Железо пассивация в азотной кислоте

ПАССИВАЦИЯ ЖЕЛЕЗА В АЗОТНОЙ КИСЛОТЕ [c.77]

Давно известно, что достаточно крепкий раствор азотной кислоты вызывает пассивацию железа и следовательно, согласно рассматриваемой концепции, образование пассивирующего окисла. Иллюстрацией может служить рис. 1,18 [15]. В азотной кислоте, имеющей концентрацию— 60% железо практически не корродирует, находясь в пассивном состоянии. Кривая скорости коррозии похожа на анодную потенциостатическую кривую, так как [c.209]

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]

В кислотах, обладающих окислительными свойствами (азотная, серная и др.), при высоких концентрациях скорость коррозии ряда металлов уменьшается вследствие пассивации их поверхности. Так, например, скорость коррозии почти прекращается при воздействии на железо концентрированной (выше 80%) серной кислоты в связи с образованием на поверхности металла сульфата железа, нерастворимого в серной кислоте. [c.139]

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]

В азотной кислоте наступает пассивация железа при концентрации кислоты около 50%, что соответствует удельному весу 1,3 или 10 Л , а также в более концентрированных растворах. В этик условиях потенциал железа делается приблизительно равным потенциалу платины. Кривую зависимости скорости коррозии железа от концентрации НМОз ом. на рис. 216. Координаты максимума скорости [c.450]

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]

Именно на железе М. В. Ломоносовым в 1738 г. было открыто явление пассивности. Ученый впервые отметил, что с увеличением концентрации азотной кислоты до некоторого критического значения может наступить почти полная стойкость железа. Однако сейчас, когда детально исследован характер пассивности почти всех металлов, становится ясно, что по своей склонности к пассивации железо нахо- [c.134]

В случае применения твердых металлов, таких, например, как коррозионно-стойкая сталь, мелкие частицы железа или других веществ могут оказаться вдавленными в поверхность в процессе ее обработки они также должны быть удалены. В противном случае эти мелкие посторонние частицы могут вступать в реакцию с теплоносителем тепловой трубы, что затем скажется на работе тепловой трубы. Для обработки поверхностей из коррози-юнно-стойкой стали могут быть применены окислительные препараты, такие как азотная кислота, дихромат натрия, дихромат калия или их смесь. Кроме растворения твердых частиц окисляющее действие этих препаратов приводит также к усилению сопротивления поверхности стали коррозии в результате укрепления естественной пассивной поверхностной пленки. Такая обработка коррозионно-стойкой стали окислительными препаратами известна как химическая очистка или пассивация. [c.170]

В кислотах, обладающих окислительными свойствами, железоуглеродистые сплавы устойчивы. Так. с увеличением концентрации азотной кислоты свыше 30% устойчивость сплавов повышается вследствие их пассивации. При концентрации азотной кислоты от 94 до 98% сплавы железо — углерод разрушаются. Это связано с перепассивацией, т. е. с разрушением 2. Влияние концентрации защитной пленки. В рас- нейтрального раствора соли (МаС ) творах серной кислоты на скорость коррозии железа при при концентрации свыше 18°С. [c.57]

Поведение металлов в растворах кислот определяется способностью этих кислот к пассивации или активации металлов. На рис. 24 представлен характер влияния на коррозию железа соляной (/) и азотной (2) кислот. С увеличением концентрации соляной кислоты коррозия усиливается. Это естественно, поскольку ион хлора является активатором. Иная картина наблюдается при взаимодействии железа с азотной кислотой. Вначале коррозия также усиливается, однако после концентрации 35—40% наступает резкое торможение, вызванное переходом металла в пассивное состояние. В определенном интервале концентраций железо находится в пассивном состоянии, которое нарушается при концентрации, близкой к 100%. Аналогична зависимость коррозии железа от концентрации серной кислоты. Пассивность в этом случае наступает при концентрации 50— 55 %. [c.71]

