Сталь Катодное восстановление

Значительная часть этой главы посвящена коррозионному поведению обычной (углеродистой) нелегированной стали, что объясняется двумя причинами. Во-первых, это наиболее широко применяемый в морских условиях конструкционный материал, а во-вторых, факторы, влияющие на коррозию, изучены в этом случае наиболее детально. Скорость коррозии нелегированной стали (в дальнейшем будем называть ее просто сталью) в значительной степени определяется кинетикой катодного восстановления кислорода. [c.13]

Когда сталь, на которую нанесено цинковое покрытие, подвергается коррозии, поры заполняются продуктами коррозии (рис. 70,г). Вначале цинк корродирует, образуя ионы Zn Н2О). Ионы ОН возникают в результате катодного восстановления кислорода на поверхности стали, защищаемой катодным способом. Затем эти ионы соединяются, вследствие чего появляется нерастворимый продукт Zn(OH)2, хотя в естественных условиях более вероятно образование цинковых карбонатов и сульфатов, чем Zn(0H)2. [c.189]

Область потенциалов, в которой наблюдается межкристаллитная коррозия (если сталь склонна к ней), может быть достигнута не только посредством анодной поляризации, но и введением в серную кислоту окислителей, которые играют роль катодных деполяризаторов. Концентрация деполяризатора при этом зависит от скорости его восстановления, т. е. от хода поляризационной кривой. Поэтому необходимо изучить катодное восстановление деполяризаторов. [c.250]

Катодный деполяризатор должен обеспечивать силу тока, превышающую критический ток пассивации стали, не склонной к межкристаллитной коррозии. Ход катодной кривой должен быть таким, чтобы ее пересечение с анодной кривой происходило в указанной выше области потенциалов. Целесообразно, чтобы катодное восстановление деполяризатора протекало с малой поляризацией. [c.252]

Карбонатная пленка образуется на поверхности стали вследствие нейтрализующего действия продуктов катодного восстановления кислорода и гидроксильных ионов бикарбонатом кальция, содержащимся в воде. Пленка карбоната кальция всегда содержит в своей структуре окислы железа — продукты коррозии. Таким образом, она является окисно-меловым комплексом. [c.132]

В процессе эксплуатации электролита происходит уменьшение содержания воды, кислоты и катодное восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного. Корректирование раствора производится так же, как и электро,тита для полирования стали. Вода добавляется ежедневно в конце рабочего дня, ортофосфорная кислота — периодически, на основании химического анализа. Трехвалентный хром переводится в шестивалентный анодным окислением. При полировании. медных гальванических покрытий в указанном электролите необходимо учитывать, что прн анодной плотности тока 40 а дм" и температуре электролита 20° за 1 мин. растворяется слой меди толщиной 0,8—1 мк. [c.55]

Введение небольшого количества благородного металла в неблагородный металл, например в нержавеющую сталь или титан, может привести к возникновению центров низкого перенапряжения катодного восстановления растворенного кислорода или ионов водорода. Это позволяет получить большие токи и, следовательно, более положительные потенциалы в анодной области, что в некоторых условиях способствует пассивации [27], Такой эффект был продемонстрирован для нержавеющих сталей [28], но па практике он не применяется, так как в других условиях добавки благородного металла могут ускорять коррозию [c.225]

Поскольку при катодной защите стали в земляных грунтах поверхность стали обедняется кислородом и тем самым создаются анаэробные условия для биологического восстановления сульфатов, в принципе из-за этого могут возникнуть и предпосылки для коррозионного растрескивания под напряжением при воздействии водорода. В таком [c.76]

Рассмотрим коррозию низколегированной стали в водных растворах. В морской воде, насыщенной кислородом, катодная реакция представляет собой восстановление кислорода, а анодная реакция протекает следующим образом [c.30]

Катодный процесс при коррозии железа и сталей в нейтральных средах протекает с кислородной деполяризацией й обусловлен восстановлением кислорода [c.33]

Коррозия сталей в воде обусловлена электрохимической реакцией, при которой на поверхности металла протекают два сопряженных процесса — анодный и катодный. В ходе анодного процесса атомы металла переходят в электролит в виде ионов. Катодный процесс сводится к восстановлению деполяризаторов. Из катодных реакций наиболее важное значение имеют восстановление ионов водорода (водородная деполяризация) [c.5]

