Железо и сталь. Коррозия в атмосфере

Методы снижения коррозионной активности среды. Наиб, распространенные агрессивные среды-вода, водные р-ры к-т и щелочей, атмосфера, почва. Агрессивность водных сред зависит от растворенных в них Oj и Oj, удаление к-рых является одним из методов борьбы с коррозией железа, стали, меди, латуни, цинка, свинца. Физ. удаление [c.165]

Железо — олово. При контактировании луженой стали-с нелуженой катодом в такой паре является железо, покрытое оловом. Коррозия непокрытого железа при этом значительно ускоряется. То же самое наблюдается и в паре железо — олово на луженой жести. Это покрытие является катодом и электрохимически железо защищать не может. Такое покрытие является эффективным лишь до тех пор, пока оно не нарушено. При его нарушении оно способствует увеличению скорости коррозии железа. Контакт олова с железом следует в атмосферах промышленного и морского районов признать нежелательным. Луженые поверхности требуют дополнительной защиты, что может быть достигнуто пассивированием в окислителях, обработкой силикатами, а также применением жировых смазок и летучих ингибиторов. [c.141]

ЖЕЛЕЗО И СТАЛЬ. КОРРОЗИЯ В АТМОСФЕРЕ [c.9]

Железо и сталь. Коррозия в атмосфере......................9 [c.650]

Горячее цинкование используют для защиты листов кровельного железа, стали, проволоки, сетки, ленты и готовых изделий от коррозии в атмосфере, воде и в ряде нейтральных растворов, в которых цинк обладает коррозионной стойкостью. [c.326]

Железо в морской атмосфере корродирует с относительно большой скоростью. Потери в весе оказываются прямо пропорциональными времени. Введение меди повышает стойкость, однако не настолько, чтобы процесс коррозии сильно затормозился. Более стойкими оказываются стали, легированные не только медью, но и фосфором или молибденом, т. е. стали, принадлежащие к группам III и VI. Весьма полезным оказалось легирование хромом и кремнием медистые стали группы V, содержавшие хром (с 0,5%), кремний (0,75%) и медь (0,2%), обнаружили высокую стойкость в морской атмосфере. По стойкости они превзошли медистые стали, легированные таким дорогим и дефицитным элементом, как молибден. Полезное влияние на поведение сталей в морской атмосфере оказывает марганец. Стали IV группы, содержавшие медь, марганец и кремний, также оказались более стойкими, чем чисто медистые стали. Низколегированные стали, содержавшие медь ( 4j 1,0%), никель (0,6—3,0%), оказались весьма устойчивыми (группа XI). [c.266]

При получении покрытия из расплава в ванну с расплавленным алюминием обычно добавляют кремний, чтобы затруднить образование слоя хрупкого сплава. Полученные из расплава покрытия используют для повышения устойчивости к окислению при умеренных температурах таких изделий, как отопительные устройства и выхлопные трубы автомобилей. Они стойки к действию температуры до 480 °С. При еще более высоких температурах покрытия становятся огнеупорными, но сохраняют защитные свойства вплоть до 680 °С [21]. Использование алюминиевых покрытий для защиты от атмосферной коррозии ограничено вследствие более высокой стоимости по сравнению с цинковыми, а также из-за непостоянства эксплуатационных характеристик. В мягкой воде потенциал алюминия положителен по отношению к стали, поэтому покрытие является коррозионностойким, В морской и некоторых видах пресной воды, особенно содержащих С1" и SO4", потенциал алюминия становится более отрицательным и может произойти перемена полярности пары алюминий—железо. В этих условиях алюминиевое покрытие является протекторным и катодно защищает сталь. Показано, что покрытие из сплава А1—Zn, состоящего из 44 % Zn, 1,5 % Si, остальное — Al, имеет очень высокую стойкость в морской и промышленной атмосферах. Оно защищает также от окисления при повышенных температурах. [c.242]

Контакт нержавеющих сталей с углеродистой сталью в атмосферных условиях может оказаться опасным, так как разность потенциалов между нержавеющей сталью и железом значительна, а анодная поляризация железа в пленках электролитов, возникающих на металлах в промышленной или морской атмосферах, мала. Малая поверхность углеродистой стали может привести к сильной коррозии последней, но обратное соотношение, т. е. контакт малой поверхности нержавеющей стали с большой поверхностью углеродистой, допустим и даже желателен. Равное соотношение поверхностей нержавеющей стали и углеродистой обычно достаточно, чтобы обеспечить защиту нержавеющей стали и не вызвать чрезмерной коррозии углеродистой (табл. 2). [c.7]

