- •Министерство образования и науки украины
- •1. Железоуглеродистые сплавы
- •1.1. Компоненты железоуглеродистых сплавов
- •1.2. Диаграмма состояния железо-цементит (Fe-Fе3c)
- •1.3. Структурные составляющие в системе Fe – Fe3с
- •1.4. Характеристика отдельных точек и линии диаграммы Fe-Fe3с
- •Первичная кристаллизация белых чугунов происходит при 1147°с. Перекристаллизация – при 727 0с.
- •1.5. Влияние постоянных примесей на свойства углеродистой стали
- •2. Теория термической обработки
- •2.1. Классификация видов термической обработки
- •2.1. Превращения в стали при нагреве
- •2.2 Влияние величины зерна на свойства стали
- •2.3. Превращения в стали при охлаждении
- •2.4. Превращения в закаленной стали при нагреве
- •2.5. Влияние термической обработки на свойства стали
- •3. Технология термической обработки
- •3.1. Отжиг
- •3.2. Закалка.
- •3.2.1. Особенности закалки
- •3.2.2. Способы закалки.
- •3.2.3. Дефекты закалки.
- •3.3. Oтпуск стали.
- •3.4. Старение сплавов
- •4. Химико-термическая обработка (хто).
- •5. Классификация и принцип маркировки сталей. Углеродистые стали
- •5.1. Классификация сталей
- •5.2. Маркировка сталей
- •У8 - содержит 0,8 % с
- •Б – ниобий ц – цирконий п – фосфор а - азот (если буква находится в середине марки)
- •5.3. Легирующие элементы в стали
- •6. Конструкционные стали
- •6.1. Конструкционная прочность
- •6.2. Методы повышения конструкционной прочности.
- •6.3. Виды конструкционных сталей
- •7. Инструментальные стали и сплавы
- •7.1. Основные свойства инструментальных сталей и факторы, влияющие на них.
- •1. Эксплуатационные свойства.
- •2. Технологические свойства.
- •7.2. Стали для режущего инструмента.
- •7.3. Быстрорежущие стали.
- •8. Коррозия металлов. Стали и сплавы с особыми свойствами
- •8.1. Основные виды коррозии
- •8.2. Защита от коррозии (покрытия)
- •8.3. Контроль покрытий
- •8.4. Коррозионностойкие стали.
- •8.6. Жаропрочные стали
- •8.7. Сплавы с особыми упругими и тепловыми свойствами
- •8.8. Магнитные стали и сплавы
- •8.9. Сплавы с высоким электрическим сопротивлением
- •8.10. Графитизированная сталь
- •9. Микроскопический анализ сталей и чугунов
- •9.1. Общие сведения.
- •9.2. Крепление образцов. Шлифовка. Полировка.
- •9.3. Травление.
- •9.4. Микроанализ сталей
- •9.5. Микроанализ чугунов
- •9.6. Реактивы для выявления структуры сталей и чугунов
- •10. Макроскопический анализ металлов и сплавов
- •10.1. Сущность макроскопического анализа
- •10.2. Металлургические дефекты
- •10.3. Дефекты технологического происхождения
- •10.4. Эксплуатационные дефекты в условиях воздействия постоянных нагрузок
- •10.5. Эксплуатационные дефекты в условиях воздействия
- •11. Износостойкость сталей
8. Коррозия металлов. Стали и сплавы с особыми свойствами
8.1. Основные виды коррозии
Изделия из металлов и сплавов подвергаются действию окружающей среды. При этом металлы и сплавы могут разрушаться, образуя соединения, устойчивые в окружающей среде.
Разрушение металлов и сплавов вследствие химического взаимодействия их с окружающей средой называется - коррозией металлов (рис. 8.1). Этот термин происходит от латинского слова corrodere - разъедать (произносится корродере).
Ржавеют железнодорожные рельсы, машины и предметы бытового потребления. Особенно сильному химическому воздействию подвергаются металлы и сплавы в металлургической, коксохимической, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности, где на металлы действуют кислород, кислоты, щелочи, соли и другие вещества, часто при высоких температурах и при повышенных давлениях. В результате взаимодействия металлов с веществами окружающей среды качество изделий и сооружений ухудшается. Они могут стать даже непригодными к использованию.
При громадном и все возрастающем количестве машин и металлических сооружений, применяемых в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте, огромное значение имеет предохранение их от коррозии. Удлинение срока службы машин и сооружений увеличивает мощь нашего государства. Поэтому постоянная борьба с коррозией представляет собой исключительно важную задачу. Но чтобы бороться с коррозией, надо знать ее сущность.
Коррозия металлов - это окислительно-восстановительный процесс, при котором атомы металла окисляются и переходят в ионы, например:
Fе - 2е = Fe2- Сu - 2е = Сu2-
Окисление железа при высокой температуре представляет собой пример коррозии в результате непосредственного химического взаимодействия между металлом и кислородом воздуха. Таков же характер действия на металлы хлора, окислов азота и других веществ в условиях химического производства.
Коррозию, вызванную непосредственно химическим взаимодействием между металлом и окружающей средой, называют химической коррозией.
Коррозия в газах при высоких температурах называется газовой коррозией.
Электрохимическая коррозия возникает при воздействии на металлы и сплавы влажных газов, атмосферных осадков, речной и морской воды, электролитов и пр.
Коррозия, сопровождаемая возникновением электрического тока, называется электрохимической коррозией.
Катодным процессом при электрохимической коррозии называется реакция самопроизвольного восстановления окислителей среды (молекул кислорода, ионов водорода) освободившимися при ионизации атомов металла электронами. Находящиеся в растворе электролита окислители являются деполяризаторами. Если окислителем является кислород, то происходит катодная реакция кислородной деполяризации:
О2 + Н2O + 4е 4OН-
Анодным процессом называется реакция самопроизвольной ионизации (окисления) атомов металла, находящегося в контакте с электролитами:
Ме Men+ + nе.
Электродный потенциал - это скачок электрического потенциала между двумя электропроводящими фазами - металлом и раствором электролита; он возникает при электрохимической реакции как анодного, так и катодного происхождения.
При электрохимической коррозии сталей существует электрохимическая неоднородность поверхности из-за наличия двух или больше фаз - феррита, карбидов и др.
Анодная реакция локализуется на зернах феррита, а катодная - на включениях карбидов.
Взаимодействие первичных продуктов реакции:
2Fe 2+ + 4ОН = 2Fe(OH)2.
Дальнейшее окисление Fе(ОН)3 в растворе электролита приводит к образованию сложных гидратированных оксидов железа -"ржавчины" - FeO*Fe2О3*nH2О.
В конструкциях из разнородных металлов или сплавов: в сварных, клепанных и других соединениях, везде, где разнородные металлические материалы находятся в контакте и соприкасаются с электролитом, наблюдается электрохимическая неоднородность поверхности, видимая невооруженным взглядом.
Состояние металла по отношению к коррозионной среде может быть активным и пассивным. При активном состоянии металл легко разрушается в коррозионной среде. В пассивном состоянии скорость разрушения резко снижается и ме
Рис. 8.1. Процесс развития коррозии в металле
талл приобретает коррозионную стойкость. "Пассивными" металлами являются Cr, Ni, Co, Zn, Mo, Сu, Al, Ti и др. Пассивность связана с образованием на поверхности металлов оксидных пленок, предохраняющих металл от коррозионного разрушения.
Различают поверхностную, межкристаллитную и местную коррозию.
Поверхностная коррозия. Поверхностная коррозия характеризуется равномерным разрушением металла по всей поверхности и определяется толщиной слоя (в мм), разрушаемого в течении года. По этому виду коррозии все металлы разбиты на шесть групп (ГОСТ 5272-75). Разрушение в зависимости от группы достигает от 0,001 до 10 мм.
Межкристаллитная коррозия. Межкристаллитная коррозия характеризуется тем, что коррозия не видна на поверхности. Поверхность на глаз может быть чистой; разрушение, проникая внутрь металла, происходит по границам зерен. Этот вид коррозии наиболее опасен, так как нарушает связь между зернами, вследствие чего металл теряет прочность и может полностью разрушиться.
Местная коррозия. Местная коррозия характеризуется разрушениями металла в отдельных местах поверхности детали. Местная коррозия может быть вызвана различными причинами, например разрушением защитного слоя, неоднородной консервацией поверхности, неудовлетворительно подготовленной поверхностью под нанесение защитного слоя, царапинами, плохим обезжириванием и др. Местная коррозия - наиболее встречающийся вид коррозии.