При травлении легированных сталей применяют присадки селитры либо осуществляют травление в смеси на основе серной кислоты с добавлением азотной и соляной кислот (или поваренной соли и селитры). Нашли применение также растворы азотно-солянокислые, серно-плавиковые, азотно-плавиковые, азотно-солянокислые [65]. При электрохимическом травлении (полировке) используют растворы фосфорной кислоты, иногда с добавлением уксусной кислоты, органических веществ — глицерина и др. Для обработки высоколегированных изделий, особенно труб, широко применяют растворы на основе азотной и фтористоводородной (плавиковой) кислот, а для осветления и пассивации металла — растворы азотной кислоты. В некоторых случаях находят распространение составы на основе солей трехвалентного железа (хлорного и сернокислого), обладающих окислительными свойствами. При электрохимическом травлении, когда окислительно-восстановительные процессы обусловлены явлениями электролиза, в качестве основного компонента раствора применяют нейтральные соли, например сульфат натрия [66]. Фтористый натрий или аммоний, сульфат аммония, а также некоторые окислители (хромат, перманганат калия, перекись водорода, озон и др.) при добавке к кислотным растворам улучшают травление и уменьшают наводороживание поверхности. [c.99]

На таких материалах, как сталь, которая может находиться и в активном, и в пассивном состоянии в испытываемых средах, перед испытаниями обычно создают определенный уровень пассивного или активного состояния в специальных химических растворах. Для нержавеющих сталей обработку проводят в растворах азотной кислоты [6] с целью удаления поверхностных загрязнений, таких как следы железа, оставленного-после обработки инструментами. Такие растворы способствуют также пассивации и соответственно несущественному растворению основного металла. , [c.538]

Благородный металл стимулирует катодную реакцию и таким путем повышает анодную плотность тока до критического значения тока пассивации. Примером могут служить нержавеющие стали или Т) с Рс], Р1 (см. гл. V), которые при таком дополнительном легировании приобретают стойкость в серной кислоте более высоких концентраций и температур. Углерод в стали может действовать подобным же образом, образуя катодные участки цементита (РедС), на которых быстро восстанавливается азотная кислота. Вследствие этого пассивное состояние может возникнуть в менее концентрированной кислоте, чем в случае чистого железа. Вообще вторые фазы, например интерметаллические соединения, могут вызывать пассивность в многокомпонентных сплавах по тому же механизму. [c.242]

Для обеспечения пассивности при повышении температуры обычно необходимо увеличить концентрацию, пассиватора. Способность к пассивации зависит в значительной степени и от рода металла. Так, никель пассивируется легче железа он пассивируется в уксусной, щавелевой, лимонной, борной, фосфорной кислотах и в растворах ряда нейтральных солей. Алюминий пассивируется при действии концентрированных растворов азотной и хромовой кислот. Хром легко переходит в пассивное состояние при действии даже разбавленных растворов азотной кислоты. Легко пассивируются титан и молибден. [c.56]

В основе многих специфических видов коррозии лежит явление ласснвации, т. е. самопроизвольный переход металла в пассивное инертное состояние в данной коррозионной среде. Наблюдая за явлением пассивации железа в азотной кислоте, еще Фарадей предположил, что пассивность железа обусловлена субмикроскопически тонкой пленкой оксида или насыщением валентностей поверхностных атомов металла кислородом. Подобное объяснение сохраняет свою силу и для объяснения пассивного поведения железа, хрома, никеля и их сплавов. В ряде случаев для перехода металла в пассивное состояние достаточно хомосорбированного монослоя (или даже доли его) кислорода. Однако пассивность для ряда металлов может возникать при образовании толстых слоев оксидов (Ti, А1) ли продуктов коррозии (РЬ, Sn, Zn). [c.32]

В азотной кислоте пассивация железа наступает при концентрации кислоты около 50%. При концентрации азотной кислоты 94-100 % железоуглеродистые сплавы вследствие явления перепассива-ции вновь сильно разрушаются. [c.182]

