Коррозия железа во влажном воздухе

Рис. 38.7. Схема основных процессов электрохимической коррозии железа, содержащего медное включение, во влажном воздухе.

Какое покрытие металла называется анодным и какое катодным Назовите несколько металлов, которые могут служить для анодного и катодного покрытия железа. Составьте уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии железа, покрытого медью во влажном воздухе и в сильнокислой среде. [c.404]

Основной реакцией процесса коррозии металлов при контакте их с водой или влажным воздухом является вытеснение водорода, в случае железа протекающее по схеме [c.438]

Во влажном воздухе протекает коррозия железа, называемая ржавлением [c.187]

Рис. 90. Прибор для изучения скорости коррозии железа во влажном воздухе

В качестве примера рассмотрим процессы, происходящие при коррозии металлической пары железо—медь во влажном воздухе (рис. 38.7). [c.689]

Опыт 10.101. Коррозия железа во влажном воздухе (групповой) [c.216]

Этот тип коррозии наиболее распространен. Так, при соприкосновении железа с медью во влажном воздухе образуется гальванический элемент, в котором анодом является железо, а катодом — медь [c.192]

Если взаимодействию с влажным воздухом или водой подвергается химически чистый металл, то выделяющийся первоначально водород в большей или Меньшей степени удерживается его поверхностью и предохраняет последнюю от дальнейшей коррозии. При наличии контакта двух разных металлов создается гальваническая пара (V, 8 доп. 1), причем водород выделяется на менее активном из них, который тем самым и предохраняется от коррозии. Напротив, более активный металл в этом случае разрушается быстро. Поэтому, например, ржавление оцинкованного железа, с одной стороны, и луженого — с другой, при нарушении цельности защитного слоя протекает различно. В первом случае (рис. Х1У-6а) местное повреждение поверхности ведет к дальнейшему разъеданию защитного слоя цинка, тогда как ржавление железа задерживается. Во втором (ри . Х1У-6б), начиная от поврежденного места, происходит дальнейшее ржавление железа под остающимся неизменным слоем олова. Оперенными стрелками на обеих схемах рис. XIV показано направление перехода электронов в соприкасающихся металлах. [c.447]

Влажность воздуха относится к важнейшему фактору. определяющему скорость коррозии. Однако, как мы уже указывали, наличие в воздухе одних только водяных паров само по себе, как бы не велика была их упругость, не приводит к заметной коррозии. Чистый влажный воздух даже при относительной влажности, равной примерно 100%, весьма слабо действует на железо и медь. [c.175]

Особенно широко распространен процесс коррозии с кислородной деполяризацией. Он наблюдается в случае коррозии металлов в воде, почве и т. д. Примером может служить ржавление железа во влажном воздухе, при котором продуктом коррозии является гидрат закиси железа, постепенно окисляющийся до гидрата окиси железа [c.134]

Изучение скорости коррозии железа во влажном воздухе [c.182]

Примером может служить коррозия технического железа на воздухе, когда оно покрыто влажной пленкой или же находится в растворе электролитов с незначительной концентрацией Н+. Таким образом, электрохимическая коррозия в нейтральной среде происходит с поглощением кислорода. Продуктом коррозии является гидроксид железа (II), постепенно окисляющийся до гидроксида железа (III). Ионы примеси, растворенной в воде, необходимы только для увеличения электропроводности воды, которая без них очень мала. В процессе коррозии железа протекают реакции [c.170]

При работе гальванического элемента, образовавшегося при коррозии алюминия, находящегося в контакте с железом в среде влажного воздуха, за 1 час работы на железном катоде восстановился кислород объемом 0,025 л. Определите, насколько уменьшилась при этом масса алюминиевого электрода и чему равна сила тока, прошедшего во внешней цепи гальванического элемента. [c.154]

Состав воздушной атмосферы зачастую оказывает решающее значение на скорость коррозии. Так, например, чистый влажный воздух даже при относительной влажности, равной 100%, весьма слабо действует на железо и медь. При наличии в атмосфере всего лишь 0,01% 50а скорость коррозии возрастает в 100 раз. [c.191]

Защитные свойства оксидных пленок в основном зависят от соответствия кристаллохимических структур металла и пленки. Так, безводная окись железа РезОд имеет кубическую структуру — такую же, как и у самого железа. Этот окисел в состоянии защищать металл от дальнейшей коррозии. В то же время образующаяся во влажном воздухе ржавчина представляет собой гидратированную окись железа Ре,Од-Н. О, имеющую ромбическую структуру, т. е. иную, чем железо. Таким несоответствием в кристаллических решетках ржавчины и железа и объясняется отсутствие защитных свойств у ржавчины. [c.358]