Один ИЗ наиболее эффективных ингибиторов для рассматриваемых рассолов — хроматы. Они защищают от коррозии многие материалы, в том числе углеродистую сталь. Ингибирующее действие хроматов, относящихся к группе пассиваторов, заключается в преимущественном торможении анодной реакции (окисление металла), а также, в меньшей степени, в замедлении катодной реакции восстановления кислорода. Поэтому по электрохимической классификации хроматы относятся к ингибиторам смешанного типа [20]. [c.329]

Коррозия стали лимитируется в основном катодными процессами восстановления кислорода повышение концентрации кислорода усиливает коррозию [c.36]

При анодной защите методом катодного легирования в сплав вводят добавки (чаще благородный металл), на котором катодные реакции восстановления деполяризаторов осуществляются с меньшим перенапряжением, чем на основном металле. Например, как было показано ранее, в сплавах титана с небольшим количеством палладия происходит селективное растворение титана, а поверхность непрерывно обогащается палладием. Палладий выступает как протектор и пассивирует сплав. Аналогичный эффект наблюдается и для хромистых сталей при введении в сплав благородных металлов. [c.294]

Эти кислоты можно получить в лаборатории, пропуская сероводород через воду, насыщенную SO . Для понимания механизма наблюдаемых разрушений следует учесть, что при протекании коррозионных процессов эти кислоты легко катодно восстанавливаются. В связи с этим политионовые кислоты действуют в качестве катодного деполяризатора, который способствует растворению металла по границам зерен, обедненным хромом. Еще одна форма влияния, возможно, заключается в том, что продукты их катодного восстановления (HjS или аналогичные соединения) стимулируют абсорбцию межузельного водорода сплавом, обедненным хромом. Под напряжением этот сплав, если он имеет ферритную структуру, подвергается водородной коррозии вдоль границ зерен. Аустенитный сплав в этих условиях устойчив. Показано, что наличие в морской воде более 2 мг/л серы в виде Na S либо продуктов катодного восстановления сульфитов SOg" или тиосульфатов SjO вызывает водородное растрескивание высокопрочных сталей с 0,77 % С, а та кже ферритных и мартенситных нержавеющих сталей 167]. Предполагают, что и политионовые кислоты оказывают аналогичное действие. [c.323]

Рис. 53. Обобщенная модель (подробности химических реакций для аустенитных нержавеющих сталей в хлоридных средах) зарождения и распространения трещин при КР (3271 а — катодные реакции на пассивной поверхности поддерживают анодные реакции в распространяющейся трещине б — ионы С1— вызывают локализованный пробой пассивной окисной пленки н образование коррозионного питтннга б —в результате образования Н-Ь (си, ниже) а питтннге возникает мнкротрещина (эта стадия может быть медленной) г — анодная реакция в трещине сопровождается большим выделением Н+ с — сопутствующее катодное восстановление водорода приводит к проникновению водорода в сплав е — коррозионные продукты.

На коррозию углеродистой стали влияет также давление воды. Увеличение давления не оказывает влияния на анодный процесс, но ускоряет катодный процесс практически при всех температурах. Максимальная скорость катодного восстановления кислорода наблюдается при 15 МПа. Изменение плотности катодного тока объясняется явлениями переноса в электролите—морской воде. По мнению авторов [6], электропроводность морской воды и коэффициент диффузии газа повышаются с давлением. В продуктах коррозии в начальные периоды коррозионного процесса находят гидроксиды Ре + и Ре + (гексагональная модификация) в соотношении 1 1 при последующем окислении растворенным кислородом образуется только РегОз-иНгО. [c.19]

Таким образом, эти примеры показывают, что самопассиви-рующаяся сталь в данной среде при катодной поляризации подвергается коррозии, что обусловлено образованием промежуточных компонентов — продуктов катодного восстановления. [c.89]

Оригинальная методика ускоренных испытаний на щелевую коррозию описана в [18] применительно к морской коррозии. Образцы из нержавеющих сталей погружают в раствор, содержащий 0,5 моль/л Na l и 0,05 моль/л NajSOj, под слой активированного угля, занимающий % объема раствора. Испытания проводят при 60 °С в течение 20 сут. Сопоставление с длительными (1—2 года) натурными морскими испытаниями подтвердило применимость этой методики. Наблюдается четкая линейная зависимость коррозионных потерь различных сталей в лабораторных и натурных условиях, позволяющая установить соответствующий коэффициент пересчета. Ускорение достигается за счет увеличения интенсивности катодного восстановления кислорода на развитой поверхности угля, контактирующего с образцами. [c.26]

