Какие сплавы подвержены коррозии и как это предотвратить?

Коррозия — это разрушение сплава или постепенное разрушение компонента, вызванное воздействием окружающей среды. Коррозионное разрушение металлических сплавов, подвергающихся воздействию атмосферы, морской воды, химикатов или других неблагоприятных условий, можно предотвратить с помощью различных методов.

Некоторые открытые металлические сплавы, например те, которые используются в электромагнитах, подвержены коррозии и могут распасться в порошок даже в чистых, термостабильных внутренних условиях, если их не обработать надлежащим образом для предотвращения коррозии. Если Вы хотите заказать антикоррозийные мастики, для защиты металла от коррозии, то переходите по ссылке мастика Веткор .

Все ли сплавы подвержены коррозии?

Почти все сплавы подвержены коррозии или ржавчине в той или иной степени. Коррозия — это разновидность окисления, а ржавление — составная часть коррозии. Ржавление возникает при контакте сплава с воздухом и влагой, в результате чего образуется покрытие из оксида железа. Коррозия возникает, когда сплавы подвергаются воздействию кислорода и химических веществ, что приводит к образованию оксидов или солей металлов.

Возникновение коррозии в стали

Поскольку стандартная сталь состоит из различных металлов, включая железо, она может подвергаться коррозии. Нержавеющая сталь, содержащая 18 и более процентов хрома, создает защитное покрытие (оксид хрома) на поверхности сплава, а концентрация ванадия также играет существенную роль в предотвращении коррозии.

Коррозия алюминия и магния

Алюминиевые сплавы подвергаются коррозии, но когда вода вступает в контакт с металлической поверхностью, она образует защитное покрытие, называемое «оксидом алюминиевого сплава», которое делает его более устойчивым к коррозии. Магний подвержен коррозии (особенно гальванической коррозии), которая проявляется в виде серого налета на поверхности. Из всех металлических сплавов магниевые сплавы обладают наихудшими свойствами коррозионной стойкости.

Цинк и никель вызывают коррозию?

Когда цинк подвергается воздействию воздуха, он взаимодействует с углекислым газом, образуя пленку гидроксида цинка. Это защищает металл от реакций с внешним воздухом, поэтому цинк используется для цинкования других сплавов и предотвращения коррозии. Чистый никель чрезвычайно устойчив к коррозии, особенно при воздействии ряда восстановителей. Он устойчив к окислению, когда он легирован хромом, в результате чего получается широкий спектр сплавов с превосходной коррозионной стойкостью как в условиях восстановления, так и в условиях окисления.

Типы коррозии в сплавах

Коррозия является результатом ряда сложных химических реакций, которые могут быть вызваны различными факторами, зависящими от условий. Равномерная коррозия является наиболее типичной формой коррозии, описываемой как равномерное воздействие на поверхность материала. Это наиболее безобидное явление, так как атака имеет умеренную интенсивность, что упрощает измерение и анализ воздействия на характеристики материала благодаря возможности постоянно повторять и тестировать явление.

Когда быстрая коррозия сплава происходит на границах его зерен, а остальная часть поверхности сплава остается неповрежденной, это называется межкристаллитной коррозией. Примеси могут выделяться на границах зерен в некоторых сплавах из-за неправильной термической обработки, влияя на механические характеристики сплава, но оставляя остальную часть сплава неповрежденной.

Щелевая коррозия — это тип чрезвычайно проникающей локальной коррозии, которая часто возникает из стационарной микросреды с разницей концентраций ионов между двумя частями металла. Щелевая коррозия возникает в защищенных зонах и возникает в результате соединения двух поверхностей или скопления отложений, таких как грязь. Еще одним фактором, который может вызвать это, является наличие застойной воды в трещине.

Коррозионное растрескивание под напряжением обусловлено комплексом деформации сдвига и коррозионной среды, что часто происходит при высоких температурах. Это требует одновременного существования трех факторов: во-первых, чувствительный сплав, во-вторых, влажная или влажная атмосфера и, в-третьих, максимальное растяжение, которое инициирует разрушение и способствует распространению трещины.

Коррозионное растрескивание под напряжением обусловлено комплексом деформации сдвига и коррозионной среды, что часто происходит при высоких температурах. Это требует одновременного существования трех факторов: во-первых, чувствительный сплав, во-вторых, влажная или влажная атмосфера и, в-третьих, максимальное растяжение, которое инициирует разрушение и способствует распространению трещины.

Методы предотвращения коррозии сплавов

Существует несколько стратегий предотвращения коррозии в сплавах, наиболее простой из которых является использование правильного сплава, такого как коррозионно-стойкий никель, смешанный с устойчивым к окислению хромом, для создания сплава, который можно использовать как в окисленных, так и в восстановленных химических условиях. .

Другой эффективный способ предотвратить коррозию сплавов — контролировать реактивность сплава по отношению к определенным химическим веществам, вызывающим коррозию. Например, снижение воздействия определенных химических веществ за счет перемещения приложений или снижения уровня химических веществ в воздухе или воде.

Последние исследования

Согласно недавнему исследованию, нанесение другого металлического сплава на поверхность исходного материала увеличивает вероятность того, что этот металл распадется быстрее, чем тот, что находится под ним. Это покрытие поверхности может быть проведено двумя способами:

• Катодная защита превращает сталь в катод электрохимической ячейки. Цинкование, или нанесение цинка на сталь из сплава железа, является наиболее распространенным типом катодной защиты. Цинк является более активным металлом, чем сталь или сплавы, поэтому при коррозии он предотвращает коррозию металла или сплава. Стальные трубы, подающие жидкость или бензин, обогреватели, морские сооружения и нефтяные вышки — все они защищены катодной защитой.
• Анодная защита превращает сталь в анод электрохимической системы в отличие от катодной защиты. Покрытие сплавов железа и углеродистой стали менее активным металлом, таким как олово, является популярным методом для этого. Сплав совершенно безопасен при наличии слоя олова, так как олово не ржавеет. Анодная защита часто используется для резервуаров для хранения серной кислоты и 50% едкого натра, изготовленных из углеродистой стали.

Лакокрасочные покрытия также защищают сплав, блокируя переход электрохимического заряда в коррозионную среду и металл под ним.

Кроме того, регулирование окружающей среды, которое может помочь уменьшить эти реакции, является одним из наиболее успешных методов. Это может быть так же просто, как ограничение воздействия дождя или воды, или это может включать уменьшение количества серы, кислорода или углерода в окружающей среде. Например, в радиаторах изменение шероховатости, кислотности или концентрации кислорода в воде может предотвратить коррозию. 

Роль ингибиторов в предотвращении коррозии

Еще одним способом предотвращения коррозии сплавов является использование ингибиторов. Ингибиторы коррозии представляют собой соединения, выбранные для взаимодействия с поверхностью сплава или окружающими газами, ингибируя вызывающие коррозию электрохимические реакции. Они создают защитное покрытие при нанесении на поверхность сплава.

Для нанесения ингибиторов в виде смеси или в качестве защитного слоя можно использовать дисперсионные методы. Когда дело доходит до применения ингибиторов коррозии, популярным методом является пассивация. Кроме того, используются такие методы, как гальванизация и гальваническое покрытие, при которых подложку погружают в ванну с расплавом защитного сплава или на подложку наносят небольшое покрытие из металла, такого как хром или никель, через водный электролит.