ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Повышение коррозионной стойкости нержавеющих сталей, титана, циркония, хрома при легировании их катодными присадками из "Пассивность и защита металлов от коррозии" При разборе механизма повышения пассивируемости в качестве иллюстрации рассмотрены случаи повышения коррозионной устойчивости некоторых сплавов при катодном легировании. [c.95] Указывается [138] на возможность повышения коррозионной стойкости нержавеющей стали, используемой в ядерных реакторах, путем легирования ее платиной. Результаты испытаний при 250° С в растворе тяжелой воды, содержащей уранилсульфат и сульфат меди, показали, что введение в сталь 0,5% Pt снижает скорость коррозии с 0,89 до 0,38 жж/гсЗ. При повышении скорости движения раствора значительных улучшений от катодного легирования стали не наблюдалось. Однако в растворах, содержащих уранилнитрат и нитрат меди, коррозионная стойкость была увеличена как при малой, так и большой скорости движения раствора. Сообщается, что дальнейшие коррозионные испытания нержавеющих сталей с 0,5% Р1 будут предприняты в гомогенных реакторах, в которых могут быть использованы в качестве топлива растворы уранилнитрата и ураиилсульфата. [c.96] Еще более эффективное действие катодные присадки оказывают на повышение коррозионной стойкости хромистых сталей. Хромистая сталь Х27 корродирует с большой скоростью в растворах серной кислоты. Легирование стали Х27 0,5% Р1, 0,71% Р(1 или 1,1% Р(1 в сильной степени повышает коррозионную стойкость этой стали как при комнатной температуре (рис. 66), так и при 100° С (рис. 67) [133]. Результаты коррозионных испытаний показывают, что наиболее эффективна добавка 0,5% Р1. Лишь немного менее эффективно // г действует добавка палла-, г/м-час дия. При увеличении в сплаве палладия с 0,71% до 1,1% коррозия стали снижается, приближаясь к уровню коррозии стали с 0,5 Р1. [c.97] В общем, в результате этих исследований можно заключить, что введение катодных присадок в высокохромистые стали создает возможность самонассивации этих сталей в широком интервале температур и концентраций серной кислоты, т. е. в таких условиях, в которых без дополнительного катодного легирования хромистые стали находятся в активном коррозионно-неустойчивом состоянии. [c.97] являюш ийся важным компонентом нержавеюш,их сталей, легко пассивируется. Поэтому естественно ожидать повышения коррозионной стойкости самого хрома при легировании его катодными присадками, что и было подтверждено в исследованиях Н. Грина, К. Бишопа и М. Стерна [144]. Показана возможность пассивирования хрома при анодной поляризации не только в растворах серной кислоты, но также и в соляной кислоте (рис. 69). Заметим, что при анодной поляризации в соляной кислоте не наблюдалось питтинговой коррозии во всей области потенциалов пассивного состояния, вплоть до перехода стали в транснассивное состояние. [c.98] Примечание. Буква р означает, что образцы полностью растворились за время испытания. В скобках приведены данные для образцов, которые активировались контактированием с железной проволокой в течение 1 мии. [c.99] Скорость коррозии (в г/м час) титана и сплавов титана с или Рг в соляной кислоте. [c.102] Аэрированный раствор температура 70° С. [c.102] Титан с палладием показал также большие преимуш ества перед титаном при автоклавных испытаниях в ряде кислот при 190° С (табл. 14). Из данных табл. 14 следует, что в отсутствие окислительных добавок нелегированный титан быстро разрушается, а сплав титана с палладием устойчив в растворах серной и соляной кислот 5%-ной концентрации. В присутствии кислорода чистый титан устойчив только в растворе, содержащем не более 1% На804, а область устойчивости титана с палладием расширяется до 10%-ной Н2304. В растворах, содержащих очень сильный окислитель в виде хлора, а также в горячих растворах фосфорной кислоты, как следует из табл. 13 и 14, не наблюдается большой разницы в поведении титана и сплава титана с палладием. Это определяется коррозионной неустойчивостью самого палладия в этих условиях. [c.106] Как указывалось выше, дальнейшего повышения коррозионной