Питтинг может усиливаться ионами металлов, окислительновосстановительные потенциалы которых находятся в области пассивного состояния основного металла, поскольку добавляются объекты катодного восстановления. Так, если в присутствии кислорода все хлориды вызывают питтинг нержавеющих сталей, то в отсутствие кислорода лищь некоторые из них, а именно хлориды двухвалентной меди и трехвалентного железа, будут вызывать изъязвление. [c.169]

При анодировании в хромовокислом электролите используют катоды из нержавеющей стали Х18Н9Т или алюминия марки АО. Для уменьшения скорости побочного процесса катодного восстановления шестивалентных ионов хрома отношение поверхности катода к поверхности обрабатываемых деталей не должно превышать 5 1. [c.119]

В процессе работы ванны для электрополирования происходит катодное восстановление током щестивалент-ного хрома до трехвалентного, что обусловливает необходимость, при накоплении трехвалентного хрома свыще 1,5%, производить анодное окисление (методика анодного окисления трехвалентного хрома изложена в разделе Электрополирование стали ). [c.127]

Шлифование периферией круга — Способы 478, 479 ---стружколомающие — Профилирование электроэрозионное 579, 580 ---фасонные на цилиндрической поверхности — Обработка на токарных станках 190 Канализация механических цехов — Проектирование 845 Кантователи 681, 683 Карандаши для правки шлифовальных кругов алмазно-металлические 436, 437 Каретки конвейеров подвесных 691 Картеры редукторов капустоуборочных машин 332, 333, 334 Катодное восстановление стали — Характеристика 588 Катодное снятие окалины с поверхности стальных изделий 562 Кернеры — Стандарты 710 Кирпичные литейные формы 71 Клапаны — Монтаж 767 Клейма — Накатывание на поверхностях 522—524 [c.863]

Катодами в ваннах служат алюминий АО, сталь 12Х18Н10Т или графит. Для уменьшения процесса катодного восстановления шестивалентного хрома соотношение площадей катодов и анодов не должно превышать 5 1. [c.493]

В качестве катодов при оксидировании используют алюминий марки АООО, нержавеющую сталь типа 1Х18Н9Т или графит. Для уменьшения побочного процесса катодного восстановления шестивалентного хрома отношение поверхности катодов к поверхности оксидируемых изделий не должно превышать 5 1. [c.35]

Электрохимическая природа процесса пассивации объясняет, почему анодная поляризация с использованием приложенного тока, а также увеличение катодной площади или скорости катодной реакции (которая повышает поляризацию оставшихся анодных участков) благоприятствуют образованию и сохранению пассивности. Например, высокоуглеродистые стали, в которых имеются участки цементита (Feg ), являющиеся катодами, в концентрированной HNO3 пассивируются значительно легче, чем чистое железо. По этой причине смеси серной и азотной кислот лучше всего хранить (или перевозить) в цистернах из стали с наиболее высоким содержанием углерода. Подобно этому нержавеющие стали, у которых в разбавленной серной кислоте может нарушиться пассивность, сохраняют высокую коррозионную стойкость, если они легированы небольшими количествами более благородных составляющих с низким перенапряжением водорода или с низким перенапряжением катодного восстановления растворенного О2, например Pd, Pt или u [13]. Поляризационная диаграмма, показывающая повышение пассивируемости при наличии катодов с низким перенапряжением, приведена на рис. 28. Повышение коррозионной стойкости в серной кислоте видно на кривых рис. 29. [c.67]

Работа Чилтона дает основания считать, что в опытах Бервика пассивность, вызывавшаяся введением кислорода в раствор серной кислоты, в значительной степени связана с окислительно-восстановительной системой Ре /Ре , которая создается в результате коррозии металла до того, как установилась пассивность. Если в растворе образуется достаточное количество ионов трехвалентного железа, то в электролите около несплошности в пленке проходит катодное восстановление Ре " в Ре +, а не восстановление оксидной пленки с ее растворением. Существование окисной пленки на металле в момент введения кислорода в раствор также влияет на поведение стали. Гатвелл погружал образцы нержавеющей стали в раствор соляной кислоты, затем выдерживал их на воздухе и, наконец, погружал их в раствор серной кислоты. Пассивность наблюдалась, если концентрация серной кислоты превышала 9% если выдержка на воздухе не производилась, то образец оставался активным при всех концентрациях серной кислоты, вплоть до 33% [56]. [c.309]

