома до 25—28% приводит к дополнительному повышению стойкости в азотной кислоте, расширяя температурный интервал первого балла стойкости в области малых и средних концентраций. Высокая стойкость чисто хромистых сталей в азотной кислоте объясняется их способностью пассивироваться. На рис. 21 представлены потенциостатические анодные кривые для сплавов железа с хромом при содержании последнего в количестве 12, 18 и 26%. Для всех сталей характерно наличие области пассивации в достаточно широком диапазоне потенциалов. Плотность тока при потенциалах пассивации для всех сталей близка. Повышение содержания хрома приводит к снижению критического тока пассивации, что особенно выражено при увеличении его концентрации с 18 до 26%. Аналогичное влияние оказывает хром на величину плотностей тока в переходной области. [c.31]

Потенциал сплава железа с хромом в зависимости от содержания хрома изменяется скачкообразно, начиная от отрица тельных значений потенциала железа до положительных значений потенциалов хрома. [c.73]

Анодное поведение сплавов железа и хрома. Оливер изучал также поляризационные кривые сплавов железа с хромом. На фиг. 58 представлены эти кривые в полулогарифмических координатах для плотности тока для того, чтобы яснее можно было бы представить очень небольшие токи в области потенциалов, соответствующих пассивности. Следует отметить, что сила тока становится тем меньше, чем выше содержание хрома. Вертикальные штриховые линии означают предел области колебаний тока. Сплавы с содержанием 2,8% Сг дают кривую, подобную кривой для чистого железа и образуют кристаллический слой сульфата, который отсутствует при высоком содержании [c.218]

На рис. 1 сопоставлены анодные поляризационные кривые для железа [7], хрома [ 8] и никеля [9] в 1 н, растворах серной кислоты. Как видно, последовательность, в которую можно расположить эти металлы по коррозионной стойкости, различна в зависимости от области потенциалов. В активном состоянии (А В на рис. 1) хром растворяется с наибольшей, а никель с наименьшей скоростью. Железо занимает промежуточное положение. В пассивном состоянии (СВ на рис. 1) наиболее устойчивым становится [c.6]

Соответствие коррозионно-электрохимических свойств индивидуальных железа и хрома, с одной стороны, и их сплавов, с другой, проявляется и во влиянии окислительных добавок на кинетику растворения этих металлов. Действительно, в противоположность растворению активного никеля [58], растворение хрома и железа в серной кислоте (при постоянном потенциале) может в определенных условиях тормозиться под действием кислородсодержащих окислителей (перекиси водорода, хромата, нитрата 148, 59-60]. Аналогичное явление для железа может иметь место и в нейтральных растворах, что было показано, например, для органических хроматов [ 62] и бихромата калия[63]. [c.13]

При растворении сплавов возможен переход в раствор отдельных их компонентов либо в том же соотношении, что и в самом сплаве (равномерное растворение), либо в ином соотношении (избирательное растворение). На основе общих соображений избирательное растворение сплава должно сопровождаться обогащением его поверхности более благородным компонентом и иметь место при условиях, при которых скорости растворения составляющих сплав компонентов в индивидуальном состоянии заметно различаются друг от друга. Соответствующий анализ электрохимического поведения железа и хрома в активном состоянии позволяет предположить, что их сплавы в активной области потенциалов должны растворяться с преимущественным переходом в раствор хрома. В согласии с этим, анализ продуктов растворения стали Х13 в 0,1 н. серной кислоте при потенциалах отрицательнее потенциала пассивации (-0,25 в по н.в.э.) показал [66], что отношение количеств хрома и железа в растворе при этих потенциалах превышает то же отношение, соответствующее исходному сплаву, [c.14]

