Железо пассивация

На изучение этой темы мы рекомендуем отвести два занятия. На первом занятии учащиеся знакомятся с ролью окисных пленок в защите металлов от коррозии и самостоятельно выполняют опыт искусственного нанесения окисной пленки на железо (пассивация железа в азотной кислоте). [c.32]

Явление пассивации железа и стали в серной кислоте широко используется в практике, в частности при перевозках серной кислоты в железнодорожных цистернах. [c.38]

Например, пассиваторы восстанавливаются на катодных участках, при плотности тока, обеспечивающей на анодных участках плотность анодного тока необходимую для пассивации (10— 20 А/см в случае железа). Пассиватор, восстанавливаясь на больших катодных поверхностях, вызывает образование пассивной пленки на небольших анодных участках. [c.76]

ПАССИВАЦИЯ ЖЕЛЕЗА В АЗОТНОЙ КИСЛОТЕ [c.77]

Согласно адсорбционной теории, пассивность хрома и нержавеющих сталей, благодаря их повышенному сродству к кислороду, может достигаться путем непосредственной хемосорбции кислорода из воздуха или водных растворов. Количество кислорода, адсорбированного таким образом, имеет тот же порядок величины, что и пассивная пленка на железе, образованная путем анодной пассивации или пассивации в концентрированной азотной кислоте или хроматах [27]. Сходным образом атмосферный кислород может адсорбироваться непосредственно на железе и запассивировать его в аэрируемых щелочных растворах, а также в растворах близких к нейтральным с повышенным парциальным давлением кислорода . [c.82]

Прецизионными опытами установлено, что предварительная дозированная посадка кислорода на поверхность железа в вакууме облегчает его последующую пассивацию в щелочи, если количество кислорода на поверхности железа превышает семь монослоев. При меньших количествах кислорода наблюдается не облегчение, а затруднение пассивации [27а]. — Примеч. ред. [c.82]

Некоторые металлы, например хром, на воздухе пассивны и остаются блестящими годами, в отличие от железа или меди, которые быстро корродируют и тускнеют в короткое время. Показано, что пассивные свойства хрома присущи и железохромистым сплавам при содержании Сг — 12 % и более (такие сплавы известны как нержавеющие стали). Типичные зависимости скорости коррозии, коррозионного потенциала и критической плотности тока от содержания хрома показаны на рис. 5.9—5.11. Заметим, что на рис. 5.11 /крит пассивации Сг — Fe-сплавов при pH = 7 достигает минимального значения (около 2 мкА/см ) при содержании Сг 12 % . Это значение так мало, что коррозионные токи [c.88]

Снижение скорости коррозии обусловлено пассивацией железа кислородом, о чем свидетельствуют значения потенциалов в насыщенной воздухом воде от —0,4 до —0,5 В, и в насыщенной кислородом воде (28 мл Оа/л) от 0,1 до 0,4 В. Вероятно, при повышенном парциальном давлении Оа поверхности металла достигает больше кислорода, чем может быть восстановлено в результате коррозионной реакции, излишек способен образовать пассивную пленку . Согласно оксидно-пленочной теории, избыток кислорода, предположительно, окисляет пленку FeO, при этом образуется другая пленка, имеющая лучшие защитные свой- [c.101]

Обработка композициями на основе комплексонов заключается в циркуляции промывочного раствора при 100—120°С в течение 4—6 ч. Продолжительность промывки определяется стабилизацией концентрации железа и величины pH в промывочном растворе. Число повторных промывок зависит от количества отложений, находящихся в очищаемом оборудовании. После окончания промывки раствор удаляют и проводят водную отмывку, а затем пассивацию. [c.87]

Цинк тоже применялся для катодной защиты уже в 1824 г. (см. раздел 1.3). Так называемый котельный цинк, первоначально примененный для защиты стальных судов, оказался непригодным, поскольку он покрывался твердым слоем и становился пассивным. При использовании высокочистого цинка такой пассивации не происходит. Цинк в такой форме является самым удобным из всех материалов протекторов [5,]. Чистый цинк (чистотой 99,995 %), содержащий менее 0,0014% железа, пригоден как материал для изготовления протекторов без дополнительных добавок. Такой цинк регламентируется стандартом военного ведомства США MIL—А—18.001 А и допущен в военно-морском флоте ФРГ [6)]. Важнейшие свойства чистого цинка приведены в табл. 7.1. [c.179]

