Катодные фазы в сплавах

Если основа сплава менее стойка, чем фазовые включения, как это показано на рис. 13, а, то при растворении основы более стойкая катодная фаза будет накапливаться на поверхности в виде рыхлого несплошного слоя, не вызывающего заметное торможение растворения основы сплава. [c.64]

Влияние серы. Сера образует с железом и марганцем сернистые соединения—сульфиды, которые присутствуют в сплаве в виде отдельных катодных фаз, вследствие чего возникают дополнительные микроэлементы. Кроме того, пленка, образующаяся на участках металла, имеющих сернистые включения, обладает худшими защитными свойствами, чем пленка, покрывающая остальную поверхность. [c.99]

Влияние серы. Сера образует с железом и марганцем сернистые соединения — сульфиды, которые присутствуют в сплаве в виде отдельных катодных фаз, вследствие чего возникают дополнительные микроэлементы. Кроме того, пленка, образующаяся на участках металла, имеющих сернистые включения, обладает худшими защитными свойствами, чем пленка, покрывающая остальную поверхность. Вредное действие серы особенно сильно проявляется при соприкосновении металла с кислыми растворами, например, с рудничными водами. [c.181]

Необходимо учитывать и скорость коррозии сплава. Сплавы, корродирующие в электролите с малым сопротивлением очень медленно, очевидно, будут иметь малые плотности анодного и катодного тока и минимальную разность потенциалов между структурными составляющими. В этом случае для расчета коррозии необходимо ставить очень точные эксперименты, и ошибки в процессе эксперимента для данного случая будут играть исключительно большую роль. Наоборот, в сплавах, корродирующих очень быстро, сильно меняется соотношение площадей между катодными и анодными фазами, что также нежелательно. Катодные фазы в сплаве должны быть сами по себе устойчивыми соединениями и не должны разрушаться в процессе коррозии в противном случае такая фаза не является чисто катодной, и площадь ее будет непостоянной, что затруднит расчет коррозии. [c.28]

Для расчета коррозии сплава необходимо знать соотношение площадей анодных и катодных участков. В сплаве цинк-железо в кислом растворе, как было установлено ранее, интерметаллическое соединение является катодной фазой, а цинк — анодной. Соотношение площадей структурных составляющих сплава определялось планиметром на серии микрофотографий. В среднем площадь катода оказалась равной 26%, а анода — 74 % общей площади. Проверка соотношения площадей, занимаемых интерметаллическим соединением и цинком в исследуемом сплаве, по диаграмме состояния показала, что интерметаллическое соединение должно занимать 22% поверхности. Как видно, эти соотношения площадей, полученные двумя методами, достаточно близко сходятся. [c.38]

При измерении потенциалов не модели, но бинарного сплава контакт (носик каломельного электрода) обычно располагается во внутренней цепи не между электродами, а где-то на значительном расстоянии в стороне от них. Помимо этого, соотношения площадей катодной и анодной фаз могут быть самыми различными. Легко показать, что измеряемый потенциал бинарной системы (Ул д/), выраженный через установившиеся (эффективные) потенциалы анодной и катодной фаз Уд и Кк зависит не от абсолютных значений Яа и Як, но от соотношения этих сопротивлений. В самом деле, уравнение для общего потенциала (1) можно переписать так [c.192]

Следовательно, для суждения о площадях (или, точнее, о начальных площадях) анодной и катодной фаз на поверхности сплава надо знать объемный процент компонентов сплава. Зная весовой процент, это можно сделать по следующей формуле [c.196]

Можно также показать графическим построением, что и все остальные точки для других составов сплавов распределятся так, что дадут в слу чае превалирования удельной поляризуемости катодной фазы плавн ю кривую УаХ Ук, лежащую выше прямой з для случая превалирования удельной поляризуемости [c.197]

Нам кажется, что вряд ли вышеуказанный идеальный случай можно объяснить одинаковой и линейной поляризуемостью анодной и катодной фаз. По-видимому, случайное взаимодействие факторов, смещающих потенциал в отрицательную сторону, с факторами, смещающими потенциал в положительную сторону, приводит к взаимной компенсации этих факторов и создает приблизительно линейный ход кривой потенциал — состав сплава. [c.204]

Второй путь — снижение катодной активности — дает уже гораздо большее число возможностей для повышения стойкости металлического сплава в условиях электрохимической коррозии. Здесь в первую очередь надо указать на давно пропагандируемый коррозионистами путь возможного уменьшения площади катодной фазы в структуре корродирующего сплава. [c.438]

