Теория питтинга

Согласно оксидно-пленочной теории, критический потенциал — это. потенциал, необходимый для создания в пассивирующей пленке электростатического поля, способного стимулировать проникновение ионов С1 к поверхности металла [40]. Другие анионы также могут проникать в оксид, в зависимости от их размера и заряда. Примеси этих анионов улучшают ионную проводимость и благоприятствуют росту оксида. В конечном счете оксид или разрушается из-за конденсации мигрирующих вакансий, или его катионы растворяются в электролите на границе раздела сред в обоих случаях начинается питтинг. Предшествующий питтингообразованию индукционный период зависит от времени, которое требуется С1 для проникновения через оксидную пленку. [c.87]

Ни одна из существующих в настоящее время теорий ПК не объясняет всей многосложности этого явления и зависимость его от внешних и внутренних факторов (в основном роли легирующих элементов), а также стадийности возникновения и развития питтингов. [c.97]

Одна из вероятностных теорий основана на концепции о динамическом равновесии процессов разрушения и восстановления пассивной пленки и хорошо выраженном статистическом характере питтинговой коррозии. Процесс возникновения питтинга во времени протекает случайно и может быть интерпретирован как марковский или стохастический процесс, в соответствии с которым зарождение питтинга означает гибель или повреждение образца, теряющего свои функции по поддержанию пассивного состояния. Обратный этому процесс — стохастический процесс рождения, который соответствует репассивации питтинга или выживанию образца. [c.99]

Таким образом, местное активирование поверхности можно объяснить как с позиций пленочной теории пассивности, так и с позиций адсорбционной теории. Хотелось лишь обратить внимание на то, что, на наш взгляд, на поверхности сплава нет какого-то ограниченного числа специфических точек, в которых только и могут зарождаться питтинги. На самом деле участков, где могут зарождаться питтинги, как будет показано ниже, очень много. Важно лишь, чтобы на поверхности были участки, на которых прочность связи кислорода с металлом была различной. Однако как только возникает питтинг в каком-либо месте, это делает уже менее вероятным зарождение его на другом участке, несмотря на наличие в этом месте слабой связи металла с кислородом. На это, в частности, указывает тот факт, что большинство питтингов возникает лишь в первый момент, а также непрерывный рост числа питтингов по мере разрушения ранее образовавшихся. [c.332]

Остается неясным вопрос, какова роль окислителя при зарождении (но не в развитии) питтинга на пассивной поверхности. Казалось бы, что при наличии минимальной концентрации окислителя (им мог бы быть и кислород воздуха), необходимой для поддержания стали в пассивном состоянии, питтинги могли бы зарождаться. Оказывается, однако, что концентрация окислителя сильно влияет на число зарождающихся питтингов чем выше концентрация окислителя, тем больше их зарождается. Если исходить из пленочной теории пассивности, то этого как будто не должно быть окислитель должен залечивать слабые места в пленке, а не способствовать их разрушению. Непонятным с этих позиций оказывается и уменьшение числа зародившихся питтингов с увеличением концентрации хлор-ионов. Поэтому нам представляется, что в процессе зарождения питтингов большую роль играют адсорбционные явления [19, 22, 38]. В пользу этого говорит, во-первых, тот факт, что процесс активирования сильно зависит от потенциала электрода, следовательно, речь идет о поверхностном явлении. Во-вторых, как было выше показано, отсутствует прямая связь между способностью различных анионов предотвратить питтинговую коррозию и их окислительными свойствами. [c.332]

Отсутствие экспериментальных и расчетных методов определения поверхности питтингов, токов, стекающих с них, не позволяло рассчитать истинную плотность токов, а стало быть, и получить те количественные данные, которые необходимы для разработки теории процесса . [c.338]

В настоящее время нет законченной теории питтинговой коррозии. Исходя из пленочного механизма пассивности, принято считать, что началом образования питтинга [7, 8] является адсорбция хлор-ионов в наиболее анодных участках и последующее химическое растворение ими пассивного слоя в этих местах. По адсорбционной теории [9—11] локальная депассивация металла хлор-ионами происходит вследствие адсорбционного вытеснения ими кислорода. [c.3]

