Перенапряжение водорода на сплавах

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЕ ВОДОРОДА НА СПЛАВАХ [c.71]

Величина перенапряжения водорода на сплаве может отличаться от величин перенапряжения на каждом металле, взятом в отдельности. Поэтому перенапряжение водорода на сплавах может существенно влиять на протекание катодных процессов и состав электролитических осадков. [c.71]

Перенапряжение водорода на сплавах отличается от перенапряжения на чистых компонентах сплавов. [c.75]

Величина перенапряжения водорода на сплавах не является монотонно возрастающей или монотонно убывающей функцией содержания любого из двух компонентов в сплаве. [c.75]

ТОЛЬКО благодаря высокому перенапряжению водорода на цинке.-При соосаждении двух металлов перенапряжение водорода на сплаве может сильно отличаться от перенапряжения на каждом металле в отдельности это может играть весьма существенную роль. Так, например, хотя механизм электроосаждения из водных растворов сплавов вольфрама и молибдена с другими металлами полностью не исследован, есть основания допускать, что в чистом виде вольфрам и молибден потому не могут быть выделены, чтО перенапряжение водорода на них мало. [c.120]

Перенапряжение водорода имеет большое значение в процессах коррозии металлов с водородной деполяризацией. Чем больше величина перенапряжения водорода на катодной составляющей сплава, тем медленнее протекает процесс водородной деполяризации, а следовательно, и коррозионный процесс. [c.83]

Величина перенапряжения на сплавах находится в сложной зависимости от их состава, принимая для отдельных областей состава минимальные или максимальные значения, отличающиеся в меньшую или большую сторону от величин перенапряжения водорода на отдельных компонентах сплавов. [c.75]

Литературные данные о перенапряжении водорода на металлах, отнесенные к одной и той же среде и плотности тока, к сожалению, весьма разноречивы [2]. Сведений о коррозионных испытаниях цинковых сплавов в концентрированных растворах щелочей в печати не появлялось. [c.20]

Поскольку в литературе подобных данных для титана нет, а эти данные важны для понимания механизма коррозии сплавов титана с катодными добавками, была проведена работа по изучению влияния гальванического контакта некоторых металлов с низким значением перенапряжения водорода на анодное поведение титана в растворах серной кислоты. [c.293]

Возможность разряда металлов из водных растворов затрудняется по мере увеличения атомного номера в одной и той же группе периодической системы, хотя нормальный электродный потенциал становится положительнее. Так, хром выделяется из водных растворов самостоятельно с выходом по току до 25%, в то время как вольфрам и молибден осаждаются лишь в виде сплавов. Выход по току при осаждении марганца составляет до 90%, в то время как выход по току при осаждении рения может быть равен 28%. Электроосаждение из водных растворов переходного металла марганца, имеющего весьма электроотрицательный электродный потенциал, связано с заполнением -электронных уровней электронами с непараллельными спинами и это обусловливает относительно невысокое перенапряжение при его выделении. Нормальные потенциалы тантала, ниобия и ванадия близки к потенциалу марганца и цинка, однако из водных растворов осадить их в заметных количествах не удалось. Это обусловливается более высоким перенапряжением разряда этих металлов и низким перенапряжением водорода на них. Получение.покрытий переходными металлами III—V групп возможно из неводных сред или расплавленных солей, о чем будет сказано в следующих главах. [c.80]

Уменьшения катодной активности сплава достигают путем введения компонентов, повышающих перенапряжение катодного процесса (обычно перенапряжения водорода) на данном сплаве амальгамированием технического цинка, легированием технического магния марганцем с целью повышения устойчивости в кислотах. [c.312]

Если коррозионный процесс протекает с водородной деполяризацией, то следует учитывать перенапряжение водорода на катодных составляющих. Если скорость коррозии определяется скоростью диффузии деполяризатора, что, например, имеет обычно место при коррозии с кислородной деполяризацией в неподвижных нейтральных растворах, структурная неоднородность сплава, как уже было указано ранее, играет меньшую роль. [c.113]

С повышением плотности тока возрастают также содержание хрома в катодном сплаве и суммарный выход тока. Это можно объяснить следующим образом электроосаждение железа и хрома сопровождается большей катодной поляризацией, чем выделение водорода (перенапряжение водорода на этих металлах незначительно) кроме того, железо выделяется с большей поляризацией, чем хром. [c.117]