Обычное железо содержит различные примеси, ускоряющие его коррозию во влажном воздухе. Пленка ржавчины хрупка и пориста. Поэтому она не изолирует железо от соприкосновения с окружающей средой и не предохраняет его от дальнейшего окисления. Железо хорошо растворяется в разбавленных минеральных кислотах, с кислородом образует ряд соединений закись железа РеО, магнитную окись железа Рез04 и окись железа РегОз. [c.170]

Разрушение металлов зависит также от свойств образующихся пленок. Поэтому при большой термодинамической возможности протекания процесса окисления некоторые металлы, как, например, алюминий, оказываются весьма устойчивыми в атмосфере влажного воздуха вследствие образования оксидных пленок. Другие металлы, наоборот, при меньшей термодинамической возможности протекания процесса корродируют очень сильно. В этом отношении характерно поведение железа, которое в атмосферных условиях подвергается очень сильной коррозии. [c.7]

Способность металлов пассивироваться широко ис- пользуют для их защиты от коррозии. Например, известно, что хранение лезвий безопасных бритв в растворах солей хромовых кислот позволяет дольше сохранять их острыми. В ином случае под действием влажного воздуха железо, особенно на острие лезвия, окисляется и покрывается рыхлым слоем ржавчины. [c.149]

Электрокоррозия. Окислительно-восстановительный процесс, сопровождающийся окислением данного металла и восстановлением окислителя на его поверхности, называется коррозией этого металла. Коррозия может быть химической и электрохимической. Если металл взаимодействует с сухим, т. е. лишенным влаги, газом (кислородом, сернистым газом, сероводородом, хлористым водородом и т. п.) или с жидким неэлектролитом (бензином, смолой и т. п.), то коррозия называется химической. Коррозия называется электрохимической, когда при соприкосновении металла с влажным воздухом или с растворами электролитов образуются непрерывно действующие гальванические микроэлементы, в которых более активные составные части металла служат отрицательными электродами- (анодами) и поэтому окисляются, а менее активные — положительными электродами (катодами), на которых окислители восстанавливаются. В случае совершенно чистых металлов активными участками (анодами) являются более мелкие кристаллики, ребра, вершины или более значительные дефекты решетки, а менее активными (катодами) — более крупные кристаллики, грани и менее значительные дефекты кристаллической решетки. Например, в сталях катодными участками являются различные карбидные включения, а анодными — сам металл (железо). [c.310]

Олово — металл светло-серого цвета с атомной массой 118,7, валентностью 2 и 4, плотностью 7,3 г/сы удельное электросопротивление олова ОД 15 Ом-ым, температура плавления 232 °С. Для олова характерны высокие пластичность и вязкость, твердость оловянных покрытий колеблется от 120 до 200 МПа. Олово устойчиво в воде, не корродирует во влажном воздухе, даже содержащем сернистые соединения В минеральных кислотах скорость коррозии олова в значительной степени зависит от наличия Б растиорах кислорода, который резко увеличивает ее. Примеси с низким перенагряжекием водорода также усиливают коррозию олова. Стандартный электродный потенциал олова —0.14 В по отношению к его двухвалентным нонам и -1-0.01 В н четырехвалентиым. Относительно железа олово электроположительно, поэтому оно не защищает железо от атмосферной коррозии. Электрохимическую защиту от коррозии оловянные покрытия обеспечивают изделиям из медн. Оловянные покрытия — эффективный барьер для серы н азота [22, 31. 37, 44]. [c.83]

Вопрос о том, как далеко пойдет разрушение металлической структуры, зависит от свойств образующихся пленок. Поэтому при большой термодинамической возможности для протекания процесса окисления некоторые металлы, как, например, алюминий, оказываются вследствие образования окис-ных пленок, тормозящих дальнейший процесс окисления, весьма устойчивыми в атмосфере влажного воздуха. Другие металлы, наоборот, при меньшей термодинамической возможности протекания процесса корродируют очень сильно. В этом отношении характерно поведение железа. Для него отношение рабочей функции к теплоте сублимации несколько больше единицы, что характерно для металлов, находящихся в пассивном состоянии. На самом же деле, как известно, железо в атмосферных условиях подвергается очень сильной коррозии. Однако следует заметить, что в сухом воздухе железо находится в пассивном состоянии и корродирует быстро лишь в присутствии паров воды. [c.8]

Так, хлористый натрий обладает свойством превращаться в процессе электролитического разложения в мягкий металл натрий и зеленовато-желтый газ — хлор. Водный раствор хлористого натрия обладает также свойством образовывать белый осадок при добавлении к нему раствора азотнокислого серебра это соединение обладает и многими другими химическими свойствами. Свойство железа — легко реагировать с кислородом во влажном воздухе и образовывать при этом ржавчину в то же время установлено, что сплав железа с хромом и никелем (нержавеющая сталь) не подвергается такому процессу коррозии. Этот пример показывает, какое большое значение для техники имеют химические свойства материалов. [c.21]

Коррозия железа и стали в лресной и морской воде, а также во влажном воздухе, коррозия цинка во многих нейтральных средах Протекает с кислородной деполяризацией. В атом случае катодные участки микроэлементов следует рассматривать как кислородные электроды, на которых идет процесс восстановления кислорода, т. е. взаимодействие атомов кислорода с электронами и водой с образованием ионов гидроксила. Для процессов с кислородной деполяризацией характерно возникновение гальванических пар, называемых парами дифференциальной аэрации. В таких элементах те участки поверхности металла, куда кислород попадает легче, становятся катодами, а поверхность металла, к которой кислород поступает труднее, становится анодом. Между анодной и катодной частями возникает ток и начинается коррозия, при которой разрушается анодная часть, куда кислород поступает в мецьших количествах (подводные части металлоконструкций, глубокие трещины и т. д.). [c.270]

Первичным продуктом коррозии железа является гидроокись железа, которая неустойчива на воздухе и окисляется до РбаОз-НгО или до РеО (ОН) в а- и умодификациях. При избытке кислорода образуется парамагнитная -модификация, а при ограниченном доступе кислорода или влажном воздухе — ферромагнитная у-модификация от черного до темно-зеленого цвета. Первоначальные продукты коррозии, содержащие обе модификации, с течением времени дегидратируются и переходят в РегОз. Количество воды, содержащейся в продуктах коррозии, выще теоретического значения на 10%. Свободная вода удаляется легко, а химически связанная — только при нагревании до 400°С. Темноокращенные коррозионные продукты после дегидратации превращаются в черный стабильный магнетит. Спустя 3—4 месяца они становятся твердыми и почти нерастворимыми в кислотах при обычной температуре или же слабо растворимыми при повыщенной температуре. [c.81]

Железо — металл средней активности. Во влажном воздухе или в воде при обычных условиях легко окисляется до гидрюксида с переменным содержанием воды (ГегОз пНгО). Образующаяся бурая рыхлая масса называется ржавчиной. Разрушение железа под действием химически активной окружающей среды — один из основных коррозионных процессов. От коррозии ежегодно гибнет значительная часть производимого железа, в некоторых странах до 25%. В настоящее время успешно применяются такие методы борьбы с коррозией, как защитные покрытия, легирование (т. е. введение добавок), применение ингибиторов — веществ, тормозящих реакции окисления и гидратации. [c.156]

При потенциалах ниже —1,1 В соответствует именно водородаому растрескиванию [58]. К тому же при повышенной температуре стали разрушаются от КРН в воде быстрее, чем при комнатной при водородном растрескивании (катодная поляризация), напротив, время до разрушения снижается по мере повышения температуры. Механическая обработка высокопрочных сталей повышает устойчивость к КРН (критический потенциал становится положительнее потенциала коррозии), тогда как устойчивость к водородному растрескиванию падает. Следовательно, на практике важно иметь в виду, что тросы мостов, изготовленные из высокопрочной стали, должны пройти холодную обработку, чтобы уменьшить опасность растрескивания во влажном воздухе. Без такой обработки тросы разрушаются преждевременно несмотря на достаточный запас прочности, как это имело место в США и других странах. Более того, обезуглероженная с поверхности высокопрочная сталь (т. е. с более мягкой поверхностью) не разрушается в кипящей воде или в 3 % растворе Na l, но быстро растрескивается при катодной поляризации. Назначительное количество водорода, образованного в результате реакции железа с водой, не оказывает влияния на твердые подповерхностные слои стали. Адсорбированная вода в большей степени, чем растворенный в решетке водород, является причиной растрескивания высокопрочных сталей и, возможно, высокопрочных мартенситных и дисперсионнотвердеющих нержавеющих сталей, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов, а также - и -латуней — все они склонны к разрушению в присутствии влаги. [c.152]

Лабораторные исследования [84] показали, что для возникновения фреттинг-коррозии при трении стали о сталь требуется кислород, а не влага. Разрушение во влажном воздухе меньше, чем в сухом еще меньшие разрушения наблюдаются в атмосфере азота. С понижением температуры коррозия усиливалась. Таким образом, становится очевидным, что механизм фреттинг-коррозии не электрохимический. Разрушение увеличивается с возрастанием нагрузки вследствие интенсивного питтингообразования на контактирующих поверхностях, так как продукты коррозии, например а-РсаОз, занимают больший объем (в случае железа — в 2,2 раза), чем металл, из которого образуется данный оксид. Так как при колебательном скольжении оксиды не могут удаляться с поверхности, их накопление ведет к локальному увеличению напряжения, а это ускоряет разрушение металла в тех местах, где скапливаются оксиды. С увеличением скольжения фреттинг-коррозия также возрастает, особенно при отсутствии смазки на. трущихся поверхностях. Увеличение частоты при одном и том же числе циклов снижает разрушение, но в атмосфере азота этого эффекта не наблюдается. На рис. 7.19 представлены графики зависимости фреттинг-коррозии от разных факторов. Заметим, что скорость коррозии в начальный период испытаний больше, чем при установившемся режиме. [c.165]

В первом случае местное повреждение поверхности приводит к ржавлению железа под остающимся неизменным слоем олова. Во втором случае, наоборот, происходит разрушение покровного слоя цинка, тогда как коррозия железа задерживается. Это происходит оттого, что железо более активно, чем олово, и менее активно, чем цинк (в ряду активности металлов цинк стоит перед железом, а олово — после железа). При ржавлении образуется вначале гидроокись железа (II), которая окисляется во влажном воздухе в гидроокись железа (III) по уравнению 4Ре(0Н)2 + 02 + 2Н20->-- -4Ре(ОН)з или (электродное уравнение) 02 + 2Н20-Н4е-- 40Н-Корро п1я такого типа обычно происходит в нейтральных водах Кислород содержится в воде, но по мере связывания может посту пать из воздуха. Коррозия с поглощением кислорода часто прини мает точечную форму, которая сопровождается вздутием поверх ности над пораженными местами. Например, это наблюдается при точечной коррозии магистральных трубопроводов для горячей во- [c.176]

Процессы, протекаюш,ие при макрогальванокоррозии, рассмотрим на двух примерах, представляюш,их практический интерес коррозию железа в контакте а) с цинком и б) с оловом во влажном воздухе. [c.361]

Этот процесс играет доминирующую роль в атмосферной коррозии стали. Образующийся при этом гидрат закиси железа подвергается дальнейшему превращению. Установлено, что гидроокись железа является гетерогенной смесью разных соединений, таких, например, как а (гетит), -РеООН (лепи-докрокит), окись-закись железа РезО (последняя содержится в продуктах коррозии в виде модификации магнетита [65]. Соотношение указанных модификаций находится в тесной связи с условиями окружающей среды. Например, а-модификация образуется при избытке кислорода, 7-модифи-кация — во влажном воздухе или при недостатке кислорода [66]. Количественное соотношение между этими модификациями и их физикохимические свойства определяют защитную способность образующихся продуктов коррозии. [c.63]

Цинк — синевато белый металл, обладающий средней твердостью. При комнатной температуре он хрупок, но при температуре 100—150 °С отличается ковкостью и тягучестью, а выше 150 °С снова становится хрупким. Это активный металл, занимающий в ряду напряжений место до водорода он вытесняет водород даже из разбавленных растворов кислот. На влажном воздухе цинк окисляется, покрываясь прочным слоем основного карбоната цинка 2п2СОз(ОН)2, предохраняющим его от дальнейшей коррозии. Благодаря этому свойству цинк и находит свое важнейшее применение в качестве покрытия, предохраняющего железо от ржавления. Железную проволоку или листовое железо, предварительно протравленные серной кислотой или очищенные пескоструйным аппаратом, погружают в расплавленный цинк тонкий слой цинка при этом плотно пристает к железу. Железные изделия, имеющие сложную форму, покрывают цинком электролитическим способом. [c.568]

В следующих опытах железные опилки подвергались 28-часовому действию влажного воздуха с содержанием 0,02—0,1% сероводорода, после чего они юставлялись на воздухе в течение 72 чаоов во влажном состоянии. На образовавшуюся бурую массу. действовали вначале сероводородом, а затем кислородом. Результаты опытов приведены в табл. 34. Из данных таблицы видно, что чаличие продуктов коррозии спосо1бствовало образованию некоторого количества активного сульфида железа, так как при пропускании кислорода температура поднималась до 32°. [c.109]

Во влажном воздухе в обычных условиях ржавеет. По составу ржавчина близка к гидроокиси железа Ре(0Н)з. Ржавчина ложится на поверхность железа рыхлым пористым слоем и не заш,ищает металл от дальнейшей коррозии. [c.175]

Свойства. Медь — светлокрасный ковкий металл. По своей прочности она следует за железом. По теплопроводности медь уступает золоту и серебру, а по электропроводности она ближе всего к серебру. Даже небольшие количества примесей, особенно мышьяка, весьма заметно отражаются на электропроводности. меди. Сухой воздух не окисляет медь, но во влажном воздухе, содержащем двуокись углерода, медь покрывается слоем основного карбоната, защищающим мегалл о дальнейшей коррозии. Чистая вода е оказывает заметного действия на медь, но горячая вода, содержащая растворенный кислород, вызывает коррозию. Важными сплавами меди являются латунь, бронза и нейзильбер (аргентан). [c.148]

Основные соли многочисленны и имеют определенное практическое значение. Основные соли образуют такие элементы, как бериллий, магний, алюминий, многие из переходных металлов А-подгрупп (например, титан, цирконий), Зс -элементы, такие, как железо, кобальт, никель, 4/- и 5/-элементы (церий, торий, уран) и большинство элементов Б-подгрупп, в частности медь(П), цинк, индий, олово, свинец н висмут. Образующиеся при действии кислорода и влаги иа сульфидные и другие руды, они входят в обширный класс вторичных минералов, а некоторые из них являются продуктами коррозии металлов. Минералы брошантит Си4(0Н)б504 и атакамит Си2(ОН)зС1 образуются в виде налета на меди под воздействием окружающей среды лепидокрокит 7-Ре0(0Н) образуется при ржавлении железа, а гидроцинкит 2п5(0Н)б(С0з)г является обычным продуктом коррозии цинка во влажном воздухе. Белый свинец РЬз(0Н)г(С0з)2 является представителем большого числа основных солей, используемых в качестве пигментов, в то время как М 2(ОН)зС1-4Н20 образуется при схватывании цемента Сореля. [c.373]

Наряду с оксидированием в промышленности для защиты металлов от коррозии применяется также фосфатирование — процесс получения на поверхности стали пленки фосфорнокислой соли железа и марганца. Образующаяся пленка фосфатов, как и оксидная пленка, черного цвета и обладает высоким омическим сопротивлением. Исходным продуктом для фосфатирования является комплексная соль гидрофосфатов железа или марганца ( Мажеф ) Ме(Н2Р04)з (Ме — железо или марганец). Фосфатирование проводят при температуре 350—370° К. При этом поверхность изделия покрывается плотной труднорастворимой пленкой, состоящей из трехзамещенных фосфатов железа и марганца. Одним из наиболее распространенных методов защиты металлов является электролитическое покрытие, в частности лужение и цинкование. Олово не окисляется под действием влажного воздуха, не реагирует с разбавленными и крепкими растворами серной, соляной и азотной кислот, медленно растворяется в концентрированных щелочах. В неорганических кислотах олово имеет более положительный потенциал, чем железо. В этом случае слой олова, нанесенный на железо,предохраняет его от коррозии чисто механически. До тех пор,, пока слой олова, нанесенный на железное изделие, остается неповрежденным, это изделие ведет себя в смысле взаимодействия с окружающей средой как чистое олово. Если же в каком-либо месте луженного железа слой олова окажется нарушенным, то в этом месте в присутствии влажного воздуха начинает работать гальванический элемент [c.316]

На рис. 122 показано влияние углекислого газа на коррозию железа как Б относительно влажном воздухе (99%), так и в воздухе, влажность которого постепенно повыг алась. Из приведенных кривых видно, что в обоих случаях коррозия железа в присутствии углекислого газа (0,03%) была ниже, чем в чистом воздухе. Аналогичная картина наблюдалась и в атмосферах, насыщенных парами воды, т. е. в условиях, когда железо находилось над поверхностью воды и где вследствие колебания температуры возможна была капельная конденсация (рис. 123). Уменьшение коррозии железа в присутствии углекислого газа объясняется некоторыми исследователями модификацией структуры геля первичной гидроокиси железа. [c.190]

Коррозия в воздухе при различных температурах. Под действием воздуха или некоторых газов на металл изменяется состояние его поверхности, причем характер и степень этого изменения определяются как свойствами металла, так и свойствами и составом газовой среды, соприкасаюш,ейся с металлом. В некоторых случаях на поверхности металла образуется только очень тонкий слой продуктов (потускнение, потемнение, побежалость), но очень часто под воздействием газа происходит сильное разъедание металла (например, процесс ржавления железа во влажном воздухе). При окислении железа образуется в зависимости от условий три оксидных слоя, содержащих РеО, Рез04 и РеаОз. [c.295]