Катодная защита резервуаров с горячей водой, изготовленных из коррозионностойкой (нержавеющей) стали, в принципе тоже возможна. Она целесообразна в первую очередь в тех случаях, когда требования DIN 50930 [3] в отношении свойств материала и содержания ионов хлора в воде не выдерживаются. При использовании магниевых протекторов с изолированной проводкой можно отрегулировать ток промежуточным включением сопротивлений до требуемой малой величины защитного тока, обеспечивающей предотвращение язвенной коррозии. Поскольку защитный потенциал высоколегированных хромоникелевых сталей согласно разделу 2.4 составляет примерно 0н=0,0 В, в качестве протекторов могут быть применены также алюминий, цинк и железо, так как даже и при пассивации этих материалов движущее напряжение остается достаточно большим. [c.402]

Добавка к сернокислотным растворам уротропина позволила резко снизить плотность критического тока пассивации и плотность анодного критического тока непрерывно деформируемого сплава железа с алюминием и хромом [78], сделав эти величины малочувствительными к степени деформации. [c.153]

Известно, что титан в морской воде более стоек, чем алюминий, железо, цинк, кадмий и многие другие металлы. У титана склонность к пассивации сильнее, чем у хрома, и он способен сохранять стойкое пассивное состояние [c.53]

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]

Однако в некоторых случаях на анодной поляризационной кривой можно наблюдать не один, а несколько участков спада тока, что позволяет говорить о возможности существования нескольких потенциалов пассивации. Если критические токи пассивации имеют очень высокие значения, как это наблюдается в случае железа, то истинной пассивации процесса может предшествовать его торможение за счет пересыщения приэлектродного слоя раствора продуктами растворения. Это приводит к появлению на кривой зависимости скорости растворения от потенциала предельного тока, предшествующего истинной пассивации. [c.15]

Ультразвук в одних случаях затрудняет наступление пассивности металлов (при анодном растворении железа, меди, кадмия, стали Х18Н9) в результате десорбции кислорода и диспергирования защитных пленок, а в других случаях (А1 и Ni в NaaS04, Fe в NaOH + СГ) облегчает пассивацию, по-видимому, из-за удаления с поверхности металла активаторов. [c.369]

Возникновение пассивного состояния металла определяется не только окислительной способностью агрессивной среды. Известны случаи пассивации металлов и в нсокислителыюй среде, например молибдена в соляной кислоте, магния в плавиковой кислоте и др. Пассивное состояние наступает также, как было указано в гл. III, вследствие анодной поляри ацни металла. Процессу пассивации способствует увеличение анодной плотности тока. Во многих случаях при достижении некоторой плотности тока происходит внезапный переход электрода в пассивное состояние (например, железа в концентрированном растворе NaOH при повышенной температуре). [c.60]

Примеси, обычно содержащиеся в меди (кислород, сера, висмут, свинец, железо), являются, как правило, вредными. Чем чище медь, тем лучшими механическими свойетвами и более высокой коррозионной стойкостью она обладает. Особенно вредной является примесь кислорода, так как эта примесь способствует выделению закиси меди по границам зерен в виде эвтектики, которая является причиной хрупкости и хладноломкости меди при ее обработке в холодном состоянии. При взаимодействии с кислородом и другими окислителями медь не способна к пассивации и защитные пленки на ее поверхности не образуются. [c.246]

Интенсивность корозии титана в соляной кислоте можно уменьшить добавкой в раствор замедлителей коррозии— окислителей (азотная кислота, хромовая, К2СГ2О7, КМПО4, Н2О2, О2 и др.), а также солей некоторых металлов (меди, железа, платины и др.). При этом потенциа.п новой системы титан— раствор приобретает более положительное значение. В таком окисле, как ТЮг, число дефектов решетки на границе окисел — газ настолько мало, что достаточно незначительного количества кислорода, чтобы их ликвидировать. Вновь появляющиеся в процессе растворения дефекты благодаря присутствию кислорода будут устраняться, т. е. процесс пассивации будет преобладать над процессом растворения титана. [c.282]

Потенциал Р (см. рис. 5.1), при котором начинается пассивация железа (потенциал пассивации) близок к Фладе-потенциалу, но не равен ему, так как, во-первых, существует омическое падение напряжения в изолирующем слое, и во-вторых, вследствие того, что pH электролита в глубине пор этого слоя отличается от pH в объеме электролита (концентрационная поляризация). На процесс депассивации эти обстоятельства влияния не оказывают. [c.75]

При пассивации железа концентрированной азотной кислотой и при его анодной поляризации в серной кислоте возникает одинаковый Фладе-потенциал, что свидетельствует о принципиальном [c.75]

В группу пассиваторов входят неорганические окислители, имеющие свойство в контакте с железом реагировать медленно, хотя под действием катодного тока они восстанавливаются довольно быстро. Пассиваторы адсорбируются на поверхности металла, увеличивая эффективную катодную поверхность. Чем выше концентрация пассиватора, тем легче он адсорбируется, тем меньше становятся анодные участки, что способствует увеличению анодной поляризации и полной пассивации. Для образования пассивной пленки на железе, погруженном в 0,1 % К2СГО4, требуется около 0,5—2 ч, причем в аэрируемом растворе этот процесс идет быстрее . [c.76]

Согласно второй точке зрения, металлы, пассивные по определению 1, покрыты хемосорбционной пленкой, например, кислородной. Такой слой вытесняет адсорбированные молекулы HjO и уменьшает скорость анодного растворения, затрудняя гидратацию ионов металла. Другими словами-, адсорбированный кислород снижает плотность тока обмена (повышает анодное перенапряжение), соответствующую суммарной реакции М -f гё. Даже доли монослоя на поверхности обладают пассивирующим действием [16, 17]. Отсюда следует предположение, что на начальных этапах пассивации пленка не является диффузионно-барьерным слоем. Эту вторую точку зрения называют адсорбционной теорией пассивности. Вне всякого сомнения, образованием диффузионно-барьерной пленки объясняется пассивность многих металлов, пассивных по определению 2. Визуально наблюдаемая пленка сульфата свинца на свинце, погруженном в H2SO4, или пленка фторида железа на стали в растворе HF являются примерами защитных пленок, эффективно изолирующих металл от среды. Но на металлах, подчиняющихся определению 1, основанному на анодной поляризации, пленки обычно невидимы, а иногда настолько тонки (например, на хроме или нержавеющей стали), что не обнаруживаются методом дифракции быстрых электронов . Природа пассивности металлов и сплавов этой группы служит предметом споров и дискуссий вот уже 125 лет. Представление, что причиной пассивности всегда является пленка продуктов реакции, основано на результатах опытов по отделению и исследованию тонких оксидных пленок с пассивного железа путем его обработки в водном растворе KI + I2 или в ме-танольных растворах иода [18, 19]. Анализ электроно рамм пле- [c.80]

Электронная конфигурация сплавов, состоящих из двух и более переходных металлов, и их пассивация не столь хорошо изучены, как в случае медно-никелевых систем тем не менее можно принять несколько полезных упрощающих допущений. Например, принимают, что наиболее пассивный компонент сплава является акцептором электронов, стремясь заимствовать электроны у менее пассивного компонента. Следовательно, в нержавеющих сталях d-электронные вакансии хрома заполняются электронами, заимствованными от атомов железа 1461. При критическом составе сплава (менее 12 % Сг) все вакансии хрома заполнёны, и коррозионное поведение сплава подобно поведению железа. При содержании Сг выше 12 % его d-электронные вакансии не заполнены и сплав по коррозионному поведению подобер хрому. [c.97]

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]

Теория пассивности уже частично рассматривалась выше, и следует вновь обратиться к этому материалу (см. разд. 5.2). Контактирующий с металлической поверхностью пассиватор действует как деполяризатор, вызывая возникновение на имеющихся анодных участках поверхности высоких плотностей тока, превышающих значение критической плотности тока пассивации /крит-Пассиваторами могут служить только такие ионы, которые являются окислителями с термодинамической точки зрения (положительный окислительно-восстановительный потенциал) и одновременно легко восстанавливаются (катодный ток быстро возрастает с уменьшением потенциала — см. рис. 16.1). Поэтому трудновос-станавливаемые ионы SO или СЮ не являются пассиваторами для железа. Ионы NOj также не являются пассиваторами (в отличие от ионов NO2), потому что нитраты восстанавливаются с большим трудом, чем нитриты, и их восстановление идет столь медленно, что значения плотности тока не успевают превысить /крит-С этой точки зрения количество пассиватора, химически восстановленного при первоначальном контакте с металлом, должно быть по крайней мере эквивалентно количеству вещества в пассивирующей пленке, возникшей в результате такого восстановления. Как отмечалось выше, для формирования пассивирующей пленки на железе требуется количество электричества порядка 0,01 Кл/см (в расчете на видимую поверхность). Показано, что общее количество химически восстановленного хромата примерно эквивалентно этой величине, и, вероятно, это же справедливо и для других пассиваторов железа. Количество хромата, восстановленного в процессе пассивации, определялось по измерениям [4—6] остаточной радиоактивности на промытой поверхности железа после контакта с хроматным раствором, содержащим Сг. Принимая, в соответствии с результатами измерений [7], что весь восстановленный хромат (или бихромат) остается на поверхности металла в виде адсорбированного Сг + или гидратированного [c.261]

Показано, что для пассивации железа молибдатами и воль-фраматами, которые проявляют ингибирующие свойства в растворах, близких к нейтральным, также требуется наличие растворенного кислорода [12, в отличие от случая хроматов и нитритов. Растворенный кислород способствует созданию катодных участков в количестве, достаточном для пассивации ограниченного числа остающихся анодных участков, на которых с повышенной скоростью протекает восстановление М0О4 или WO4". В отсутствие кислорода /крит на этих участках не достигается. [c.264]

Ингибирующее действие полифосфата натрия может быть отчасти связано со способностью полифосфатов препятствовать восстановлению кислорода на поверхности железа, облегчая тем самым адсорбцию растворенного кислорода, которая приводит к пассивации металла. Определенную роль играют и другие факторы. Так, имеются данные, что на катодных участках образуются защитные пленки [22, 23], создающие диффузионный барьер. Возникновением таких пленок, по-видимому, объясняется ингибирующий эффект, наблюдаемый даже на стали, погруженной в 2,5 % раствор Na l, который содержит несколько сотен миллиграммов полифосфата кальция на литр раствора [24]. При низких концентрациях растворенного кислорода полифосфат натрия усиливает коррозию, ввиду его способности образовывать комплексы с ионами металла (см. рис. 16.2). Полифосфаты кальция, железа и цинка являются лучшими ингибиторами, чем поли- [c.265]

Дрейли и Разер 2, 8] объясняют наблюдаемые факты тем, что выделяющийся на поверхности раздела металл—оксид газообразный водород разрушает защитную оксидную пленку. Если алюминий контактирует с более электроотрицательным металлом либо легирован никелем или железом, то можно предполагать, что ионы Н+ разряжаются на катодных участках, а не на алюминии, и оксидная пленка остается неповрежденной. Однако полезное действие катодных участков можно также объяснить [91 анодной пассивацией или катодной защитой алюминия. Это влияние сходно с действием легирующих добавок платины и палладия (или контакта с ними) на нержавеющую сталь аналогичным образом эти металлы пассивируют также титан в кислотах (см. разд. 5.4). [c.344]

Рассчитайте минимальную концентрацию кислорода (в мл/л) необходимую для пассивации в 3 % растворе NajS04 железа и сплава Сг—Fe с 12 % Сг. Коэффициент диффузии для Ог при 25°С D = 2-10 mV . (Исходить из равенства предельной плотности диффузионного тока восстановления кислорода и критической плотности тока, необходимой для пассивации.) [c.390]

Ионное легирование железа никелем с увеличением концентрации никеля резко уменьшает предельную плотность тока пассивации и плотность тока полной пассивахщи, а также смещает потенциалы питтингообразования и перепассивации к более положительным значениям. При обеспечении 25 %-ной концентрации никеля в поверхности ионно-легированного железа область активного растворения практически отсутствует, например, в боратном буферном растворе, содержащем 2400 мг/л хлор-ионов, при pH = 8,5. [c.74]

Имеются экспериментальные подтверждения положительного влияния на способность железа к пассивации ионного легирования титаном и кремнием. Ионная имплантация этих элементов при дозах легирования от 0,1 до 1 10 ион/см , энергии 500 кэВ и температуре подложки от 293 до 453 К обеспечивала максимальную концентращю имплантированного элемента на уровне 20 %. При таком содержании титана или кремния в поверхностно-легированном железе резко уменьшается плотность тока пассивации в 0,5 М растворе СН3СООН + СНзСООЫа при pH = 5,0 и температуре 298 К. С увеличением числа циклов вольтамперометрии уменьшается различие в электрохимическом поведении чистого железа и железа, поверхностно легированного этими элементами, а после 42 циклов это различие в их поведении практически отсутствует. [c.74]

Следует отметить, что при известных условиях адсорбция может привести к пассивации и тогда, когда ингибитор не восстанавливается. В этом случае, однако, требуется либо присутствие в коррозионной среде каких-нибудь других окислителей, либо наложения-некоторой анодной поляризации. Примером могут служить бензоат-ионы, которые при определенных условиях переводят металл, в частности железо, в пассивное состояние и обеспечивают его защиту от коррозии [14 194 195 205 239]. При этом оказывается, что смещение потенциала в положительную сторону и пассивное состояние металла достигаются лишь в присутствии растворенного кислорода и при определенной минимальной степени покрытия поверхности металла ингибитором. Чем положительнее потенциал образца, тем меньшие объемные концентрации ингибитора требуются для достижения такой степени покрытия. После того, как металл запассивирован на его поверхности не обнаруживается значительных количеств бензоата. Можно предположить поэтому, что при смещении потенциала в положительную сторону и формировании оксидной пленки относительно слабо связанные с поверхностью ионы бензойной кислоты (их удельный заряд мал, а специфическая адсорбиру-емость выражена слабо) вытесняются либо ионами гидроксила, обладающими большим удельным отрицательным зарядом и повышенной специфической адсорбируемостью, либо атомами кислорода, либо растущей пленкой оксида. [c.51]

Легирование железа хромом приводит к расширению пассивной области и снижению критического тока пассивации и тока в пассивном состоянии, что позволяет перевести сплав в слабо-окиолительных средах в пассивное состояние. В то же время в восстановительных и сильноокислительных средах скорость коррозии сплава возрастает, так как сплав переходит соответственно в активную область или область перепассивации, в которых растворение сплава идет интенсивнее, чем железа [28], [c.46]

Травитель 32 30 мл H2SO4 2—3 г СгОз 70 мл Н2О]. Смесь серная кислота — хромовая кислота рекомендуется Робином [21 ], а также Портевином и Ваштином [22] для хромистых сталей и сплавов железо—хром и железо—никель. Применяют кипящий раствор. К недостаткам следует отнести возможность наступления пассивации. [c.116]

Изучение зависимости изменения электродного потенциала сплава хастеллой в 5%-ном растворе соляной кислоты и меди Б 0,1-н. растворе USO4 при различных скоростях деформации [71 ] показало интенсивное разблагораживание потенциала в начале роста удлинения и последующий переход величины его сдвига через максимум, который не объяснен авторами. Смещение потенциала линейно увеличивалось с ростом скорости деформации. Также наблюдался [72] переход через максимум величины плотности критического тока пассивации с увеличением относительного удлинения образца из сплава железа с алюминием и хромом в растворах серной кислоты. [c.79]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...