Такой сплав был выбран из тех соображений, что, во-первых, структура его состоит из двух фаз — цинк и интерметаллическое соединение — и не представляет больших трудов придать ему крупную и четкую структуру. Во-вторых, присадка железа к цинку сильно ускоряет процесс коррозии сплава, вероятно, потому, что перенапряжение водорода на интерметаллическом соединении не очень велико. Это дает основания предполагать, что такой сплав будет достаточно энергично корродировать и будет, вероятно, иметь значительную разность потенциалов между структурными составляющими. [c.31]

Скоростью, с которой атомы Наде рекомбинируют друг с другом или с Н , образуя Hj, обусловлена каталитическими свойствами поверхности электрода. Если электрод является хорошим катализатором (например, платина или железо), водородное перенапряжение невелико, тогда как для слабых катализаторов (ртуть, свинец) характерны высокие значения перенапряжения. При добавлении в электролит какого-либо каталитического яда, например сероводорода или соединений мышьяка или фосфора, уменьшается скорость образования молекулярного Hj и возрастает адсорбция атомов водорода на поверхности электрода . Повышенная концентрация водорода на поверхности металла облегчает проникновение атомов водорода в металлическую решетку, что вызывает водородное охрупчивание (потерю пластичности) и может привести к внезапному растрескиванию (водородное растрескивание) некоторых напряженных высокопрочных сплавов на основе железа (см. разд. 7..4). Каталитические яды увеличивают абсорбцию водорода, выделяющегося на поверхности металла в результате поляризации внешним током или коррозионной реакции. Это осложняет эксплуатацию трубопроводов из низколегированных сталей в некоторых рассолах в буровых скважинах, содержащих сероводород. Небольшая общая коррозия приводит к выделению водорода, который внедряется в напряженную сталь и вызывает водородное растрескивание. В отсутствие сероводорода общая коррозия не сопровождается водородным растрескиванием. Высокопрочные стали из-за своей ограниченной пластичности более подвержены водородному ра- [c.58]

Другим фактором, который следует учитывать при катодной защите, является возможность наводороживания металла, что может приводить к водородной хрупкости и растрескиванию высокопрочных материалов. Если начальный потенциал анодного процесса отрицательнее равновесного потенциала водорода и перенапряжение выделения водорода на защищаемой поверхности невелико, то полная защита делается практически невыгодной. Например, катодная защита магниевых сплавов по этой причине малоэффективна. [c.142]

Результаты ранних исследований зависимости перенапряжения водорода от состава сплавов позволили сделать вывод, что величина перенапряжения водорода остается постоянной при изменении состава сплава. Так, произведенными Фишером [63] измерениями перенапряжения водорода на сплавах С(1—РЬ, Сс1—8п, 8Ь—2п, 5п—РЬ, 5п—2п, 5п—Си и Ag—С(1, а также измерениями Харкинса и Адамса [641 на монель-металле, установлено, что указанная величина не находится в какой-либо зависимости от химического состава сплавов. Эти исследователи пришли к выводу, что величина перенапряжения на сплавах является величиной постоянной и равной величине перенапряжения водорода на компоненте с минимальным перенапряжением. [c.71]

Приведенные выше данные о перенапряжении водорода на сплавах относятся к сплавам, полученным либо металлургическим, либо гальваническим способами. В литературе отсутствуют сравнитель-74 [c.74]

Это обстоятельство позволяет полагать, что положительное влияние никеля и других легирующих веществ с малым перенапряжением водорода на повышение коррозионной стойкости конструкционных материалов может быть вполне объяснено на основе теории эффективных катодных присадок, разработанной Н. Д. Тома-шовым [111,202]. Поданным К. Видема [111,157] смещение потенциала алюминия от стационарного значения в положительную сторону вызывает увеличение скорости коррозии металла. Это говорит о том, что при температуре 200° С в отличие от комнатных температур, стационарный потенциал алюминия соответствует активной области. При введении в.алюминий легирующих компонентов с малым перенапряжением реакции разряда ионов водорода и ионизации кислорода, скорость катодного процесса увеличивается, что приводит к смещению стационарного потенциала металла в положительную сторону. При этом достигаются значения потенциала, соответствующие области пассивации, а скорость коррозии алюминия значительно снижается. Аналогичного эффекта можно добиться, поляризуя металл анодно. Действительно, анодная поляризация улучшает коррозионную стойкость алюминия в дистиллированной воде при температуре 325° С, а катодная поляризация в этом случае увеличивает скорость коррозии [111,193]. На основании изложенного можно полагать, что те легирующие компоненты с введением которых скорость коррозии алюминия при низких температурах (медь, никель, железо и др.) увеличивалась, при высоких температурах должны способствовать увеличению коррозионной стойкости металла. Приведенные рассуждения подкрепляются следующими экспериментальными данными. Ж- Е. ДрейлииВ. Е. Разер [111,193] измеряли стационарный потенциал алюминиевых сплавов в дистиллированной воде при температуре 200° С. Электродом сравнения служил образец из нержавеющей стали. Стационарный потенциал алюминиевого сплава с концентрацией 5,7% никеля оказался на 0,16 б положительнее, чем стационарный потенциал алюминиевого сплава 1100. При катодной поляризации с плотностью тока Ъмш1см-потенциал сплава 11(Ю смещался в отрицательную сторону на 1,2б, в то время как смещение потенциала сплавов, легированных 11,7% кремния, составляло 0,34 б, а сплавов, легированных 5,7% никеля, 0,12 б, что является косвенным показателем того, что на двух последних сплавах скорость катодного процесса больше, чем на алюминиевом сплаве 1100. С точки зрения теории эффективных катодных присадок, легирование платиной и медью должно оказывать положительное действие на коррозионную стойкость алюминия. В самом деле, с введением в алюминий 2% платины или меди коррозионная стойкость последнего в дистиллированной воде при 315° С значительно увеличивается [111, 193]. С этих же позиций легирование свинцом, оловом, висмутом и кадмием не должно улучшать коррозионной стойкости алюминия, что и подтверждается экспериментальной проверкой [111,193]. Как установлено К. М. Карлсеном [111,173], [c.198]