Электрохимическая теория питтинговой коррозии объясняет питтинг образованием пар дифференциальной аэрации. В растворе, находящемся в локальном углублении образца, уменьшается концентрация растворенного кислорода, в результате чего снижается степень пассивации металла. Поверхность углубления становится анодом по отношению к окружению, покрытому нормальной пассивирующей оксидной пленкой. Непосредственно питтинг образуется за счет локального анодного растворения. Ионам С1" отводится роль нарушителей пассивного состояния. По мере роста питтинга на месте поврежденной пассивирующей пленки в его полости образуется Al lg. Вследствие его гидролиза в питтинге устанавливается пониженное значение pH 3—4 и идет активное растворение алюминия. [c.230]

Исходя из адсорбционной теории пассивности, представляется возможным объяснить и установленные нами закономерности. Потенциал нержавеющей стали (1Х18Н9Т) в хлористом аммонии (0,5%), как это видно из рис. 171, имеет более отрицательные значения, чем критический потенциал питтингообразования, и поэтому вероятность появления иит-тинговой коррозии равна нулю. С введением в электролит окислителя и увеличением его концентрации потенциал стали все более смещается в положительную сторону (рис. 171, кривая /), что облегчает, с одной стороны, адсорбцию отрицательно заряженных ионов хлора и, с другой стороны, делает их более активными. Все это увеличивает и число возникающих питтингов (см. рис. 161, кривую 1). Начиная с определенной концентрации окислителя, потенциал стали перестает смещаться в положительную сторону, что не должно увеличивать адсорбцию хлор-ионов, а стало быть, и число зарождающихся питтингов. Более того, увеличение соотношения концентраций пассиватора к активатору, как показали адсорбционные измерения с помощью меченых атомов (С1 ), описанные выше, препятствует адсорбции хлор-ионов, что должно уменьшать число питтингов, зарождающихся на поверхности металла (см. нисходящую ветвь кривой 1 на рис. 161). [c.333]

Наряду с абразивным в узлах трения ПТМ широко распространено усталостное изнашивание. Согласно усталостной (кумулятивной) теории изнашивания, предложенной И. В. Крагель-ским, этот вид изнашивания характеризуется многоактным нагружением единичных фрикционных связей вплоть до отделения частиц. Физическая модель износа при этом такова (рис. 27) при скольжении микронеровности А (индеитора) по контртелу Б возникает лобовой валик деформируемого материала. Схема напряженно-дефоркифуемого состояния в зоне впереди лобового валика материал сжат, а за микронеровностью, вследствие сил трения, — растянут. Таким образом, каждый элемент в зоне трения испытывает знакопеременное деформирование. Многократные его повторения приводят к накоплению повреждений под поверхностью металла, где образуются поры. Под воздействием напряжений они перерастают в трещины с отделением частиц износа (отслаивание) или образованием ямок на поверхности (выкрашивание). Усталостное изнашивание характерно для узлов трения, защищенных от попадания абразивных частиц, не подверженных коррозии и схватыванию, в частности для таких широко расцространенных узлов трения ПТМ, как зацепления закрытых зубчатых передач, подшипники качения, элементы опорно-поворотных устройств кранов, беговые дорожки крановых колес и др. В литературе этот вид изнашивания часто называют осповидным износом, контактной усталостью и питтингом. [c.79]

Одним из направлений электрохимичеокой теории коррозионного растрескивания являются предотавления, соглаоно которым анодный процесс растворения металла в питтинге и трещине имеет одну природу. Соковой таких представлений является наличие целого ряда общих условий и закономерностей проявления питхивговой коррозии и коррозионного растрескивания. [c.12]

Для оценки целесообразности использования того или иного вида контакта применяют обычно теорию контактных напряжений Беляева - Герца [5, 6, 26, 27]. При этом предварительно предполагают, что имеет место только упругий контакт, поверхность которого Офа-ничена эллипсом. Если расчетные напряжения близки к пределу текучести или превышают его, возникает опасность ускоренного усталостного разрушения (питтинга и др.). Необходимо в этих случаях увеличивать площадь поверхности контакта. [c.498]