При кислотной коррозии в восстановительных условиях с выделением водорода и отсутствии возможности повышения склонности к пассивированию весьма полезными могут оказаться методы уменьшения катодной активности сплава или повышения термодинамической устойчивости анодной фазы. В условиях возможности установления пассивного состояния, наоборот, совершенно неэффективными делаются методы снижения катодной активности, а окажутся полезными все методы уменьшения анодной активности сплава. [c.440]

Если коррозионный процесс протекает в условиях возможного пассивирования анодной фазы, то катодная структурная составляющая может дополнительной анодной поляризацией облегчить наступление пассивирования анодной фазы и тем самым сильно понизить скорость коррозии сплава. [c.318]

Электролиз расплавленных солей с получением металлов отличается от электролиза водных растворов разнообразием осуществления катодных процессов. К ним относятся 1) электролиз с получением на катоде жидкого металла (алюминий, магний, натрий, литий) 2) электролиз с применением жидкого катода и образованием катодного сплава с последующей отгонкой получаемого металла (калий, кальций) 3) электролиз с получением твердой фазы на катоде (некоторые тугоплавкие металлы). На аноде, как правило, образуются газообразные продукты. [c.441]

Еще одним эффективным способом применения катодной защиты, например в резервуарах для разделения нефти и воды (где присутствуют фазы вода, нефть, воздух) является нанесение протекторного сплава металлизацией на поверхность стали, подвергнутую дробеструйной очистке. Такие металлические покрытия пз алюминия или цинка, нанесенные методом газовой металлизации, являются также хорощей подложкой (грунтовкой) для пассивных защитных покрытий [5]. [c.381]

Данный электрохимический механизм возможного повышения коррозионной стойкости сплава катодным легированием в условиях возможного пассивирования анодной фазы, сформулированный Н. Д. Томашовым, можно пояснить с помощью поляризационной коррозионной диаграммы (рис. 218). На этой диаграмме (К)обр а — кривая анодной поляризации пассивирующейся при / и анодной фазы сплава (Ук)обр к, — кривая катодной поляризации собственных микрокатодов сплава ( к)обр к2 — кривая катодной поляризации катодной присадки к сплаву ( к)обр к,.—суммарная катодная кривая. Локальный ток /1 соответствует скорости коррозии сплава без катодной присадки, а для сплава с катодной присадкой этот ток имеет меньшую величину /2 [точка пересечения анодной кривой (Уа)обрЛЛУа с суммарной катодной кривой (Ук)обр кс - При недостаточном увеличении катодной эффективности (суммарная катодная кривая пересекается с анодной кривой при I < / ) или прн затруднении анодной пассивности [анодная кривая активного сплава (Уа)обрЛУа, достигает очень больших значений тока] происходит увеличение локального тока до значения /3, а следовательно, повышается и скорость коррозии сплава. [c.318]

Механизм повышения коррозионной устойчивости сплавов при катодном легировании иллюстрируется поляризационной диаграммой коррозии (рис. П.2), на которой Ел, обИ а — кривая анодной поляризации, пассивируюшей-ся при /п и Еп анодной фазы сплава Е , обр к1 — кривая катодной поляризации собственных микрокатодов сплава [c.39]

Если сплав металлов состоит из двух фаз и основной является катодная фаза, а количество и площадь анодной невелики, то с воз-ни-кновением коррозии анодные включения быстро растворяются и коррозия резко замедляется. Когда же количество анодной составляющей относительно велико и распространяется на весь сплав, разрушение металлического сплава будет очень интенсивным. Весьма неблагоприятен случай расположения анодных составляюпщх вдоль границ зерен, так как нри этом происходит межкристаллитное разрушение сплава. Важную роль играют электрохимические свойства включений если включения легко поляризуются, коррозия может быть слабой даже при большой неоднородности сплава. [c.227]