Как показывает практика, в атмосфере средней загрязненности коррозионная стойкость этой стали приблизительно на 50% выше коррозионной стойкости обычных углеродистых сталей (рис. 12). -На поверхности атмосферостойких и низколегированных сталей, покрытой равномерным слоем гидроокиси железа, иногда образуются участки сульфатов (только в течение первых двух лет эксплуатации). Примерно после трех лет эксплуатации содержание серы в продуктах коррозии на поверхности металла соответствует ее среднему содержанию во всем объеме продуктов коррозии. С помощью микрозонда было установлено, что со временем на двух- [c.30]

Между содержанием железа и хлора в продуктах коррозии установлена корреляция. Наибольшее содержание этих элементов находится в продуктах коррозии, сформировавшихся в Кобулети, и наименьшее — в Кеда, Результаты этих опытов позволяют сделать следующие выводы скорость коррозии углеродистой стали в приморской зоне при наличии влаги зависит в основном от концентрации солей. Метеорологические элементы в незагрязненной атмосфере мало влияют на скорость коррозии стали. [c.36]

Цинк в субтропической атмосфере при достаточной толщине электрохимически защищает железо и сталь. Олово не обнаружило каких-либо защитных свойств. При малейшем повреждении покрытия железо корродировало во много раз сильнее, чем в отсутствие покрытия. Поэтому в приморской и промышленной атмосферах такие контакты не должны применяться. Дополнительные защитные меры, в частности пассивирование луженых деталей в сильных окислителях с последующим применением масел и смазок или ингибиторов, уменьшали контактную коррозию. [c.84]

Было установлено, что свинцовые пигменты при контакте со сталью могут восстанавливаться до металлического свинца. Для этого необходимо, чтобы в данной среде потенциал стали был отрицательнее стационарного потенциала свинца. При сочетании свинцовых пигментов с цинковой пылью в результате сдвига потенциала стали цинком в сторону отрицательных значений происходит ускоренное восстановление свинцовых пигментов до металлического свинца. На основании этого явления была разработана грунтовка ЭП-060, в которой 20% цинковой пыли заменено свинцовым суриком. При эксплуатации в атмосфере или в электролитах покрытия из грунтовки ЭП-060, нанесенной на сталь, наблюдалось постепенное восстановление сурика и образование на поверхности стали пленки металлического свинца. К моменту, когда цинк перестает действовать в качестве протектора, на стальной поверхности уже имеется достаточно плотный свинцовый слой, который продолжает защищать подложку от коррозии. Свинец, образующийся при восстановлении сурика, не только не препятствует контакту цинка с железом, но даже улучшает его. [c.148]

Никель. Введение в железо 0,1—0,5 % N1 не улучшает стойкость к коррозии в морской атмосфере так, как введение меди. Как видно из рис. 24, для значительного повышения коррозионной стойкости требуются добавки порядка 1—5 % N1. Так, скорость коррозии стали, содержащей 2 % N1, была на 50 % меньше, чем скорость коррозии железа (см. рис. 24). [c.45]

Богатые никелем сплавы железа ведут себя во многом аналогично чистому никелю и в отношении коррозионной стойкости в морских условиях ничем не выделяются. Очень высокой стойкостью в морских атмосферах отличаются сплавы никель — хром, такие как Инконель 600, содержащий 15 % Сг. В условиях погружения эти сплавы, подобно аустенитным нержавеющим сталям, склонны к местной коррозии, в частности к питтингу, [c.75]

Сталь — сплав железа с углеродом, с примесями марганца, кремния, серы, фосфора. Обычная углеродистая С. содержит 0,05—1,5 % С, 0,1—1 % Мп, до 0,4 % 31, до 0,08 % 5, до 0,18 % Р. При большем содержании примесей или при добавке других специальных примесей С. называется легированной. Легирующие элементы Сг, N1, Мп, Си, , Мо, V, Со, Т1, Nb, А1, 2г, Та. Легированные С. обладают высокими механическими и физико-химическими свойствами. Из них изготавливают детали машин, инструменты, резцы, штампы и др. Нержавеющие стали, содержащие до 12 % хрома, устойчивы против коррозии в атмосфере, в кислотах, щелочах, растворах солей. Добавление в С. хрома, кремния и алюминия делает ее жаропрочной, а насыщение поверхностного слоя стали азотом (азотирование) резко увеличивает износоустойчивость стальных изделий. С. обычно изготовляют из чугуна путем частичного удаления из него углерода окислением этот способ получил наибольшее распространение в современной металлургии. Другой путь получения С. состоит в восстановлении железа в железной руде и введении в него требуемого количества углерода и других примесей. [c.126]

Наиболее распространенный тип коррозии — ржавление железа. Этот процесс может зависеть от множества факторов, но здесь мы рассмотрим лишь несколько наиболее важных из них. Железо (или сталь) особенно сильно подвержено коррозии, так как его поверхность обладает высокой реакционной способностью и имеет гетерогенное строение. В электрохимическом отношении железо представляет собой довольно сильно электроположительный элемент по сравнению с водородом, кислородом и другими составляющими атмосферы. Поэтому железо обладает свойствами анода по отношению к примесям, ненапряженным участкам поверхности и другим точкам катодного характера на поверхности металла. Электродные реакции, чаще всего происходящие в процессе ржавления железа и схематически изображенные на рис. 16.13, описываются уравнениями [c.298]

Большое влияние оказывают примеси. Загрязнение воздуха СО2, 802, парами воды вызывает повышение скорости газовой коррозии низкоуглеродистой стали в 1,3-2,0 раза. Нри увеличении содержания оксида углерода (II) — СО — скорость окисления стали понижается. Это явление связывают с тем, что при большом содержании СО на границе сталь-газ устанавливается равновесие 2СО С + СО2. Образующийся при этом атомарный углерод диффундирует в сталь с образованием карбида железа — цементита. Происходит науглероживание стали. Аналогичный процесс при высоких температурах может иметь место и в атмосфере углеводородов. Например, в среде метана устанавливается равновесие [c.58]

Обширные исследования Гуттмана и Середы [138], проведенные на цинке, железе и меди в районах Оттавы, Кюр-Бич, Кливленда и Панамы, показали, что при постоянной концентрации загрязнений в атмосфере коррозионные потери пропорциональны времени существования адсорбированных и фазовых пленок влаги (рис. 20). При этом не имел существенного значения сезон постановки образцов на экспонирование или время начала отсчета коррозионных эффектов (кривые 1—5, рис. 20). Анализ статистического материала свидетельствует о слабом влиянии температуры и чрезвычайно сильном влиянии концентрации сернистого газа на скорость коррозии цинка. Аналогичные зависимости наблюдаются на цинке и стали в атмосфере в присутствии хлоридов (рис. 21). Для меди отмечается заметная температурная зависимость коррозии. [c.183]

При изучении экспериментальных образцов железа или стали в атмосфере различных районов установлено, что в наибольшей степени коррозия наблюдается в индустриальных районах, в наименьшей— в сельских районах [68], что можно объяснить более высокой концентрацией ЗОг в первом случае [69]. В районах с низкой концентрацией ЗОг основными продуктами коррозии железа являются а-РеООН, у-РеООН, Рез04 и другие оксиды аморфной структуры [70]. [c.188]

Цинк широко применяется в качестве антикоррозионного покрытия железа и стали. Коррозии основного металла препятствует пленка нерастворимых основных карбонатов цинка [81], Основным фактором, определяющим скорость коррозии цинка, является концентрация ЗОг в атмосфере [82]. Диоксид серы равномерно поглощается на поверхности цинка [83], причем при увеличении относительной влажности возрастает количество поглощаемого ЗОг [74, 75], Ускорение коррозии цинка под действием ЗОг, возможно, обусловлено образованием растворимого 2п304 на внешней поверхности защитной пленки [84], или действием на эту пленку кислого раствора, образующегося при растворении ЗОг в [c.189]

Присадка кремния в аустенитные стали типа 25—20 повышает их сопротивление окислению при высоких температурах до 1150°С и коррозии в атмосфере продуктов сгорания топлива с повышенным содержанием серы и сернистых соединений. В восстановительных средах пиролиза углеводородного сырья эта сталь более устойчива к науглероживанию по сравнению с обычными хромоникелевыми аустенитными сталями. Однако присадка кремния увеличивает склонность стали к образованию в структуре о-фазы. Чем выше содержание кремния в стали типа 25—20, тем быстрее и в большем количестве выделяется а-фаза, особенно при длительном нагреве в интервале умеренно высоких температур. Эта фаза — очень твердая, хрупкая и немагнитная. Она представляет собой интерметаллнческое соединение железа с хромом типа Ре—Сг и образуется из твердого раствора по схеме у——> а-фаза либо непосредственно у —йт-фаза. [c.30]

Катодные включения (например, Си, Р( ) заметно повышают коррозионную стойкость железоуглеродистых сплавов в атмосфере даже при незначительном их содержании (десятые доли процента меди — рис. 272). В процессе коррозии медистой стали в электролит (увлажненные продукты коррозии) переходит и железо, и медь, но ионы последней, являясь по отношению к железу катодным деполяризатором, разряжаются и выделяются на его поверхность в виде мелкодисперсной меди. Медь является весьма эффективным катодом и при определенных условиях, например, при повышенной концентрации окислителя — кислорода у поверхности металла, что имеет место при влажной атмос( ерной коррозии, и отсутствии депассивирующих ионов, способствует пассивированию железа [c.381]

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]

Диффузионные покрытия (алитирование) получают барабанной обработкой в атмосфере водорода при температуре около 1000 °С в смеси алюминиевого порошка, AljOa и небольшого количества NH4 1. Получается поверхностный сплав алюминия с железом, который обеспечивает стойкость как к высокотемпературному окислению на воздухе (до 850—950 °С), так и к коррозии в серу-содержащей атмосфере (например, при очистке нефти). Диффузионные алюминиевые покрытия на стали обычно не обеспечивают [c.242]

Никель является электроотрицательным металлом (стандартный электродный потенциал .2 1 . = — 0,2Б В), но благодаря склонности к пассивированию приобретает более положительный потенциал и достаточную стойкость против действия атмосферы, щелочей и некоторых кислот. В гальванической паре с железом никель является катодом и, следовательно, надежно заи1ищаст основной металл (сталь) от коррозии только при отсутствии оголенных участков и пор в покрытии. [c.38]

Главный загрязнитель промышленной и городской атмосферы -сернистый газ, который образуется при сжигании серосодержащих топлив всех видов - твердого, жидкого и газообразного. Подсчитано, что количество образующегося сернистого ангидрида составляет 2-8 % сжигаемого топлива, это приводит к появлению в мировом воздушном океане 60—90 млн. т серного ангидрида, в результате чего скорость коррозии в рромышленной атмосфере в десятки раз выше, чем в сельской. Так, по данным Института стали и железа (Великобритания), скорость коррозии стали в г. Хартум (Судан) в 100 раз меньше, чем в г.Тротингеме (Великобритания), воздух которого сильно загрязнен примесями. [c.6]

В связи с тем что с повышением относительной влажности воздуха скорость коррозии увеличивается неравномерно, Вернон ввел понятие о ве-пичине критической влажности воздуха, выше которой скорость коррозии иеталла резко возрастает. Для железа и стали такая критическая точка, 10 Вернону, находится в пределах 63—65% влажности. Выше нее на поверх-юсти металла возникают адсорбционные слои влаги, служащие растворите-1ЯМИ агрессивных компонентов атмосферы. При этом образуется утолщенная 1ленка влаги последняя тождественна по свойствам обычной воде и спо- обна обеспечивать гидратацию ионов металла. Вернон показал также,что отя с повышением влажности, как правило, усиливается процесс коррозии, щнако в некоторых случаях, достигнув определенного предела, он замед- яется [17]. [c.17]

В работе Хадфилда и Мэйна [15] приводятся результаты испытаний, проведенных британским Комитетом морской деятельности. Углеродистые стали четырех различных плавок и три сорта железа испытывались в течение 5 лет в морской атмосфере в Окленде (Новая Зеландия), Плимуте (Англия), Коломбо (Цейлон) и Галифаксе (Новая Шотландия). Данные о средней глубине коррозии для семи материалов графически изображены на рис. 7 (вместе с результатами, полученными прп полном погружении и в зоне прилив-а). Данные о питтинговой коррозии представлены на рис. 8. В Галифаксе, по-видимому, наиболее мягкий климат, а в Коломбо условия наиболее жесткие. Именно в Коломбо наблюдалась наибольшая глубина питтинга на ста- [c.30]

Сварочное железо. Производимое в последнее время в США сварочное железо представляет собой по существу спокойную малоуглеродистую сталь, в которую еще в расплавленном состоянии добавляют окисно-силикатный шлак. Как и углеродистая сталь, незащищенное сварочное келезо подвергается быстрой коррозии прп экспозиции в морской. атмосфере. Представленные на рис. 10 результаты 8-летыих испытаний в Кристобале, организованных ВМС СШ(А [13, 17], позволяют сопоставить коррозионное поведенпе сварочного л(елеза и стали. [c.32]

Данные, графически представленные на рис. 7 и 8, позволяют сравнить коррозионное поведение материалов в атмосфере, в зоне прилива и в условиях погружения. Следует отметить, что во всех местах проведения испытаний максимальная глубина питтинга как на углеродистой стали, так и на катаном железе достигалась в зоне прилива. Соот-нощение интенсивности общей и питтинговой коррозии в разных местах отличалось. Для пластинок из катаного железа наибольшие потерн массы наблюдались в Коломбо, а максимальный питтинг —в Галифаксе. [c.34]