Принцип взаимосвязи коррозионно-электрохимических свойств индивидуальных железа и хрома, с одной стороны, и их сплавов, с другой, проявляется и в вопросах селективности растворения отдельных компонентов этих сплавов при их пассивации. Было установлено [ 99], что при потенциалах переходной области (несколько положи-тельнее Фд ) растворение сплава Ре -28% С г в 1 н. серной кислоте происходит с преимущественным переходом в раствор железа. То же наблюдалось и для стали Х13 при ее растворении в 0,1 н. серной кислоте [66] При этом в работе [ 66] был сделан вывод, что при потенциале пассивации поверхность стали вследствие обогащения хромом имеет состав 21 ат.% по хрому. [c.21]

Большинство примеров, которые будут описаны ниже, относятся к железу или его сплавам с хромом, пассивация которых протекает в широком интервале концентраций кислорода и разности потенциалов. Пассивирующие пленки очень тонкие, и коррозия протекает крайне медленно. Однако пассивация может локально нарушаться различными путями. [c.33]

На рис. 74 представлены кривые равновесия атмосферы СО - СО, с железом и хромом, показывающие, что высоко.хромистые сплавы не окисляются только при больших соотношениях СО/СО,. Науглероживающая способность атмосферы оценивается величиной углеродного потенциала, Углеродным потенциалом газовой среды с заданными параметрами (состав, температура) условно называют предел, к которому стремится концентрация углерода в стали, помещенной в эту среду, при времени, стремящемся к бесконечности [67]. Если исходная концентрация углерода в стали ниже значения углеродного потенциала атмосферы, то возможно насыщение металла углеродом, а если выше, то возможно обезуглероживание. Из практики углеродный потенциал среды определяется По степени науглероживания фольги из чистого железа [б8]. [c.110]

Катодные поляризационные кривые на металле покрытия были сняты в том же электролите, в котором измеряли потенциалы образцов с покрытиями. На этих кривых были отложены стационарные потенциалы образцов с покрытиями той или иной толщины и определены коррозионные токи. Полученные результаты (рис. 48 и 49, табл. 14) показывают, что в электрохимическом отношении при одинаковых толщинах покрытий наиболее активна система железо — медь, а наименее— система железо — хром. [c.108]

К анодным покрытиям по отнощению к стали относятся цинковые и в некоторых условиях кадмиевые. Катодные покрытия образует больщинство металлов олово, свинец, никель, хром и их сплавы. На рис. 24 приведена схема коррозии железа с защитными покрытиями. В агрессивной среде начинает корродировать анодное покрытие— цинк, так как его потенциал имеет более отрицательное значение по сравнению с потенциалом металла основы — же- [c.111]

Если к какому-нибудь металлу с отрицательным значением потенциала, например к железу (—0,44 в), постепенно прибавлять какой-нибудь металл с положительным значением потенциала— предположим, хром (потенциал его в пассивном состоянии равен +0,2 в), то до определенного содержания хрома потенциал сплава почти не меняется и остается близким или равным потенциалу железа. При содержании хрома, равном 12,5% атомн., потенциал сплава скачкообразно повышается и делается равным или близким потенциалу более благородного элемента, в данном случае хрома. При исследовании коррозионной стойкости таких сплавов, например сплава Ре—Сг по отношению к азотной кислоте, оказывается, что до содержания в сплаве 12,5% атомн. хрома сплав неустойчив, а начиная с 12,5% атомн. сплав при температуре 20° стоек в азотной кислоте всех концентраций. В кипящей азотной кислоте почти всех концентраций сплав Ре—Сг, содержащий 12,5% атомн. хрома, нестоек, а для придания ему стойкости требуется повышение содержания хрома до 25% атомн. [c.53]

Уменьшение тока / обычно наблюдается при легировании титана металлами Мо, 2г, Та, которые не склонны к анодному растворению при тех потенциалах, при которых может растворяться титаи. Уменьшение тока пассивации при преобладающем анодном контроле, как правило, снижает скорость коррозии сплавов по сравнению с чистым титаном. Поэтому введение в титан таких металлов, как железо, нецелесообразно, так как ток пассивации железа в кислотах значительно выше, чем для титана. Как и железо, хром имеет больший ток пассивации, чем титан. В двойных сплавах с титаном железо и хром не улучшают, а наоборот, снижают стойкость титана. [c.146]

Совместному выделению на катоде железа и хрома, например из растворов их сернокислых солей, способствует то обстоятельство, что выделение железа сопровождается большей катодной поляризацией, чем. это имеет место при выделении хрома, в связи с чем потенциал выделения железа приближается к потенциалу выделения хрома. [c.116]

Поляризационные кривые схематически изображены на фиг. 90. Кривая С получена путем складывание плотностей тока, соответствующих потенциалам выделения водорода, железа и хрома. Эта кривая не может точно воспроизвести зависимость между потенциалом и плотностью тока в случае совместного выделения водорода, железа и хрома из растворов, содержащих эти элементы, ибо вследствие образования твердых растворов возможно, деполяризующее влияние. Однако этим влиянием можно пренебречь, так как величина деполяризации при образовании твердых растворов, в отличие от случаев образования химических соединений, не достигает больших значений. Таким образом, можно принять,что кривая 5 соответствует случаю одновременного выделения водорода, железа и хрома. [c.117]

По мнению некоторых исследователей, для сернокислые растворов такое явление, связанное с образованием сульфатов растворяющихся металлов, наблюдается не только при растворении железа [7,671, но и при растворении никеля [ 68,691. На хроме солевые защитные слои при потенциалах вблизи не образуются [ 8]. В полном согласии с этими результатами для хромистых сталей появление предельных токов рассматриваемой природы характерно только при содержании хрома в сплаве ниже некоторой критической концентрации, для которой в литературе приводятся значения 6,7% [ 70 1, 10% [711 и 13% [c.15]

Содержание Сг в твердом растворе железа, обеспечивающее удовлетворительную коррозионную стойкость стали, тесно связано с электрохимическим потенциалом. Положительное значение потенциала сталь приобретает лишь в том случае, когда содержание Сг в твердом растворе железа достигает 12% (рис. 7). Это также подтверждается данными испытаний образцов сталей с различным содержанием хрома в морской воде (рис. 8), шахтных агрессивных водах (7] и т. д. [c.17]

О влиянии состава раствора на растворение сплавов железа с хромом и никелем в активном состоянии данных в литературе почти нет, что затрудняет сопоставление ме-хазшзма их растворения с механизмами растворения индивидуальных металлов. Из зависимости стационарных потенциалов сплавов Ре—С г в сернокислых растворах от [c.12]

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]

В главе IX показано, что в отсутствие наложенного тока нержавеющая сталь противостоит кислотам, которые разъедают нелегированное железо, гак как хром в пленке предотвращ ает восстановительное растворение, а двухвалентный хром является неустойчивым. При наложении слабого катодного тока от внешнего источника тока так, чтобы понизить потенциалы, нержавеющая сталь может подвергаться коррозии железо переходит в раствор в виде двухвалентных ионов, а хром в виде Сг +. При наложении анодного тока от внешнего источника может наблюдаться некоторая анодная коррозия при потенциале —0,0 в, но пассивность появляется лишь при потенциалах в области 0,2—1,2 в, выше этого значения некоторые сплавы железа с хромом подвергаются анодной коррозии как уже объяснялось, хром переходит в раствор в виде растворимой хромовой кислоты. [c.219]

Склонность аустенитных нержавеющих сталей к межкристал-литной коррозии зависит от содержания в них углерода. Малоуглеродистая сталь (<0,02% С) относительно стойка к коррозии этого типа [151. Азот, обычно присутствующий в промышленных сплавах в количествах, достигающих нескольких сотых процента, не столь сильно способствует разрушениям, как углерод (рис. 18.3) [16]. При высоких температурах (например, при 1050 °С) углерод почти равномерно распределен в сплаве, однако в области температур сенсибилизации (или при несколько более высоких температурах) он быстро диффундирует к границам зерен, где соединяется преимущественно с хромом с образованием карбидов хрома (например, МазСв, в котором М обозначает хром и небольшое количество железа). В результате этого процесса прилегающие к границам зерен участки сплава обедняются хромом. Его содержание может упасть ниже 12 %, которые необходимы для поддержания пассивности. В местах превращений объем сплава меняется, и это изменение объема распространяется от границы зерен на небольшое расстояние в глубь зерна. В результате на протравленной поверхности наблюдается расширение границ зерен. В сплаве, обедненном хромом, образуются активнопассивные элементы с заметной разностью потенциалов. Зерна представляют собой катодные участки большой площади по сравнению с небольшими анодными участками границы зерен. Протекание электрохимических процессов приводит к сильной коррозии вдоль границ зерен и проникновению агрессивной среды в глубь металла. [c.305]