В технике часто приходится иметь дело с гетерогенными металлическими сплавами. В этом случае желательно конструирование сплава с возможно меньшей относительной величиной площади анодной составляющей сплава. С коррозионной точки зрения желательно, например, чтобы упрочняющая структурная фаза сплавов была бы анодной по отношению к основному (катодному) фону сплава. В большинстве конструкционных сплавов, как, например, углеродистых сталях, высокопрочных алюминиевых сплавах, это правило, к сожалению, не выполняется. Известно, что карбид железа является катодом по отношению к а-ферриту, так же, как в дюралюминии 0-фаза (СиА1г) по отношению к твердому раствору меди в алюминии. Сравнительно редким исключением является сплав на основе алюминия, легированного магнием (магналий), где упрочняющая составляющая Л12М з является анодной по отношению к основному фону. По этой причине последний сплав обладает, как известно, по сравнению с дю-ралю минием повышенной коррозионной стойкостью в морской воде. [c.16]

Минимальная по площади структурная составляющая (включение) на поверхности сплава устойчива и является катодом, основной фон сплава — активным анодом (см. рис. 4а). Примером такой коррозионной системы может служить серый чугун или высокоуглеродистые стали в растворе серкой или соляной кислоты. Здесь феррит растворяется, а карбиды или графит остаются неразрушенными. Можно также указать на катодные включения СиАЬ (0-фаза) в алюминиевом сплаве Си—Л1 (дюралюминий). Во всех этих случаях накопление на поверхности катодной фазы, например карбидов в стали, графита в чугуне, СиЛ1 в дюралюминии, происходит в виде рыхлого несплошного слоя, не вызывающего заметного торможения анодного процесса, но интенсифицирующего катодный процесс. По этой причине такое формирование поверхностного слоя обычно не приводит к снижению скорости коррозии, но часто ее заметно увеличивает. Однако если анодная фаза способна пассивироваться в данных условиях, то возрастание поверхности катодной составляющей может облегчить наступление пассивирования более электроотрицательной фазы, вследствие смещения общего потенциала сплава в положительную сторону до потенциала пассивации анодной фазы, и коррозия сплава будет сведена к минимуму. Примером тому может служить более высокая стойкость серого чугуна по [c.24]

Большой вклад в развитие представлений о механизме катодного образования сплавов был внесен работами Кабанова и сотр. [189, 190, 191]. Благодаря этим работам в электрохимии начало развиваться особое направление — учение об электрохимическом внедрении элементов в твердые электроды. Согласно этому учению, при катодной поляризации металла возможно протекание в собственно электрохимическом акте химической реакции между продуктом электролиза и веществом электрода, приводящей к образованию новой фазы — интерметаллического соединения. В этом отношении внедрение металлов в твердые катоды аналогично электрохимичес- [c.38]

Большинство дискуссий о механизме коррозионного растрескивания алюминиевых сплавов касается вопросов, связанных с образованием анодных участков по границам зереп. Образование таких участков может быть вызвано действием напряжений, и чувствительные к растрескиванию сплавы в ненапряженном состоянии не обязательно должны быть чувствительными к межкристаллитной коррозии. Например, в некоторых состояниях сплавы системы А1— Ме—51 чувствительны к межкристаллитной коррозии, но не к коррозии под напряжением [79] сплав 7039-Т64 чувствителен к коррозионному растрескиванию, но не подвержен межкристаллитной коррозии [80], сплав 7075-Т651 чувствителен к обоим видам коррозии, в то время как сплав 7075-0 не подвержен ни одному из этих видов коррозии. Электрохимические эффекты могут быть результатом или образования зон, обедненных растворенными элементами, выделением анодных и катодных фаз в матрице, или результатом разрушения пленки в верщине трещины за счет пластической деформации. Оценка влияния относительной влажности на плато независимости ско- [c.282]

Определить соотношение площадей катодной и анодной ф аз на сплавах с двухфазной структурой, четко выявленной на поверхности шлифа, можно различными путями. Например, площадь каждой из фаз можно определить планиметром на серии фотографий исследуемого сплава. Для установления соотношения площадей различных фаз на поверхности сплава, как показал опыт работы, необходимо измерить каждую площадь минимум на 10 микрофотографиях. Только в этом случае средние данные из параллельных измерений имеют удовлетворительную сходимость. По полученным средним данным можно судить о соотношении между площадями анодных и катодных фаз. Зная же увеличение, выбранное для фотографий, по которым измерялась площадь фаз, нетрудно рассчитать истинную площадь, занимаемую структурными составляю щдми. Но можно и не прибегать к микрофотографиям, а определить нужные площади из диаграммы состояния сплава по правилу рычага, если известен химический состав сплава. [c.28]

Распределение потенциалов по поверхности структурных составляющих исследуемого сплава определялось на нескольких кристаллитах (фиг. 30—33). Зона определения потенциалов на структурных составляющих сплава отмечена на микрофотографиях чертой, обозначенной буквами СВ и АВ. Как видно из микрофотографий, зона определения потенциалов на поверхности сплава пересекает кристаллы интерметаллического соединения Ре2п7 (катодная фаза) и цинка (анодная фаза)., [c.34]

Легирование алюминия магнием увеличивает склонность сплава к КРН, особенно, если содержание Mg превышает 4,5 %. Для ослабления воздействия, по-видимому, необходимо проводить медленное охлаждение (50 °С/ч) сплава от температуры гомогенизации, чтобы произошла коагуляция Р-фазы (AlgMga) последний процесс ускоряется при введении в сплав 0,2 % Сг [29]. Эделеану [30] показал, что катодная защита приостанавливает рост трещин, которые уже возникли в сплаве при погружении в 3 % раствор Na l. При старении сплава при низких температурах максимальная склонность к КРН отмечалась перед тем, как была достигнута наивысшая твердость. Эти данные аналогичны приведенным выше для дуралюмина. Поэтому Эделеану предположил, что склонный к КРН металл вдоль границ зерен не является равновесной р-фазой, ответственной за твердость сплава. По его мнению, склонность к КРН в области границ зерен связана с сегрегацией атомов магния, и этот процесс предшествует образованию интерметаллического соединения. По мере старения склонность к КРН уменьшается, так как выделение Р-фазы в области границ зерен идет с потреблением металла, содержащего сегрегированные атомы магния. Сходным образом, вероятно, можно объяснить поведение сплавов алюминия-с медью. [c.353]

Таким образом, уже вшуальными наблюдениями доказано, что интерметаллическое соединение uMg2 нельзя считать устойчивым катодом, поскольку с течением времени эта фаза сама изменяется. Измерения же потенциала по поверхности структурных составляющих исследуе мого сплава показали, что он очень резко изменяется, смещаясь в процессе коррозии в положительную сторону. Это объясняется, вероятно, тем, что в процессе коррозии соотношение площадей катодных и анодных фаз резко изменяется площадь анодной фазы уменьи1ается, а катодной— увеличивается. Таким образом, изменение катодной фазы в процессе коррозии сплава магний-медь и, следовательно, соотношения площадей катодных и анодных участков микроэлемента препятствуют расчету баланса работы микроэлементов в данном сплаве. [c.51]

На фиг. 74 построена диаграмма потенциал—ток применительно к сплавам Al-Zn-Mg, в основу которой положена катодная поляризационная кривая, снятая с алюминиевого электрода, и анодные поляризационные кривые, снятые с электродов из магния, цинка и интерметаллического соединения MgZn2. Диаграмма потенциал—ток построена для отношений площадей анодной и катодной фазы, равных один к одному и один к ста. (Для реального сплава соотношение площадей между анодными и катодными фазами не является строго определенным, но вероятно, находится в пределах выбранных нами отношений.) [c.93]

По аналогии можно бы предположить, что коррозионное растрескивание сплавов типа электрон, в которых выпадает интерметаллическое соединение AlsM.g , также, вероятно, обусловлено разрушением этого соединения. Но в данном случае, поскольку алюминий в отличие от цинка (анода по отношению к алюминию) является катодной фазой по отношению к магнию, процесс межкристаллитной коррозии не может иметь места, что на самом деле и наблюдается. Это предположение будет нами еще исследовано. Однако сейчас уже ясно, что интерметаллические соединения, выпадающие по границам зерен как упрочняющие фазы в алюминиевых сплавах, играют основную роль в межкристаллитной коррозии и коррозионном растрескивании этих сплавов. Отсюда можно сделать заключение, что подбор новых сплавов, устойчивых в отношении межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания, должен начинаться с исследования коррозионной стойкости упрочняющих фаз. [c.96]

В 1940 г. Дикс [24] высказал предположение, что между металлом и анодными включениями (такими, как ннтерметаллид-ная фаза uAlj в сплаве 4 % Си—А1), выпадающими по границам зерен и вдоль плоскостей скольжения, возникают гальванические элементы. Когда сплав, подвергнутый растягивающему напряжению, погружен в коррозионную среду, локальное электрохимическое растворение металла приводит к образованию трещин к тому же растягивающее напряжение разрывает хрупкие оксидные пленки на краях трещины, облегчая таким образом доступ коррозионной среды к новым анодным поверхностям. В подтверждение этого механизма КРН был измерен потенциал на границе зерна металла, который оказался отрицательным или более активным по сравнению с потенциалом тела зерна. Более того, катодная поляризация эффективно препятствует КРН. [c.138]

В последнее время была показана термодинамическая вероятность растворения чистых металлов и сплавов без участия микро пар, что подтверждается рядом примеров. Так, основываясь а теории коррозионных микропар, особо чистые металлы и амальгамы (натрия, цинка и др.) не должны быть растворимы даже в кислой среде они однофазны, имеют гомогенно-электрохимическую поверхность. Однако из опытов А. Н. Фрумкина следует, что амальгамы растворяются вполне закономерно. Поэтому катодные и анодные процессы могут быть совмещены на одной однородной фазе и при ее изопотенциальности. [c.412]

Анализ зависимости поляризуемости цинковьгх покрытий от содержания в них железа показывает влияние структурных составляющих сплавов. В однофазной области твердого раствора процесс коррозионного разрушения контролируется скоростями анодной и катодной реакций, и скорость коррозии составляет 0,05 г/(м ч). Наибольшая коррозионная стойкость приходится на область диаграммы железо — цинк, содержащей 8-17 % цинка, что связано, по-видимому, с появлением Г-фазы, являющейся химическим соединением на базе твердого раствора, стехиометрический состав которого соответствует формуле Резгпю- Наличие химического соединения вызьшает увеличение перенапряжения катодного процесса более значительное, чем для чистого цинка. Скорость коррозии сплава при содержании 8,5 % цинка составляет 0,02 г/ (м ч), а при 17,3 % - 0,01 г/ (м ч). Дальнейшее увеличение [c.55]

Благоприятное действие дооавок кремния и титана на коррозионную стойкость алюминиевых покрытий на стали заключается в появлении новой, отличной от чистого алюминия структуре. В алюминиевом сплаве, начиная от содержания 0,6 % кремния, фиксируются две структурные составляющие, из которых ок >аза имеет электродный потенциал, близкий к чистому алюминию, тогда как 3-фаза катодна по отношению к алюминию и потенциал ее близок к потенциалу чистого кремния (-0,66 В). Вследствие этого подобные покрытия можно рассматривать как алюминиевые с катодной добавкой, что подтверждается характером изменения стационарного потенциала с ростом содержания кремния. С увеличением плотности тока на анодных участках и степени облагораживания потенциала облегчается возможность перехода анодных участков в пассивное состояние. [c.94]

Современная теория электрохимической коррозии металлов основывается на том, что не только чистый металл, но и металл с заведомо гетерогенной поверхностью корродирует в электро-ште как единый электрод согласно закономерностям электрохимической кинетики. На его поверхности одновременно и независимо друг от друга протекают анодная и катодная реакции, в совокупности составляющие процесс коррозии. В то же время роль электрохимической гетерогенности процесса электрохимической коррозии велика, хотя в ряде сл> чаев повышение гетерогенности приводит не к увеличению скорости коррозии, а, наоборот, к ее снижению. Качественно и количественно роль гетерогенности проявляется в кинетгмеских Характеристиках анодной и катодаой реакций. При коррозии технических сплавов, для которых характерен высокий уровень электрохимической гетерогенности поверхности, возможно неравномерное распределение скорости анодного процесса на поверхности сплава, обусловливающее преимущественное растворение отдельных фаз, что приводит к локализации коррозии [25, 27]. [c.29]

Интерметаллиды могут быть анодными (Мд5А18) или катодными (СиАЬ). В первом случае происходит предпочтительное растворение, во втором они не корродируют, но стимулируют коррозию прилегающей обедненной зоны. В любом случае имеет место избирательная коррозия вдоль границ зерен. Степень чувствительности сплава к межкристаллитной коррозии может в заметной степени быть разной и зависеть от микроструктуры (в частности, от количества, размера и распределения второй фазы). В свою очередь микроструктура является результатом его металлургической наследственности и термической обработки. Термическая обработка, способствующая равномерному распаду по зерну, приводит к уменьшению тенденции к межкристаллитной коррозия. Вал<но также отметить, что в определенных условиях сплавы систем А1—M.g—81 и А1—Mg—Си могут быть подвержены межкристаллитной коррозии, но не быть чувствительными к КР [51, 56—58]. [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология