ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Окисление и коррозия металлических деталей из "Технохимические работы в электровакуумном производстве" В воздухе промышленных предприятий содержатся пары воды и химически агрессивные газы кислород, двуокись серы, сероуглерод, хлористый и фтористый водород, углекислый газ и т. д. Эти газы могут вступать в химическое взаимодействие с материалом металлических деталей. При взаимодействии металлов с кислородом на их поверхности образуются окислы, а при взаимодействии металлов с агрессивными промышленными газами, загрязняющими атмосферу, — различные химические соединения хлориды, сульфиды, сульфаты, карбонаты и т. д. [c.93] Процесс химического разрушения металлов и сплавов под воздействием загрязненного атмосферного воздуха называется атмосферной коррозией. [c.93] Скорость коррозии значительно увеличивается при повышении влажности воздуха. Водяные пары конденсируются на металлических деталях (особенно, если температура детали ниже комнатной) и образуют на их поверхностях водяную пленку. Сама водяная пленка обычно не коррозирует металл. Но она усиленно поглощает (адсорбирует) из загрязненного воздуха агрессивные промышленные газы, которые соответственно теряют подвижность, приходят в длительный контакт с поверхностью детали и легко вступают с ней в химическое взаимодействие. Поэтому даже очень влажный воздух, если он чист, не настолько опасен в отношении коррозии, как загрязненный воздух промышленных предприятий. [c.94] Некоторые металлы и сплавы, например алюминий, никель, свинец, олово, цинк, вольфрам, хром, молибден, ковар, константан, алюминированное железо, вообще не коррозируются в чистом влажном атмосферном воздухе. У этих металлов и сплавов процесс взаимодействия с кислородом воздуха протекает почти мгновенно. При этом образуется тонкая сплошная окисная пленка, плотно прилегающая к поверхности металла. Эта пленка не пропускает кислорода во внутренние слои металла, защищая их от окисления (там, где нет кислорода, не может быть окисления) и поэтому называется пассивирующей. [c.94] В чистом воздухе пассивирующая пленка и лежащий под ней металл будут химически устойчивы. В загрязненном промышленном воздухе агрессивные газы химически разрушают пассивирующую окисную пленку. При этом изменяется цвет поверхности деталей, на ней появляются цвета побежалости, темные и цветные пятна и т. д. Повышение температуры увеличивает скорость разрушения пассивирующей окисной пленки, а солнечный свет, наоборот, препятствует ее разрушению. Доказано, например, что детали из железа и цинка на солнечном свету химически более устойчивы, чем в темноте. Скорость коррозии резко возрастает также при наличии на поверхностях деталей пыли. В пыльном воздухе коррозия идет значительно интенсивнее. [c.94] Коррозия усиливается также при контакте металла с другими металлами или вообще твердыми телами и при сильной механической деформации детали. При деформации возникают внутренние напрял ения, которые уменьшают коррозийную стойкость. На некоторых металлах и сплавах, например на магнии, железе, пассивирующие окисные пленки вообще не образуются. [c.94] Взаимодействие этих металлов с кислородом протекает медленно, слой окисла получается рыхлым, пористым, несплошным. Кислород через поры окисла имеет возможность проникать во внутренние слои металла и окислять их. Водяные пары также проникают в толщу этих металлов, превращаются там во влагу, что вызывает коррозию — ржавление металла по всей его толщине. [c.94] Для защиты от коррозии такие металлы или сплавы обычно подвергают никелированию, хромированию и т. д. (т. е. покрытию теми металлами, на поверхности которых можно получить пассивирующую окисную пленку). [c.95] Для ускорения образования пассивирующих окисных пленок и закрепления их очищенные детали часто подвергают принудительному окислению при высокой температуре (оксидированию) или обрабатывают специальными пассивирующими растворами, обладающими окисляющими свойствами. Например, пассивирующие растворы бихромата калия (хромпика) и хромового ангидрида снабжают металлическую поверхность детали кислородом, необходимым для создания защитной окисной пленки. К пассиваторам относятся также растворы тринатрийфосфата и силикатов, создающие на поверхности металлов соответственно защитные фосфатные и силикатные пленки. Пассиваторы действуют только в нейтральной среде. В кислой среде пассивирующие пленки растворяются кислотой. [c.95] Пассивирующая окисная пленка на поверхности деталей должна иметь очень малую толщину (не более 100—150А). Только в этом случае она почти не изменяет электрические, механические и вакуумные свойства металлических деталей. [c.95] Толщина окисной пленки увеличивается с повышением температуры окружающего воздуха. При таких технологических операциях, как прокатка, протяжка, вварка в стекло, отжиг и т. д., металлическая деталь соприкасается с кислородом воздуха при высокой температуре и на поверхности детали образуются толстые окисные пленки. Например, если при комнатной температуре поверхность детали из нержавеющей стали покрывается не видимой невооруженным глазом окисной пленкой толщиной всего 15—150 А, то при температуре 200—500° С толщина этой пленки составляет уже 400—1200 А. Пленка становится видимой и по мере увеличения толщины будет приобретать соответственно желтый, оранжевый, красный, лурпурный и синий цвета. Наиболее толстые пленки (в несколько микрон) имеют фиолетовый и черный цвет. [c.95] Вернуться к основной статье