Для доказательства, что именно образование пленки Ре Од ответственно за пассивацию, Э. Хэджс поставил опыты, с помощью которых нужно было установить, совпадает ли поведение пассивного железа с поведением Ге Од в азотной кислоте [18]. Пластинки железа помещались в сосуды с азотной кислотой различной концентрации, находившиеся в термостате при 30 °С (ниже концентрация кислоты дается в объемных процентах по отношению к кислоте плотностью 1,42). Оказалось, что пассивация возможна от 100 до 86%. В пределах 90—86% кислота окрашивалась в желтый цвет, но железо оставалось пассивным и не растворялось со скоростью, которую можно было бы заметить на глаз. При [c.210]

Пассивацию можно наблюдать, когда внезапно прекращается бурная реакция между железом и концентрированной азотной кислотой, или когда прекращается осаждение металлической меди из раствора сульфата меди на образец, предварительно обработанный в азотной кислоте. Пассивное железо характеризуется более благородным потенциалом, чем активное пассивность наступает, когда потенциал превышает некоторое значение, называемое по-< тенциалом пассивации, или Фладе-потенциалом. Железо в пассивном состоянии корродирует незначительно. Например, в 0,1 н. Н2504 скорость его растворения 1,75 сутки) (7- 10 а/см ). [c.97]

Пленка на железном аноде, перешедшем в пассивное состояние в серной кислоте, должна содержать большой избыток кислорода, как это объяснено на стр. 32, если только эта пленка не претерпела восстановления и растворения. Повидимому лучше всего рассматривать эту пленку как окисел железа с растворенным в нем кислородом, но не исключается и наличие определенных более высоких окислов. Вопрос о пленках, полученных погружением в хро.мовый раствор, обсуждается на стр. 379, а вопрос о пленках, образующихся в азотной кислоте, — на стр. 393. Банкрофт и Портер считают,, что пленки на пассивном железе всегда одинаковы, независимо от метода пассивации. Они считают, что пленки состоят из более высокого окисла, сделавшегося стойким благодаря абсорбции, в соответствии со взглядами Бенета и Борнгема , и что, когда пленка снимается, она становится нестойкой, теряет кислород и переходит в РегОз. Для того чтобы принять эту гипотезу разложения во время снятия пленки, необходимы дальнейшие доказательства. Четкое воспроизведение поверхности. металла и удивительная крепость снятой пленки не позволяют предположить разложения, которое, конечно, способствует распадению. Однако идея пленки, делающейся стойкой благодаря абсорбции, была независимо от этого развита Коломбье чтобы объяснить пассивность никеля в кислоте, которая должна была бы растворять обычную форму окиси никеля. [c.94]

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]

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 частности, Эванс, который является сторонником фазовой теории пассивности, считает (если предположить, что переход железа в раствор возможен только на участках с дефектной структурой), что для пассивации достаточно менее одного монослоя кислорода. Однако природа пассивирующего слоя не изменится. Для полной пассивации, по Эвансу, необходимо, чтобы на поверхности металла возникла трехмерная пленка [25]. Аналогичную точку зрения высказал недавно Хор [26]. По его мнению, одного монослоя кислорода может и достаточно для временного уменьшения реакционной способности металла, но для того чтобы металл остался в пассивном состоянии при изменении внешних условий (например, при переносе железа из концентрированного раствора азотной кислоты в разбавленный, которое наблюдали Фарадей и Шенбейн), необходима более толстая окисная пленка. [c.24]

Накопление более стойкой фазы на поверхности, даже не в виде сплошного слоя, может иногда приводить и к значительному снижению скорости коррозии. Это наблюдается в том случае, если основа сплава может переходить в пассивное состояние вследствие смещения потенциала в положительную сторону под влиянием накопления электроположительной фазы. Так, например, установлено, что в растворах азотной кислоты наличие в железе карбидов и графита способствует более легкой пассивации высоцо-углеродистых сталей и чугуна, по сравнению с чистым железом [7]. Подобным примером могут являться также ка-тодно модифицированные титановые сплавы и нержавею-ш,ие стали, которые будут детально рассмотрены ниже. [c.67]

Повышение скорости растворения железа в концентрированной HNO3 при более высоких окислительно-восстановительных потенциалах среды объясняется возможностью образования более растворимых оксидов шестивалентного железа, т. е. процессом его перепассивации. При повышении температуры пассивация железа азотной кислотой затрудняется. Так например, железо не пассивируется, даже в 60—80 %-ной HNO3, если ее температура превышает 80 °С. [c.137]

Механизм процесса МКК в условиях воздействия окислительных сред (типа азотной кислоты) можно представить следующим образом. В результате неблагоприятных условий термообработки или сварки происходит обеднение границ зерен хромом. Диффузия углерода из твердого раствора к границам зерен протекает гораздо быстрее, чем диффузия хрома. Диффузия углерода идет из всей массы зерна, в то время как хром поступает только с пограничных зон аустенита. Содержание хрома в этих зонах падает настолько, что зона теряет способность к пассивации и подвергается быстрому разрушению в окислительных средах. Разрушение малостойких фаз, обедненных хромом, приводит к накоплению продуктов коррозии с высоким содержанием железа, которые автокаталитически ускоряют растворение границ зерен. В местах выделения и постепенного роста вторичной фазы (на границах различно ориентированных зерен) появляются высокие локальные напряжения. Возникают значительные энергетические различия, которые могут проявляться при снижении анодной поляризации в пограничных зонах между зернами, а также недостаточной пассивации границ зерен. [c.471]

Потеря пассивности при контакте с более отрицательным металлом хорошо известна. Так, железо, запас-сивированное в концентрированной азотной кислоте, теряет пассивность при контакте с цинком. Но как пассивация требует некоторого времени, [c.207]

Пассиваторы — это неорганические окислители, обладающие своеобразным свойством исключительно медленно реагировать с железом, находящимся с ними в непосредственном контакте, и значительно быстрее восстанавливаться под действием катодных токов. Они могут сначала адсорбироваться металлической поверхностью, и вследствие этого катодная поверхность увеличивается. Чем выше концентрация пассиватора, тем легче он адсорбируется и тем меньше становится анодная поверхность, что, очевидно, благоприятствует повышению анодной поляризации и в конечном счете пассивации. На основании измерений потенциал — время [10] и при изучении скорости реакции железа, предварительно выдержанного в растворе хромата, с концентрированной азотной кислотой [11] было найдено, что для образования пассивной пленки при погружении железа в 0,1% К2СГО4 требуется примерно от Va до 2 ч, причем в аэрированном растворе нужно менее продолжительное время, а в деаэрированном — более продолжительное. [c.66]

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]

Мы уже указывали, что действие кислот на металлы значительно различается в зависимости от того, имеем ли мы дело с кислотой окислительного или неок целительно г о характера. Применительно к процессам коррозии мы будем относить к неокислительным кислотам такие, в которых при коррозии металлов катодный процесс о гра-ничивается только чисто водородной деполяризацией, а к окислительным кислотам — такие, в которых при коррозии металлов превалирующим катодным шроцессом является окислительная деполяризация, т. е. восстановление аниона самой кислоты. Конечно, нельзя провести резкое разделение кислот на окислительные и неокислительные. Азотная кислота — типичная окислительная кислота, однако при невысоких концентрациях она выступает по отношению к ряду металлов, и в том числе по отношению к железу, как неокислительна л кислота. Серную кислоту чаще можно рассматривать как неокислительную кислоту, но при высоких концентрациях по отношению к железу она может действовать также как окислительная кислота. Тем ие менее в данных условиях (концентрация кислоты, потенциал коррозии данного металла, температура) мы имеем полное право рассматривать данный электролит и, следовательно, кислоту как имеющую преимущественно окислительный либо неокисли-тельный характер. Особенно характерным делается различие в воздействии окислительных или неокислительных кислот на металл в том случае, когда металл склонен к сильной пассивации под влиянием окислителя и к разрушению защитной пленки активными ионами, как это наблюдается для железа. [c.448]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...