Было исследовано влияние одновременного легирования компонентами, повышающими пассивируемость (Сг, Мо) и катодную эффективность (Pd) на коррозионное и электрохимическое поведение титана [126]. Подобные сплавы показали максимальную пассивируемость и максимальную устойчивость в серной и соляной кислотах по сравнению со всеми известными сплавами на основе титана. Повышение коррозионной устойчивости сплавов Ti—15%Мо и Ti—15% Сг при легировании их 2% Рс1может быть пояснено на основе анализа поляризационных кривых для этих сплавов в растворе 80%-пой H2SO4 при температуре 18° С (рис. 64). Из диаграммы видно, что легирование титана 15% Мо снижает критический ток пассивирования г п и смещает в более отрицательную сторону потенциал полного пассивирования i nn- Легирование титана 15% Сг несколько увеличивает критический ток иас-сивирования, но сильно сдвигает в отрицательную сторону потенциал пассивирования, особенно потенциал полного пассивирования i nn- Потенциал коррозии всех этих сплавов, дополнительно легированных 2% Pd, вследствие весьма низкого перенапряжения водорода на тонкодисперсных включениях палладия, постоянен и приблизительно равен нулю вольт следовательно, он находился в зоне нестабильной пассивности сплавов (заштрихованная горизонталь на рис. 64). В этих условиях коррозионная устойчивость [c.94]

Когда Хром легируется малыми колич твами платины, палладия или других благородных металлов, то его коррозионная стойкость в неокислительных кислотах заметно улучшается. Растворение хрома ведет к постепенному обогащению поверхности сплава благородными элементами. Перенапряжение водорода на благородных металлах имеет йчень низкую величину, и токи обмена сравнительно велики. Кривая катодной поляризации сплава постепенно становится менее крутой до тех пор, пока не будет превзойдена величина крити-ческо го тока и сплав не станет пассивным. В окислительных кислотах возможна вторая катодная реакция, например восстановление аниона, которое происходит при потенциалах выше потенциала реакции выделения водорода. Для хрома в азотной кислоте катодная реакция [c.119]

Перенапряжение водорода на металлургических сплавах магния и свинца в 3-процентном растворе хлористого натрия определено М. М. Курпатовым [76]. Из фиг. 48 следует, что введение свинца [c.73]

Было сделано несколько попыток объяснить физическую сущность зависимости перенапряжения водорода от природы и состава сплавов. Так, А. А. Трчунян [69] считает, что снижение перенапряжения водорода на никельвольфрамовом сплаве, содержащем около 30% XV, является результатом пониженного каталитического действия такого сплава на выделение водорода. М. М. Курпатов [76] полагает, что отсутствие монотонности изменения величины перенапряжения с изменением состава сплава обусловлено возникновением пленок на поверхности сплава, Н. С, Федорова [70] обусловливает [c.75]