Стерн [56] отметил, что метод поляриза-циоииого сопротивления может иметь значение для определения влияния изменений среды (состава, температуры, скорости) и состава сплава на скорость коррозии и для оценки эффективности ингибиторов. После его публикаций метод нашел широкое применение в различных областях исследований. Так, например, Легаулт и Волкер [93] использовали этот метод для изучения действия ингибитора NaN02 на коррозию стали в хлоридных растворах, Франс и Волкер [94] распространили его на изучение коррозии различных металлов непосредственно в системе охлаждения автомобильного двигателя. Джонс и Грин [95] разработали теорию быстротечной линейной поляризации для изучения очень низких скоростей коррозии, которые имеют место на хирургических материалах, предназначенных для имплантации, и показали, как данные поляризационного сопротивления могут быть использованы для контроля возникновения питтинга или других видов локальной коррозии. [c.558]

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

Теория обратного осаждения меди, которой придерживался Бенгоу в своих ранних работах, нашла сильную поддержку в результатах исследования электрополированных шлифов, выполненного в лаборатории Лякомба предметом изучения была латунная поверхность, претерпевшая локальное обесцинкование в виде питтинга. На шлифах, проходящих через питтинг под прямым углом к основной поверхности, красная металлическая медь видна не в виде непрерывной пористой массы (как это можно было ожидать, если бы медь оставалась после растворения цинка), а в виде отдельных слоев, расположенных параллельно друг другу на шлифах, вырезанных параллельно основной поверхности, медные слои расположились в виде примерно концентрических колец. Французские исследователи считают, что и медь, и цинк переходят в раствор, причем цинк выпадает в осадок в виде гидроокиси (или, возможно, в виде основной хлористой соли), а медь выделяется в виде металла на всей поверхности еще не изменившейся латуни. Однако вновь осажденная медь все еще пориста, и, по-видимому, под ней начинается процесс коррозии, так что по прошествии какого-то времени медный слой будет подточен и начнется осаждение меди на новой поверхности неизменной латуни на значительном расстоянии под первым слоем осадка. Таким путем образуется последовательный ряд параллельных медных слоев [111 ]. [c.435]

Работа Хора и Хайнса совершенно четко показывает, что для создания возможности растрескивания часто необходимо, чтобы защитная пленка была разрушена электрохимическим или механическим путем. Однако навряд ли этот механизм может служить в качестве общей теории развития трещин. Если бы напряжение само по себе могло непрерывно поддерживать разрушенное состояние пленки на конце трещины, то алюминиевый сплав должен был бы быть подвержен коррозионному растрескиванию в отсутствие кислорода, причем катодный процесс заключался бы в выделении водорода. Обычно это не имеет места. Кроме того, некоторые из экспериментов Фармери трудно объяснить на основе теории разрушения пленки. В образце алюминиево-магниевого сплава, находившемся в состоянии склонности к коррозионному растрескиванию, процесс растрескивания был доведен до такого состояния, когда глубина трещины не достигала половины толщины образца, после чего дальнейшее развитие трещины было задержано наложением катодного тока по истечении 30 мин, подача тока была прекращена, но развитие этой трещины не возобновилось спустя 15 час. появились новые трещины, но уже в других местах. Еще в одном опыте глубина трещины достигла примерно одной трети толщины образца, и ее развитие тоже было приостановлено с помощью катодной поляризации поляризация продолжалась 30 мин., после чего подача тока была прервана, а механическая нагрузка на образец была увеличена все же и по истечении 48 час. образец оставался неразрушенным. Если механическое разрушение пленки на конце трещины является решающим фактором для ее развития, то разрушение пленки началось бы после прекращения подачи тока, по крайней мере в том случае, когда механическая нагрузка была увеличена. Если же образование кислоты на аноде является тем фактором, который поддерживает процесс растрескивания, после того как он начался, то полученные результаты легко объясняются. Причины развития процесса растрескивания, если он начался, те же, что и развития питтинга (стр. 117). [c.633]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...