стойкости сплавов титана с палладием можно добиться легированием титана такими компонентами, как хром, молибден. Проведенное нами и Р. М. Альтовским [126] исследование коррозионной стойкости сплавов титана с 0,1 и 2% Р(1, легированных 15% Мо или 15% Сг, показало, что как при комнатной, так и лри температуре кипения в растворах серной и соляной кислот тройные сплавы Т1—Р(1— Мо и Т1—Р(1—Сг имеют повышенную коррозионную стойкость по сравнению со сплавами Т1 — Р(1 (рис. 70, а — г). [c.106] В работе М. Стерна и К. Бишопа [137] были изучены коррозионные свойства сплавов Т1—Мо—Р(1, содержащих от 5 до 40% Мо и 0,2% Р(1. Исследования проводились как в окислительных, так и восстановительных средах. Титан, обладая высокой коррозионной стойкостью в окислительных средах, корродирует с большой скоростью в восстановительных средах, что затрудняет го использование в химических производствах, в которых происходит изменение состава среды от окислительной к восстановительной. Результаты испытания в окислительных средах (кипящих растворах 65%-ной НМОз, 30%-ной РеС1д, 10%-ной СгзОз, 10%-ной НС1 (содержащей 16 г/л РеС1д) показали, что добавки палладия не изменяют коррозионную стойкость титана. При легировании титана молибденом в количествах, превышающих 15— 20%, наблюдается сильное понижение коррозионной стойкости сплавов в указанных выше средах. [c.106] Примечание. Буква р означает, что образец полностью растворился. [c.107] Сплавы с 30 и 40% IVio, хотя и обладают высокой коррозионной стойкостью в восстановительных средах, но имеют в окислительных средах более низкую стойкость по сравнению с Ti и сплавами Ti с 20% Мо, содержащих Pd. Таким образом, в коррозионном отношении сплав Ti—20% Мо—0,2%Pd — наилучший после тантала, так как имеет высокую коррозионную стойкость в окислительных и в восстановительных условиях. [c.107] При исследовании коррозионной стойкости сварных образцов из сплавов Ti—Pd(0,l 0,5 и 1,0%) в кипящих растворах СО.ЛЯНОЙ и серной кислот не было обнаружено на шве и в около-шовной зоне какого-либо преимущественного разрушения [140]. [c.107] Введение около 0,1% Pd в различные сплавы титана, например, титан с 4% А1 и 4% V, титан с 6% Л1 и 4% V, титан с 9% А1 и 3% V, значительно улучшает их коррозионную стойкость в растворах 20%-ной НС1 и в НС1 такой же концентрации с небольшими добавками HNO3 [142]. [c.107] Однако следует отметить, что легирование Zr катодными присадками не всегда может привести к повышению его коррозионной стойкости. Известно [149, что Zr при анодной поляризации в растворах, содержащих 1 (НС1, Na l), растворяется при потенциалах -Ь0,15 в. Поэтому смещение нри катодном легировании стационарного потенциала в положительном направлении, в область анодного растворения, соответствует не уменьшению, а увеличению скорости коррозии. [c.108] Характерно, что в отличие от легирования, неносредственно повышающего анодную пассивируемость, нанример, при введении хрома в железо, когда требуется значительный процент легирующего компонента, легирование благородными добавками, повышающими эффективность катодного процесса, приводит к пассивированию сплава при сравнительно малых процентах легирования (1, 0,1, а иногда и 0,01%). [c.108] Основные условия положительного эффекта катодного легирования пассивируемость металлов или сплавов в данных условиях не слишком большие критические токи пассивирования, которые могли бы быть перекрыты током катодного процесса (при потенциале пассивирования п) достаточно отрицательное значение потенциалов нассивирования Еа и полного пассивирования Ецп Для того, чтобы вводимый катодный компонент смог сместить общий потенциал коррозии системы Ех в зону более положительных потенциалов отсутствие явления перепассивации или анодного пробоя нленки при потенциалах, которые могут устанавливаться при введении катодных легирующих добавок. [c.109] Отвечает ли данная конкретная система этим условиям, можно с исчерпывающей полнотой определить из анализа анодных и катодных поляризационных (потенциостатических) кривых для анодного и катодного процессов в предполагаемых условиях коррозии. [c.109] Вернуться к основной статье