Коррозия начинается с поверхности металла и при дальнейшем развитии этого процесса, как правило, распространяется вглубь. Металл при этом может частично или полностью растворяться или же могут образоваться продукты коррозии в виде тонких нерастворимых плёнок, которые препятствуют дальнейшему а. рессивному влиянию среды (например, коррозия высоколегированных коррозионностойких сталей в воде и атмосфере). Могут образовываться также осадки на металле в виде оксидов и гидроксидов металла (например, ржавчина при коррозии углеродистой стали во влажной атмосфере, гидрат окисла цинка при коррозии цинка в воде, окалина при высокотемпературной коррозии стали в отсутствие влаги и т.д.). При этом под окалиной принято понимать толстые (видимые), более 5000 ангстрем, продукты в основном высокотемпературного окисления, образующиеся на поверхности стали и некоторых других сплавов при взаимодействии со средой, содержащей кислород, в отсутствие влаги. Для железа, в зависимости от температуры окисления окалина состоит в основном из ГеО(вюстиг), (гематит), (магнетит) или их сочетаний. [c.8]

Электрохимическая защита металлов от коррозии. Коррозия - самопроизвольный процесс разрушения металлов под влиянием внешней среды, который возвращает в окисленное состояние металл, с трудом восстановленный из руд. При коррозии происходит гетерогенное окисление металла, сопровождаемое восстановлением какого-либо компонента среды, чаще всего - воды до водорода или растворенного кислорода до воды. Если среда электро-проводна, как, например, поверхностная пленка влаги в контакте с захрязненной атмосферой, то этот процесс носит электрохимический характер и мы имеем дело с электрохимической коррозией (рис. 16.9). Железо (или сталь), которое особенно страдает от коррозии, сначала электрохимически окисляется до иона Ее (напомним, что для этого достаточно, чтобы окислитель имел стандартный восстановительный потенциал выше -0,44 В), переходящего далее под действием воздуха и воды в соединения железа(П1) -ЕеО(ОН) и др. [c.222]

Окружающая среда наряду с усталостью (или без нее) может способствовать стабильному распространению трещины. Явление и процесс самопроизвольного разрушения металлических тел под воздействием окружающей среды называется коррозией. В качестве коррозионной среды в условиях действия внешних нагрузок может выступать я водород, содержащийся в сталях. Для стапей источником водорода может быть вода или водяные пары при непосредственном с ними контакте чистой поверхности. Как показывают экспериментальные исследования, в атмосфере очищенного водорода при давлении 0,098 МПа докритический рост трещины в стали Н-11 происходит при меньшем значении коэффициента интенсивности напряжений, чем в обычных условиях. При этом трещина имеет большую скорость роста, чем в полностью увлажненной среде очищенного аргона (рис. 1.16). Это и есть непосредственная форма водородного охрупчивания [6]. Как известно, в стали водород может находиться в атомарном, а иногда и в ионном состоянии. При нормальных условиях в свободном состоянии водород находится в молекулярном состоянии. В то же время водород может диссоциировать в результате хемосорбции на железе. Это позволяет предпо.1Южи ть, что причиной хрупкости железа может быть абсорбированный водород. Хемосорбция водорода на железе происходит мгновенно, что подтверждается отсутствием инкубационного периода развития у инициированной трещины. [c.426]

Закономерности, установленные при изучении электрохимической кинетики, подтверждаются и прямыми коррозионными опытами, в которых изучалась коррозия железа в пленке 3%-ного раствора Na l (S = 80-10" jn) при различных упругостях водяного пара в воздушной атмосфере (р = 17,0 и р = 7,29 мм рт. сг.). Коррозия изучалась по количеству поглощенного кислорода, которое, как известно, эквивалентно коррозии (рис. 75). Как видно из кривых, количество поглощенного кислорода при давлении паров р = 17,0 мм рт. ст. в 2—3 раза меньше, чем при давлении р = 7,29 мм рт. ст. Иными словами, в опытах, когда относительная влажность воздуха была ниже 100%, л пленка, стало быть, высыхала, скорость коррозии оказалась в несколько ]эаз выше, чем в атмосфере почти 100%-ной влажности [131]. При этом надо, конечно, иметь в виду, что для суммарного коррозионного эффекта важна не только скорость коррозии, но и длительность ее протекания, которая определяется временем пребывания электро- [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология