ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Медь и медные сплавы из "Коррозия химической аппаратуры" В химическом машиностроении наряду с легированными сталями находят широкое применение в качестве конструкционных материалов различные цветные металлы и сплавы, использование которых определяется как особенностями технологических процессов, так и благоприятными физико-механическими и антикоррозионными свойствами этих материалов. [c.245] Медь хорошо обрабатывается как в холодном, так и в горячем состоянии, но обладает плохими литейными свойствами. Свойства меди в значительной степени зависят от условий ее производства, механической и термической обработки и наличия примесей. Наименьшее количество примесей содержит медь марки МО (99,95% Си), а наибольшее количество примесей — медь марки М4 (99,00% Си). [c.246] Примеси, обычно содержащиеся в меди (кислород, сера, висмут, свинец, железо), являются, как правило, вредными. Чем чище медь, тем лучшими механическими свойствами и более высокой коррозионной стойкостью она обладает. Особенно вредной является примесь кислорода, так как эта примесь способствует выделению закиси меди по границам зерен в виде эвтектики, которая является причиной хрупкости и хладноломкости меди при ее обработке в холодном состоянии. При взаимодействии с кислородом и другими окислителями медь не способна к пассивации и защитные пленки на ее поверхности не образуются. [c.246] Висмут практически нерастворим в меди и образует с ней эвтектику, плавящуюся при 270° С и располагающуюся по границам зерен, что влечет за собой разрушение меди при ее горячей обработке — красноломкость. Аналогично висмуту действуют примеси свинца. [c.246] Сера образует с медью эвтектику Си — uoS, которая отрицательно влияет на механические свойства металла, снижая его пластичность при холодной и горячей обработке. [c.247] Примесн железа способствуют измельчению структуры и повышению механических свойств меди, ио теплопроводность и коррозионная стойкость металла при этом понижаются. [c.247] Коррозионная стойкость меди. Медь растворяется в электролитах с образованием одно- и двухвалентных ионов. Нормальный электродный потенциал медного электрода для процесса u- .u +е равен -1-0,52 в, а для процесса Си- Си + + 2е он составляет +0,34 в. Стационарный потенциал меди в 3%-ном Na l около +0,05 а, а в растворе 1 н. НС1 он порядка +0,15 в. [c.247] Так как стандартный потенциал меди гораздо положительнее стандартного потенциала водородного электрода, коррозия медн с водородной деполяризацией не происходит. В отсутствие окислителей медь обладает хорошей стойкостью в водных растворах и в обычных условиях не вытесняет водород из кислот. Процесс электрохимической коррозии меди протекает в окислительных средах (присутствие в растворе кислорода и других окислителей). Медь обычно корродирует, переходя в раствор в виде двухвалентных ионов Си +. [c.247] Положительный электродный потенциал меди сильно раз-благораживается за счет перемешивания электролита или при добавлении в раствор комплексообразователей, таких, как аммиак, аммиачные соли, цианистый калий и др. При доступе кислорода воздуха прн этом образуются комплексные ионы [ u(NH,.)4F+ и [ u( N)4]2 , что усиливает коррозию меди. [c.247] Медь и медные сплавы обладают слабой пассивируемостью. Она достаточно устойчива в неокисляющнх кислотах при отсутствии доступа кислорода в серной кислоте пизких концентраций, соляной кислоте низких и средних концентраций, уксусной, лимонной кислотах и др. Вследствие toi o, что растворы кислот практически всегда содержат кислород, медь в кислотах подвержена коррозии. [c.247] В присутствии воздуха скорость коррозии меди значительно зависит от аниона среды (рис. 172). В соляной кислоте коррозия меди, как видно из приведенных графиков, больше, чем в серной кислоте, вследствие образования комплексов (СиСЦ) -. [c.248] Медь обладает достаточной стойкостью в водных растворах щелочей при значении pH 12 коррозия меди практически прекращается. Дальнейшее повышение pH среды до 14 вызывает незначительное увеличение скорости коррозионного процесса (рис. 173). [c.248] В атмосферных условиях медь относительно стойка вследствие образования защитной пленки, состоящей из нерастворимых продуктов коррозии СиСОз Си(0Н)2. Присутствие во влажной атмосфере сернистого газа и других агрессивных газов значительно усиливает коррозию меди. В этом случае на меди образуется пленка основной сернокислой меди Си304 ЗСи (0Н)2, которая не обладает защитными свойствами. [c.248] В морской воде медь устойчива, однако при больших скоростях движения воды и при доступе кислорода скорость коррозии меди значительна. [c.249] Медь подвергается сильной коррозии и при действии газовых сред — хлор, бром, йод, пары серы, сероводород, углекислота разрушают медь. В особенности интенсивная коррозия меди имеет место при действии на нее водорода при высоких температурах. Этот вид разрушения известен под названием водородной болезни . Технические марки меди всегда загрязнены примесью закиси меди, которая при взаимодействии с водородом восстанавливается до металлической с образованием паров воды. Образующиеся при указанной реакции пары воды стремятся выделиться и нарушают связь между отдельными кристаллитами металла, вследствие чего медь становится хрупкой, дает трещины и не выдерживает динамических нагрузок. С повышением температуры водородная хрупкость меди увеличивается (рис. 174). [c.249] Медь нашла применение в конструкциях только в виде листового материала, так как вследствие невысоких литейных свойств она дает плохое литье. Для изготовления деталей путем отливки обычно применяются медные сплавы, главным образом бронзы и латуни. Первые нашли наибольшее распространение в антикоррозионной технике. [c.249] Бронзы. Бронзами пазьгваются литейные сплавы меди с оловом, алюминием, марганцем и другими элементами. Наиболее широко известны оловянистые бронзы. [c.249] Часто в оловянистую бронзу вводят в небольшом количестве ципк, свинец и др. Циик, вводимый в состав оловянистых бронз, улучшает их литейные свойства, уменьшает интервал кристаллизации, не нарушая однородности сплава, и не влияет существенным образом на механические свойства. Фосфор содержится в бронзе в незначительных количествах при его содержании в сплаве не свыше 1% он улучшает литейные, антифрикционные и механические свойства. Свинец вводится в основном для улучшения антифрикционных свойств оловянистой бронзы. Суммарное содержание других примесей (висмут, железо, сурьма) в оловянистых бронзах допустимо в пределах 0,2—0,4%. [c.250] С целью придания оловянистым литейным бронзам повышенной механической прочности их подвергают специальной термической обработке — гомогенизационному отжигу, в результате которого предел прочности оловянистой бронзы с 14% 8п возрастает с 250—300 до 330—350 Мн1л , а удлинение — с 1—5 до 10—20%. [c.250] Вернуться к основной статье