Свинец, стандартный потенциал которого V = —0,126 в, находит большое применение в сернокислотном производстве, а также для защиты от разрушения подземных кабелей. Стоек в атмосфере, загрязненной сернистыми соединениями, в серной кислоте — горячей до 80% и холодной до 96%, в растворах, содержащих ионы 50 , а также в хромовой, плавиковой и холодной фосфорной кислотах. При невысоких температурах стоек в разбавленной соляной кислоте (до 10%-ной концентрации). Не стоек в азотной, уксусной и муравьиной кислотах, а также в щелочах. Перенапряжение водорода на свинце очень велико, и потому скорость коррозии свинца в кислотах, а также в дистиллированной и дождевой воде возрастает в присутствии кислорода. Стоек в жестких водах, содержащих Са304 или карбонаты кальция. Чистый свинец обладает малой прочностью, и потому для изготовления, например, труб и кислотоупорных насосов, а также нерастворимых анодов применяют сплавы свинца с сурьмой (6—13% 5Ь). Добавви в свинец теллура (до 0,05%) и олова (3—7%) предупреждают межкристаллитную коррозию свинца. [c.58]

Электролитическое покрытие алюминия и его сплавов другими металлами связано с целым рядом серьезных затруднений, которые, в первую очередь, вызываются наличием на алюминии и его сплавах естественной окисной пленки, высоким положением алюминия в ряду напряжений, оклюдированным в металле водородом, наличием примесей и загрязнений в металле, взаимодействием алюминия как с кислыми, так и с щелочными электролитами, наличием в металле микропор и трещин, незначительным перенапряжением водорода на алюминии. [c.136]

Смещение потенциала в отрицательную сторону может быть, помимо внешней катодной поляризации (катодная защита), достигаться также введением в коррозионную среду катодных ингибиторов, повышающих перенапряжение водорода на титане. Этот метод защиты, широко применимый, например, для железных и стальных конструкций, не является, однако, эффективным для титана. При катодной поляризации титана в кислых растворах скорость его коррозии, хотя и снижается, но достигается это наложением катодного тока очень высокой плотности (до 50 ма1см и более прн потенциале —0,6 в). Кроме того, следует учесть, что при катодной поляризации идет интенсивное поглощение водорода, который значительно ухудшает механические свойства титана и, как было показано в главе П1, способствует его коррозионному растрескиванию. Поэтому защита катодной поляризацией по отношению к титану и его сплавам может иметь только ограниченное применение. [c.115]

На фиг. 74 представлены кривые катодной и анодной поляризации титана и сплава титана с 1% Pt. Из фигуры видно, что вследствие сильного снижения перенапряжения выделения водорода на сплаве катодные кривые сплава лежат на 0,35—0,4 в положительнее кривой для титана. Стационарный потенциал сплава вследствие этого сильно смещается в положительную сторону. В 40%-ной Н2504 такой сдвиг приводит к тому, что потенциал попадает в область значений, где титан полностью пассивирован. Поэтому на кривой анодной поляризации сплава [c.126]

Исследования Томпсона показали, что в обычной цианистой цинковой ванне [30 г л Na N + 3O г л NaOH и 30 г л Zn( N)2] перенапряжение водорода на электродах из различных сортов железа выражается очень низкой величиной, значительно меньшей, чем это соответствует значениям потенциала, определяемым на чистом цинке при одинаковых прочих условиях. На основании своих данных автор приходит даже к такому выводу, что покрытие цинком железных и стальных отливок в цианистой ванне нельзя производить без добавления ртути или каких-л ибо других веществ, осаждающихся вместе с цинком. По его мнению ртуть, присутствуя в электролите, как наиболее электроположительный металл легко осаждается на ягелезной поверхности (в начале электролиза) в виде тончайшей пленки, образуя как бы ртутный электрод, способствующий беспрепятственному выделению цинка. Потенциал выделения металла (цинка) из обычного цианистого цинкового электролита более электроотрицательный, нежели при выделении металла (сплав цинк-ртуть) из такого же раствора, но с добавкой ртути. Перенапряжение водорода на чистом цинке и на сплаве цинка [c.174]

Следующим объектом исследования был выбран сплав цинк-никель. Диаграмма состояния системы цинк-никель [61] представлена на фиг. 38. Как следует из этой диаграммы, небольшие присадки никеля к цинку должны вызвать образование в сплаве интерметаллического соединения NI2Zrii5. Поскольку растворимость никеля в цинке очень мала (< 0,1% Ni), такой сплав по существу можно рассматривать как двухфазный, состоящий из цинка и интерметаллического соединения. Перенапряжение водорода на никеле не очень велико, поэтому можно ориентировочно предположить, что и на интерметаллическом соединении NI2Zni5 значение перенапряжения водорода также будет Дтоми.%гп невелико. Если это так, то тог Г 1 -yW—8 90 коррозия цинка с присадком никеля должна развиваться относительно энергично. [c.41]

Процесс электроосаждения сплавов часто находится в сильной зависимости от pH электролита и перенапряжения водорода на спла- [c.119]