Имплантация тантала, кроме воздействия на кинетику анодной реакции, оказьшает влияние и на кинетику катодной реакции. Так, при потенциале - 1150 мВ плотность катодного тока на железе составляет 50 мкА/мм , а на железе, имплантированном танталом, 10 мкА/мм . Кроме того, плотность тока водородного обмена на тантале (10" мкА/ мм ) на порядок вьппе, чем на железе. Это связано с тем, что образующаяся на имплантированных образцах при анодной поляризации пленка Таг Os при катодной поляризации более стойкая, чем пленка на чистом железе лли железе, имплантированном хромом. [c.75]

Склонность железа [92], хрома [ 93] и никеля [40,94,96] к переходу в пассивное состояние существенно зависит от их кристаллографической структуры. Так, потенциал пассивации никеля, полученного методом вакуумного электроннолучевого рафинирования, имеет различные значения в зависимости от термической обработки никеля [95]. Отожженный при 750 никель характеризуется более положительным потенциалом пассивации в серной кислоте по сравнению с деформированным. Термическая обработка существенно сказывается и на пасси-вационных свойствах сплавов Ре—Сг и Ре—Сг—N1 [55] [c.20]

Из работы М, Пражека [111,56] следует, что в 1,0Н растворе серной кислоты сталь, легированная 18% хрома, 9% никеля и 16% хрома, имеет область пассивации в интервале потенциалов —0,2- —hi,5в. Сплав железа с 36% никеля (без хрома) активируется при потенциалах —0,1-т-+0,3 в. Стали, легированные хромом в количестве менее 16%, имеют активную область при потенциалах от — 0,2 до +0,3 в. С уменьшением в сплаве концентрации хрома величина тока в переходной области, при которой наступает пассивация металла, возрастает (рис. III-25 III-26). В связи с этим при [c.132]

Нержавеющие стали — сплавы на основе железа, легированные хромом или хромом и никелем, а также и другими элементами, коррозионная стойкость которых обусловлена, в первую очередь, их пассивными свойствами. Поэтому проводят многочисленные исследования по изучению влияния различных факторов—состава, среды, температуры, на повышение пассивируемости сталей этого класса. Электрохимическое поведение основных компонентов этих сталей—железа, хрома, никеля в 1 iVH2S04 показано па рис. 44 [27]. Очевидно, что хром имеет наиболее отрицательное значение потенциалов пассивации Еп и полной пассивации Еап-, а также и минимальный ток растворения в пассивном состоянии fnn по сравнению с железом и никелем. В соответствии с этим при повышении содержания хрома в сплавах с железом происходит смещение Еа и Еаа в отрицательную сторону, а также наблюдается уменьшение in и inn (рис. 45). Многими исследователями было отмечено, что изменение этих характеристик происходит наиболее резко при увеличении содержания хрома от 12 до 13%, как показано на рис. 46 [118]. При легировании железа никелем пассивируемость сплавов также возрастает [84, 119], но в гораздо меньшей степени, чем при легировании железа хромом. Пассивные свойства сплавов Fe — Ni являются промежуточными между пассивными свойствами чистых металлов. Введение в состав хромистых сталей 8% Ni и более приводит к уменьшению тока пассивации in но смещает потенциал пассивирования Еа в положительную сторону [84, 118] (рис. 47). Легирование нержавеющих сталей небольшими количествами [c.73]

