Алюміній та його сплави пасивація - Довідник хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Алюміній та його сплави пасивація
Слід, однак, мати на увазі, що потенціали піттингоутворення алюмінію, алюмінієво-магнієвих та алюмінієво-магнієво-марганцевих сплавів у морській воді практично не залежать від їхнього хімічного складу. Відмінність у поведінці цих сплавів проявляється у тому, що у морській воді вони встановлюються неоднакові потенціали корозії. У алюмінієво-цинково-магнієвих сплавів потенціал питтингообразования більш негативний, ніж в інших алюмінієвих сплавів. Для цього сплаву область пасивації найбільш вузька. Спільним у корозійній поведінці всіх алюмінієвих сплавів у морській воді є те, що їхня корозія, як правило, протікає з катодним контролем [18].[c.29]
Здатність до пасивації робить алюміній дуже стійким у багатьох нейтральних і слабокислих розчинах, в окислювальних середовищах та кислотах. Хлориди та інші галогени здатні руйнувати захисну плівку, тому в гарячих розчинах хлоридів, у щілинних зазорах алюміній та його сплави можуть піддаватися місцевій виразковій та щілинній корозії, а також корозійному розтріскування. Корозійна стійкість алюмінію знижується у зв'язку з міддю, залізом, нікелем, сріблом, платиною. Такий же несприятливий вплив мають і катодні добавки в металах алюмінію. Для алюмінію характерна висока перенапруга водню, яка поряд з анодним гальмуванням (окисна плівка) забезпечує високу корозійну стійкість. Домішки важких металів (залізо, мідь) знижують хімічну стійкість як через порушення суцільності захисних плівок, а й унаслідок полегшення катодного процесу.[c.73]
Велике значення для корозійних процесів має здатність утворювати металу на поверхніміцні оксидні плівки. Так, алюміній легше окислюється заліза, але він більш стійкий до корозії, так як окислюючись киснем повітря, покривається щільною плівкою оксиду. На цьому явищі заснована пасивація металів, що полягає в обробці поверхні окислювачами, в результаті чого на поверхні металу утворюється надзвичайно тонка і щільна плівка, що перешкоджає оррозії. Прикладом може бути пасивація заліза концентрованої азотної кислотою, відкрита ще М. У. Ломоносовим, чи. вороніння сталі в лужному розчині нітрату та нітриту натрію. Пасивуванням пояснюється також хімічна стійкість нержавіючих сплавів та металів, на поверхні яких під дією кисню повітря утворюється захисний шар оксидів,[c.148]
Після сталей до найпоширеніших матеріалів можна віднести алюміній та її сплави. Алюміній має здатність до самопасивації в окисних середовищах. Він стійкий у воді та водних розчинах солей, у вологих газах при pH розчинів від 4 до 9, у концентрованих сірчаної та азотної кислотах, у багатьох органічних кислотах. Однак алюміній руйнується в середовищах, що не мають окисних властивостей. Легування алюмінію титаном підвищує його здатність до пасивації (рис. 53).[c.71]
Для поліпшення структури осаду металу та запобігання дендритоутворенню застосовують сплав літію з алюмінієм. Однак протягом часу при циклюванні електрода відбувається старіння сплаву. Крім того, домішки алюмінію викликають пасивацію літію. Проте застосування сплаву призводить до підвищення ефективності анодного процесу, вдається отримати заряд до 1200 кКл/м,[c.220]
Добавка до сірчанокислотних розчинів уротропіну дозволила різко знизити щільність критичного пасивації струму і щільність анодного.критичного струму безперервно деформується сплаву заліза з алюмінієм і хромом [78], зробивши ці величини малочутливими до ступеня деформації.[c.153]
Титан та його сплави за своїми механічними та фізичними властивостями займають проміжне місце між легкими металами та їх сплавами (на основі алюмінію та магнію) та сталями. Така висока схильність до пасивації титану та її сплавів забезпечує їм високу корозійну стійкість як і приморської атмосфері, і у морській воді.[c.75]