Ханкок и Мэйн для измерений катодным восстановлением толщины невидимой пленки, образовавшейся на железе, находившемся на воздухе над хлористым кальцием в течение 48 час., применяли деаэрированный раствор хлористого натрия. Они нашли, что для травленого железа, травленой стали и железа, восстановленного водородом, толщина пленки соответственно равна 40А, 36,5А и 26А- Пленка усиливается и утолщается на 20—120%, если образец впоследствии помещается в раствор таких ингибиторов, как например, бензоат, ацетат, борат, карбонат или гидроокись натрия [10. [c.709]

При катодной поляризации хрома, нержавеющих сталей и пассивного железа пассивность нарушается вследствие восстановления пленки пассивирующего оксида или пленки адсорбционного кислорода (в зависимости от принятой точки зрения на природу пассивности). К тому же, согласно адсорбционной теории, атомы водорода, образующиеся при разряде ионов Н+ на переходных металлах, стремятся раствориться в металле. Растворившийся в металле водород частично диссоциирован на протоны и электроны, а электроны способны заполнять вакансии d-уровня атомов металла. Следовательно, переходный металл, содержащий достаточное количество водорода, более не в состоянии хемосорбиро-вать кислород или пассивироваться, так как у него заполнены d-уровни. [c.98]

Гатос [20] показал, что оптимальное игнибирование стали в воде с pH = 7,5, содержащей 17 мг/л Na l, происходит при концентрациях, превышающих 0,05 % бензоата натрия или 0,2 % натриевой соли коричной кислоты. С использованием радиоактивного изотопа в качестве индикатора, на поверхности стали, погруженной на 24 ч в 0,1, 0,3 и 0,5 % растворы бензоата натрия, было обнаружено, соответственно, всего лишь 0,07, 0,12 и 0,16 мономолекулярного слоя бензоата (0,25 нм , фактор шероховатости 3). Эти данные подтверждают полученные ранее [12] результаты измерений в бензоате с использованием индикатора Чтобы объяснить, почему столь малое количество бензоата на поверхности металла может увеличивать адсорбцию кислорода или в определенной степени уменьшать восстановление кислорода на катодных участках, требуются дальнейшие исследования. Этот эффект характерен именно для катодных участков на железе, так как при контакте железа с золотом в 0,5 % растворе бензоата натрия восстановление кислорода на золоте, видимо, не замедляется, и железо продолжает корродировать. [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]

Другой механизм может быть обусловлен развитием водородного растрескивания вдоль границ зерен сенсибилизированного сплава. Разрушение в этом случае протекает в кислой среде, так как она поставляет водород, необходимый для коррозионного процесса. Кислая среда способствует также образованию молекулярной формы HjS (а не HS или S "), которая является основной каталитической примесью, стимулирующей абсорбцию сплавом атомарного водорода. Показано, что водные растворы SO2 так же, как и растворы политионовых кислот, вызывают межкристаллит-ное растрескивание сенсибилизированной стали 18-8. Это объясняется быстрым восстановлением SOj на катодных участках с образованием HjS или других аналогично действующих продуктов восстановления. Ионы SO не способны к такому восстановлению, поэтому серная кислота вызывает растрескивание в значительно меньшей степени. [c.323]

Анодный контроль наиболее значителен у алюминиевых и никелевых покрытий, которые имеют обширную область анодной пассивности от 50 до 180 мВ для алюминиевого при плотности тока полной пассивации = 20 мкА/см и от О +900 мВ для никелевого при плотности тока полной пассивации /дц = 10 мкА/см . Смещение потенциала стали при наличии на поверхности Ni - Р покрытия выше потенциала вьщеления водорода, что исключает восстановление ионов Н и способствует высокой стойкости покрытий в наводороживающих средах. Для кадмиевого покр(.1Тия область пассивности отсутствует, однако анодный процесс растворения затруднен, токи растворения даже при потенциале 100 мВ незначительны. Катодная поляризация наиболее значительна у алюминиевого и цинкового покрытия и уменьшается к кадмиевому и никелевому. Высокий защитный эффект покрытий в сероводородсодержащих средах подтверждается данными по поляризационному сопротивлению как без растягивающих нагрузок (а = 0), так и при них (о = 1,1 Оо - ) (табл. 21). [c.86]

Пористость. Основной характеристикой, определяющей защитные свойства катодных покрытий, является их пористость В связи с тем, что Ni — Р-покрытия — катодные по отношению ко многим машиностроительным материалам (таким, как сталь, алюминиевые сплавы и др ), исследователи уделяют большое внимание пористости никелевого покрытия, осажденного химически Установлено, что химические Ni — Р-покрытия менее пористые, чем покрытия той же толщины но полученные электрохимическим способом. При определении пористости никелевых покрытий различной толщины было обнаружено [2], что химически восстановленные никелевые покрытия толщиной 8—10 мм по пористости соответствовали электролитическим осадкам толш.иной 20 мкм [c.11]