С коррозионной точки зрения отличительной чертой рас сматриваемых здесь металлов является их повышенная коррозионная стойкость в неокислительных кислотах (НС1, H2SO4 и др.) при повышенных концентрациях и температуре, а также в кислых средах, содержащих ионы хлора. В этом отношении они отличаются большим преимуществом по сравнению с железом, алюминием, хромом и коррозионностойкими сталями. Повышенная коррозионная стойкость рассматриваемых тугоплавких металлов (впрочем, как и многих других) не связана с их термодинамической стабильностью. Как следует из табл. 2, все они характеризуются электрохимическим потенциалом заметно отрицательнее, чем у стандартного водородного электрода, т. е. должны рассматриваться как довольно активные металлы. [c.296]

В высокохромистых ферритных нержавеющих сталях (после закалки или нормализации с высоких температур) наиболее быстро растворяются в слабоокислительных условиях неравновесные обогащенные железом карбиды хрома, которые выпадают по границам зерен в процессе охлаждения. В дур-алюмине наибольшей скоростью растворения обладает интерметаллид СиАЬ, в то время как обедненный твердый раствор растворяется гораздо медленнее. Возникающие внутренние напряжения во всех случаях будут способствовать активации границ зерен. Внутренние напряжения могут усиливаться вследствие образования продуктов коррозии по границам зерен. Межкристаллитная коррозия гетерогенных сплавов может развиваться и в условиях, когда вся поверхность металла находится в активном состоянии, если имеется большая разница в равновесных потенциалах или поляризуемости структурных составляющих и физически неоднородных участков гетерогенного сплава. Она может медленно развиваться и при пассивнохМ состоянии зер на и границ зерен, если есть значительная разница в их скоростях растворения. [c.57]

На рис. 2 представлены потенциостатические кривые для основных компонентов нержавеющих сталей железа [60, 61],. хрома [31], никеля 75], молибдена [62], вольфрама [63] и марганца [64]. Все кривые, кроме кривой для марганца, получены в 1 н. H2SO4 при комнатной температуре. На марганце, вследствие чрезвычайно высоких скоростей растворения, измерения проведены в 0,1 н. H2SO4. Пунктиром на каждой кривой отмечено положение фкор для данного металла в исследованных условиях. Кривые для никеля, и железа (поло-жительнее фкор [60]) построены по значениям стационарных плотностей анодного тока, устанавливающихся при каждом заданном потенциале. Кривые для хрома, молибдена, вольфрама и железа (отрицательнее фкор [61]) получены с по- [c.24]

Теория обеднения экспериментально подтверждается химическими и электрохимическими методами. Результаты анализа продуктов корроз1ИИ после испытания на МКК показывают, что отношение железа к хрому в продуктах коррозии значительно превышает это отношение в сплаве. С помощью электрохимических методов показано увеличение скорости растворения сталей в состоянии склонности к МКК- Это ускорение может быть связано с понижением содержания хрома на гра ницах зерен. Снижение в твердом растворе концентра ции. хрома с 18 до 2,8% Сг (рис. 31,а) или в высоколе гированных сталях (23% N1, 3% Мо, 3% Сг) снижение содержания хрома с27% до 23 или 15% (рис. 31,6) при водит к значительному повышению скорости растворе ния в области пассивно-активного состояния. У сталей склонных к МКК, происходит активирование при более положительных потенциалах (рис. 32,а) и наблюдается значительное увеличение скорости. растворения. во всей области пассивно-активного и пассивного состяния (рис. Э2,б) [7, с. 42]. [c.102]

Исходя из допущения о том, что атомы легирующих элементов в твердом растворе в значительной степени сохраняют свои электрохимические свойства, можно на основе анализа анодных поляризационных кривых для чистых компонентов (например, для железа и хрома) дать количественный расчет соотношения поверхностных когщентраций атомов хрома и железа в хромистой стали прн выдержках ее в коррозионном растворе при разных потенциалах [109]. Эти расчеты можно пояснить на диаграмме (рис. 49), на которой схематично показаны анодные поляризационные кривые для железа и хрома. В области потенциалов а, где хром более активен, или в области с, где хром транспассивен, атомы хрома преимущественно переходят в раствор. Поверхность обогащается железом. Благодаря этому, относительная скорость растворения атомов хрома замедляется во времени, а железа возрастает. В области потенциалов я, где вследствие более совершенной пассивируемости хрома скорость растворения атомов железа выше, чем хрома, поверхность стали при ее выдержке в растворе с постоянным потенциалом будет, наоборот, обогащаться атомами хрома. При этом относительная скорость растворения железа во времеии будет понижаться, а хрома возрастать. [c.167]

Ионы галогенов в меньшей степени влияют на аНодное поведение титана, тантала, молибдена, вольфрама и циркония, и их пассивное состояние может сохраняться в среде с высокой концентрацией хлоридов, в отличие от железа, хрома и Fe—Сг-спла-вов, теряющих пассивность. Иногда это объясняют образованием на перечисленных металлах (Ti, Та, Мо и др.) нерастворимых защитных основных хлоридных пленок. Однако в действительности подобная ситуация возникает благодаря относительно высокому сродству этих металлов к кислороду, что затрудняет замещение ионами С1 кислорода из пассивных пленок, вследствие более высоких критических потенциалов металлов, выше которых начинается питтингообразование. [c.85]

Хром (Е° = —0,74 В) более отрицателен в ряду напряжений, чем железо (Е° = —0,44 В). Однако благодаря склонности к пассивации (Ер = 0,2 В) потенциал хрома в водных средах обычно положителен по отношению к потенциалу стали. При контакте со сталью, особенно в кислых средах, хром активируется. Следо вательно, коррозионный потенциал стали с хромовым покрыгием которое в некоторой степени всегда пористо, более отрицателен, чем потенциал пассивации хрома [191. В указанных условиях хром, подобно олову, выполняет функцию протекторного покрытия однако это связано с его активацией, а не с образованием комплекс ных соединений металлов. Благодаря стойкости слоя металличе ского хрома предупреждается подтравливание наружного полимер ного покрытия. [c.241]

Появление питтинга приводит к образованию активно-пассивного элемента с разностью потенциалов 0,5—0,6 В. Большая плотность тока в этом элементе отвечает высокой скорости коррозии в питтинге, являющемся анодом. В то же время участки сплава, непосредственно прилегающие к питтингу, находятся при потенциалах ниже критического значения. При протекании тока ионы С1" поступают в питтинг, образуя концентрированные растворы хлоридов железа (И), никеля и хрома (III). В результате их гидролиза раствор в питтинге подкисляется (рис, 18.4). В области накопления анодных продуктов коррозии нержавеющей стали 18-8 в 5 % растворе Na l при плотности тока 200 А/м (0,02 А/см ) измеренное значение pH = 1,5 [43]. [c.313]

Больщая пассивируемость хрома и никеля по сравнению с железом находит свое выражение, в частности, в том, что ослабление пассивационной способности в результате непрерывной зачистки поверхности для этих металлов выражено значительно сильнее, чем для железа [49]. Непрерывная зачистка вызывает смещение потенциалов пассивации никеля и хрома в положительном на- [c.20]

Сг207 на растворение металла в серной кислоте и неизменность скорости этого процесса при других потенциалах в той же области [ 105]. Снижение скорости растворения пассивного железа в присутствии окислителей может быть связано с их участием в образовании пассивирующего слоя на металле. В[ 106], например, с применением радиометрического метода было показано, что хром [c.24]

Для сред с окислительно-восстановительным потенциалом необходимо одновременное легирование никеля молибденом и хромом. Сплавы этой группы получили широкое распространение за )убежом и в отечественной практике, например, Хастеллой С, еманит НС, NAS-60-3, сплав Х15Н55М16В. Эти сплавы применяются для работы с влажным хлором, хлорным железом, медным купоросом, смесях азотной и серной кислот, фосфатной й органических кислотах. [c.129]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...