В результате комплексного исследования влияния легирования на стойкость сталей к растрескиванию в сероводородсодержащих электролитах предложен ряд низколегированных сталей, обладающих в данных средах повышенной стойкостью [28]. Кроме того, предложены стали, легированные редкоземельными элементами, а также высоколегированные сплавы Ni—А1 — сплав после горячей прокатки и старения, Ni- u— Fe - сплавы типа инконель после отж-ига или холодной обработки и ряд других. Есть основание считать, что редкоземельные элементы рафинируют сталь от металлоидов (кислород, водород), вязывают мышьяк, серу и фосфор в тугоплавкие соединения и вместе с тем снижают перенапряжение выделения водорода на металле, препятствуя водородной хрупкости [8]. [c.120]

Механизм межкристаллитной коррозии алюминиевых сплавов при низких температурах достаточно подробно изучен А. И. Голубевым [111,205]. Рассматривая причины межкристаллитной коррозии сплавов алюминия высокой чистоты при температурах выше 160° С, можно предположить следующее. На границах зерен, даже в очень чистом алюминии, различные примеси содержатся в боль-щем количестве, чем в центре зерна. Скорость катодного процесса на этих примесях возрастает, что приводит к смещению потенциала участков зерна, прилегающих к границе, в положительную сторону. Поскольку при высоких температурах чистый алюминий (при стационарном потенциале) подвержен коррозии в активной области, смещение потенциала в положительную сторону приводит к увеличению скорости коррозии на участках по границам зерен. При более значительном смещении потенциала в положительную сторону вследствие анодной поляризации либо при легировании элементами с малым перенапряжением водорода до значений потенциала, отвечающих области пассивации, межкристаллитная коррозия не развивается, что и подтвердилось при испытаниях. Из этого предположения следует, что монокристаллы чистого алюминия не должны подвергаться межкристаллитной коррозии в воде при высоких температурах. И, действительно, в воде с pH 5—6 при температуре 220° С монокристаллы алюминия в отличие от поликристаллов межкристаллитной коррозии не подвергались [111,206]. Попытка объяснить возникновение межкристаллитной коррозии алюминия в воде при высоких температурах растворением неустойчивых интерметал- лидов, выпадающих по границам зерен, связана с затруднениями. Дело в том, что легирование алюминия никелем, железом, кремнием и медью повышает стойкость сплавов по отношению к межкристаллитной коррозии, ВТО время как растворение неустойчивых интерметал-лидов, образованных этими легирующими компонентами (особенно последним), должно способствовать развитию межкристаллитной коррозии. Алюминий чистоты 99,0% при температуре свыше 200° С подвергается межкристаллитной коррозии не только в воде, но и в насыщенном водяном паре. Если же алюминий легировать никелем (до 1 %) и железом (0,1—0,3), межкристаллитная коррозия не развивается и в этом случае [111,172]. В результате коррозионного процесса размеры плоских образцов иногда увеличиваются на 15—20% [111,206]. [c.205]

Для того, чтобы выяснить перенапряжение водорода не на чистых металлах, как приведено в таблице 9, а на технических сплавах, применяемых для изготовления машин, мы провели из-мерение катодных потенциалов выделения водорода в средах, наиболее близких к принятым в ваннах железнения. Для этого был взят электролит 0,ШН28О4 и температура электролита = 60° С. [c.24]

Введение в состав сплава примесей с повышенным перенапряжением водорода или вторичное осаждение их на поверхности основного металла должно, наоборот, привести к уменьшению скорости растворения сплава. В качестве такого примера можно указать на случай резкого уменьшения скорости растворения железа в кислоте, при вссдении в нее мышьяковистых соединений. Вторичное осаждение на поверхности железа мышьяка, обладающего, как известно, высоким перенапряжением водорода, приводит к замедлению реакции восстановления водорода и тем самым к уменьшению скорости сопряженной анодной реакции окисления металла, т. е. его растворения. [c.19]

Наличие на поверхности металла участков с различными значениями потенциала способствует тому, что одна из реакций, обусловливающих коррозионный процесс, начичает преимущественно протекать на отдельных участках поверхкосги или ее структурных составляющих. На других же участках она протекает с меньшей скоростью или при наличии высокого перенапряжения полностью прекращается. Так, например, при введении в какой-либо сплав металла, обладающего низким перенапряжением водорода и обра"-<ующего отдельную структурную составляющую, разряд ионов водорода будет в основном протекать на ней, поскольку энергетически это 6ojiee выгодно. Из-за малого перенапряжения водорода катодная реакция [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...