Во всех случаях начальное значение потенциала было равно 40-80 мВ и затем отмечалось быстрое его смещение в положительную сторону. После прохождения максимального значения наблюдается паде -ние потенциала, причем достигаются значения, которые отрицательнее начальных величин. Падение потенциала, по-видимому, обусловлено протеканием катодной реакции восстановления нитрата до нитрита. Большое различие в поведении сталей А I я Л 2 свидетельствует о том, что химический состав не окаэьшает опреде 1я(сшего впияйия на зависимость потенциала коррозии-время в pa Mai-риваемых условиях. [c.34]

В технических материалах (стали, сплавы), вследствие явно выраженной электрохимической гетерогенности поверхности, в некоторых случаях возможно местное разделение анодного и катодного процессов, что существенно ускоряет коррозию металлов. Такое ускорение обусловлено тем, что на одних участках энергетически более выгодны процессы окисления металла, на других - процессы восстановления. Однако во всех случаях поверхность металла в электролите эквшотенииальна, так как электропроводность электролита высока и все участки металла заполяризованы практически до одного общего, ,компромиссного потенциала. Электрохимическая гетерогенность поверхности фиксируется только путем микроэлектрохи- [c.31]

Добавление оксида цинка в хроматные пигменты целесообразно также в связи со стабилизацией коррозионной среды. В промышленной атмосфере, содержащей диоксид серы в больших концентрациях, конденсирующиеся на поверхности слои электролита обладают кислой реакцией. Проникая через лакокрасочные пленки, кислый электролит может способствовать восстановлению шестивалентного хрома и, следовательно, деполяризации катодного процесса. Введение в пассивирующую грунтовку основного пигмента будет препятствовать подкисле-нию среды, что предотвратит возможность участия хромата в катодном процессе. В этих условиях будут проявляться лишь тормозящие действия хромата по отношению к анодному процессу, т. е. его пассивирующие свойства. Таково поведение стали, магниевого сплава и дуралюмина в водных вытяжках хроматных пигментов, образующихся при проникновении через лакокрасочный слой воды и других коррозионно-активных агентов. [c.134]

Д. Г. Хайнс [111,81] исследовал влияние поляризующего тока на коррозионное растрескивание аустенитной нержавеющей стали в подкисленном растворе хлористых солей. По его мнению, металл растворяется в порах окисной пленки. Выделяющийся при этом водород способствует разрыхлению пленки и тем самым ускоряет разрушение металла. По мнению Д. Г. Хайнса, подщелачивание приэлектродного слоя при катодной поляризации способствует восстановлению пленки и улучшению ее защитных свойств. Анодная поляризация ускоряет разрушение металла. Разрушение аустенитных сталей в кислых средах необходимо рассматривать особо. Как указывает К- Эделеану [111,82], при наличии водородной деполяризации наблюдается наводораживание, а следовательно, металл становится хрупким. [c.141]

Состав электролита у анодных и катодных участков при работе коррозионных пар претерпевает определенные изменения. У анодных участков создается повышенная концентрация ионов металла, а у катодных вследствие разряда ионов водорода или восстановления содержащегося в воде молекулярного кислорода наканливаются гидроксильные группы 0Н . Там, где встречаются продукты катодной и анодной реакции (группы 0Н и катионы), образуется гидрат окиси корродирующего металла — вторичный. продукт коррозии. В случае коррозии стали этот процесс характеризуется следующей реакцией [c.18]

Предложены самые разнообразные механизмы действия катионов, однако ни один из них не может исчерпывающим образом объяснить ингибирующее и стимулирующее действие. Ингибирующее действие катионов объясняется их адсорбцией на поверхности корродирующего металла в гидратированном состоянии, образованием монослоя восстановленного металла, образованием интерметаллических соединений, как, например, РеЗпг, чрезвычайно устойчивого в кислых средах, изменением характера катодной или анодной реакции, восстановлением ионов, способствующих коррозии и т. п. Так, в последнем случае, напрл-мер для подавления коррозии котельных сталей, при кислотных очистках паровых котлов используют ионы Sn2+. При растворении отложений образуется значительное количество Fe +, стимулирующего коррозию. Чтобы исключить деполяризующее действие Fe + в солянокислотные моющие растворы вводят Sn +, которые восстанавливают ионы Fe + по реакции [c.60]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...