Як матеріали протекторів використовують сплави магнію-з алюмінієм, цинком та марганцем алюмінію з цинком, магнієм, марганцем цинку з алюмінієм. Основна мета легування - отримання стійких електрохімічних характеристик, високої струмовіддачі та технологічності при виготовленні та встановленні протекторів. Важливе значення має відсутність шкідливих домішок, які викликають пасивацію чи підвищене саморозчинення протектора. Склад та властивості протекторних сплавів регламентовані нормативною документацією, як і розміри протекторів, правила їх установки для конкретних виробів.[c.143]
Протектор виготовляють із кольорових металів цинку, алюмінію, магпію та їх сплавів. Для зменшення перехідного опору та підвищення ефективності захисту протектор встановлюють у заповнювач - активатор, приготований із суміші сірчанокислих солей, глини та води. Переваги протекторної системи полягають у простоті, дешевизні, можливості залишати її без постійного обслуговування, обмежуючись перевірками I заміною протектора. Недоліки - деяка нестабільність захисного струму (зумовлена деякою пасивацією протектора) та відносно короткий термін служби протекторів.[c.285]
Практичне значення П. м. винятково велике. Вона забезпечуєнеобхідну корозійну стійкість конструкцій та виробів, що виготовляються з розл. сталей, алюмінію, титану та ін. нестійких металів у багатьох прир. та технол. середовищах. Широко застосовується самопасивація металлич. матеріалів, що досягається шляхом легування добавками, які знижують критич. струм (напр., №, Мо) або струм, і потенціал пасивації (напр., Сг в кристаллич. сплавах на основі заліза, Р і С в аморфних сплавах) (див. Корозійностійкі матеріали). Т. зв. катодне легування зводиться до прискорення катодного відновлення окислювача через те, що на пов-сті накопичуються частинки корозійностійкої добавки (напр., Рс1 або Мо в сплавах на основі Т1), на яких брало катодний процес відбувається при меншому перенапрузі. Такого ж результату домагаються введенням у середу доповнювача, окислювача або підвищенням його концентрації. У всіх цих випадках повинні виконуватися умови 500 мкСм-см становить близько 0,65 В, тобто в три рази вище, ніж у цинку та алюмінію. Магнієві протекторні сплави застосовуються переважно там, де рушійна напруга цинкових та алюмінієвих протекторів недостатньо або де небезпека пасивації занадто велика. Магнієві протектори використовують при підвищеному електроопорі середовища та для отримання більшої щільності захисного струму. Об'єктами такого захисту можуть бути сталеві конструкції у прісній воді, баластові танки для прісної води, водопідігрівачі та резервуари для питної води. У разі резервуарів для питної води важливе значення має фізіологічна нешкідливість продуктів корозії (див. розділ 21.4). Тут не можна, наприклад, використовувати алюмінієві протектори, активовані ртуттю. У ґрунті магнієвими протекторами можна захищати невеликі споруди при питомому опорі ґрунту до 250 Ом-м і більші резервуари та трубопроводи приопорі ґрунту до 100 Ом-м. На об'єктах, що мають органічні покриття для захисту від корозії, в середовищах з порівняно гарною провідністю іноді може виявитися необхідним проміжне включення омічного опору для обмеження струму, щоб не допустити пошкодження покриття надто великим захисним струмом, або щоб запобігти встановлення надто низьких потенціалів (див. розділ 6).[c.188]
Для протекторів для захисту підземних споруд часто використовують магній. Чисті метали - магній, алюміній, цинк - не отримали практичного застосування для виготовлення протекторів, так як магній має порівняно низьку струмовіддачу, а алюміній і цинк схильні до пасивації. Введення добавок дозволяє отримати сплави з негативнішими, ніж у основного металу.[c.79]
Дія періодичного змочування на метали залежить від частоти змочування та виду металу. За експериментальними даними, при змочуванні вуглецевої сталі 0,5 в. розчином Na l з частотою 12 разів/год швидкість корозії зростає в 40 разів у порівнянні зі швидкістю корозії, що спостерігалася при зануренні зразка сталі в цей електроліт. Для алюмінію та сплаву Д16Т дія періодичного змочування набагато слабша, що пов'язано зі здатністю цих металів до пасивації зі збільшенням підведення кисню.[c.36]
Цннк та його сплави в середніх і жорстких умовах експлуатації поєднуються з хромом, нікелем (цинк з пасивацією), анодованим алюмінієм п його сплавами, пасивованим цнн-[c.11]
Складне впливом геть корозію алюмінієвих сплавів надає швидкість течії води чи потоку пари. До 67 °С швидкість води не позначається на піттинговій корозії, проте відношення кількості металу, що переходить в розчин, до кількості, що переходить в плівку збільшується зшвидкістю течії (Герасимов, 1967). При перебігу води зі швидкостями 2-4 м/с корозія сповільнюється внаслідок посилення пасивації, а при вищих швидкостях прискорюється через абразивну дію зважених твердих частинок і кавітації [6.17]. У перегрітій парі корозія алюмінію збільшується зі зростанням швидкості потоку (Годард та ін, 1967).[c.243]
Корозійностійкі матеріали — матеріали, що відрізняються підвищеною корозійною стійкістю. Розрізняють До. конструкційні (металеві, неметалеві, композиційні), що використовуються для виготовлення конструкцій, та захисні, що оберігають металеві споруди від корозії. Матеріали, що мають підвищену хім. стійкістю до активних газових середовищ при підвищених т-рах зазвичай виділяють в розряд жаростійких матеріалів (див. також Корозія металів. Корозія бетону, Захисні покриття). До металів К. м. відносяться сталі, чавуни, сплави на основі нікелю, міді (бронзи, латуні), алюмінію, титану, цирконію, танталу, ніобію та ін. Їх стійкість проти електрохімічної корозії в принципі можна підвищувати збільшенням термодинамічної стабільності або гальмуванням катодного та анодного нроцесів. На практиці підвищення корозійної стійкості технічних сплавів зазвичай домагаються легуванням, що гальмує анодний процес, тобто покращує пасиваційні характеристики (див. Пасивування), обумовлюючи можливість самопасивування сплаву в умовах експлуатації. Найбільш легко пасивуються хром та титан. Підвищена здатність хрому до пасивації за його введення в менш пасивуються метали, напр, залізо, може передаватися сплаву. На цьому принципі ґрунтується отримання нержавіючих сталей. Що більше введено хрому, то вище корозійна стійкість[c.625]
Рівноважний потенціал магнію дуженегативний, він становить -2,37 В. Стаціонарний потенціал магнію (у розчині 0,5 н. Na l) також найбільш негативний в порівнянні з усіма конструкційними технічними сплавами (-1,45 В). Відносно висока корозійна стійкість магнію для його негативних електрохімічних характеристик цілком визначається його значною схильністю до пасивації. Здатність до пасивації у магнію все ж таки набагато нижче, ніж у алюмінію. Враховуючи, що електрохімічний потенціал магнію негативніший, ніж алюмінію, стає цілком очевидним, що корозійна стійкість магнію в порівнянні з алюмінієм має бути набагато меншою.[c.270]
Схильність до пасивації зі збільшенням концентрації розчину до 60% виявляється і в сплавів типу АТ (№№ 5—8 і рис. 1), значно стійкіших, ніж ОТ-4. У 30% Н2О2 стійкість цих сплавів зростає зі збільшенням вмісту в них алюмінію від 3 до 8 мас.%. Сплав ВТ-5, близький за складом до сплавів АТ-4 і АТ-6, майже не відрізняється від них за своєю поведінкою в 30% перекису.[c.125]
Розглянемо тепер групу сплавів, що мають у своєму складі меншу кількість креінію - 2,5%) і пройшли термообробку (рис. 2,а .б в г). мало впливає перебіг анодної кривої спостерігається лише деяке утруднення пасивируемости. Введення додаткової кількості алюмінію за інших рівних умов різко змінює хід анодної кривої у всіх характерних точках (рис. 2,6). Процес активного розчинення утруднюється, область його звужується (про 1000 до 900мв) і розширюється область стійкої пасивації (1100 мл), хоча без відпалу явно вираженої області пасивного стану немає.[c.161]
Дивитися сторінки, де згадуєтьсятермінАлюміній та його сплави пасивація :[c.294] [c.26] [c.440] [c.209] [c.215] [c.65] [c.383 ] [c.278] [c.278] [c.198] [c.317] [c.152] [c.158] [c.165] Корозія та основи гальваностегії Видання 2 (1987) -- [c.23]