Техника - молодёжи 1978-11, страница 13

это очень редко. Коррозии почти нет. Анодная защита.

Как вдруг в щелке у неметаллического микровключення (а нх обычно хоть отбавляй) обнажается точка незащищенного металла. Пробой защитной сеткн! В точке яростно вспыхивают растворение и распад воды — кто кого. Один на один пассивация сильнее. Но содержащиеся в воде отрицательные ноны хлора уже бросились навстречу положительным гидрат-катионам и вместе с ннм.и отсекли очаг от сво бодной воды капелькой густого пересыщенного раствора. Под ней начинают рождаться ущербные гнд-рат-катионы, у которых не хватает одной-двух молекул воды. У одного вместо этих молекул приросли отрицательные хлор-ионы — получился слабо заряженный комплекс. Он почти не реагирует на электрическое поле, выгоняющее положительные ионы в раствор, и всем мешает: усиливает ионную давку, препятствует доставке воды и кристаллизации солей. У другого катиона молекул в положенном месте просто нет, а стандартный заряд распределен между меньшим числом частнц. Электронные пары каждой его молекулы дольше задерживаются у центрального иона, и то одно, то другое водородное ушко от электронного голода краснеет, как у гндроксония. Настоящая катион-кислота! Их уже много! Протоны с них прыгают к любому подвернувшемуся донору электронов: к иону хлора, давая хлористый водород; к пассивирующим кислородным атомам, обращая их в воду; к самой воде, превращая ее в ион Н₃0⁺ . Механизм пассивации задыхается от избытка протонов и недостатка воды и... «опрокидывается». Растворение идет вглубь, поддерживая пересыщение и буравя металл насквозь. * * *

Ограничимся этими четырьмя сюжетами и подведем итог.

Вода образует с металлом соеди нения, которые растворяет. С металлом, «переполненным» электронами, в опасную связь не вступает. При низкой заселенности его поверхностных орбиталей претерпевает в контакте с ннм пассивирую щнй распад. Помогая атому металла отдать при ионизации положенное число электронов (то есть будучи донорами), молекулы воды придают шдрат-катиону агрессивные кислые свойства. Свойства эти усиливаются при неполной гидратации, когда электронная заселенность атомов водорода в гидрати-рующих молекулах особенно низка. Короче, вода от природы способна и растворять металл, и пассивиро

вать, и с помощью самого же растворенного металла и анионов раствора опрокидывать эту пассивность.

Даже при пассивирующем электрохимическом распаде и образовании окисла вода остается для металла донором электронов н в этом смысле оказывается не окислителем, а восстановителем. Вот парадокс, к которому сводится, по существу, главный признак электрохимической коррозии: металл окисляется не'теми компонентами, с которыми вступает в химическое соединение.

В нашей модели при анодном растворении электроны через выпрямитель и вспомогательный электрод передаются каким-то частицам в раствор. Эти частицы (например, Н₃0 ) и есть в конце концов окислители. Но посредником в передаче служит сам еще не растворенный металл. Для частиц, отдающих электроны, он формально их окислитель, анод. Для принимающих

26 декабря 1923 года на заводе «Электросталь» была получена первая в нашей стране плавка нержавеющей стали. Год спустя к выпуску такой стали приступил Злато-устовскнй машиностроительный за вод. К началу войны производство нового продукта освоили заводы: «Серп и молот», «Красный Октябрь», Кузнецкий металлургический комбинат, заводы «Днепроспецсталь» и «Запорожсталь».

Под нержавеющей сталью пони мают группу сплавов на основе железа, которые объединены общим свойством — способностью противостоять воздействию коррозионноак-тивных электролитов, например водных растворов кислот. Кроме железа, в состав этих сплавов могут входить многие элементы периодической системы Менделеева, но самую главную роль средн ннх играет хром. Введение этого элемента в сталь в количестве 12% и более качественно меняет свойства железной основы материала, на не сколько порядков повышая ее коррозионную стойкость даже по сравнению со сталью, легированной 11% хрома. Именно 12% хрома и служат отправной точкой последующего легирования нержавеющей

он (или связанный с ним кусок металла) восстановитель, катод. Оба процесса могут протекать в любой точке поверхности. Следовательно, каждый из них может и сосредоточиться там, где условия наиболее благоприятны именно для него (ведь металл и раствор электропро-водны, и передать по ним заряд — не проблема).

Именно поэтому формы электрохимической коррозии так многообразны, а ее местные прорывы в глубь металла (например, пит-тинг) приобретают такой опасный характер. Однако растянутые коммуникации делают н саму коррозию уязвимой. Ее анодный и катодный процессы можно, например, поодиночке подавить ингибиторами. А можно вынести анод или катод за пределы данного куска металла и, включив между ними источник электроэнергии, создать анодную или катодную защиту. Главное оружие электрохимической коррозии можно обратить против нее самой.

стали как самим хромом, так и другими элементами.

На основе множества экспериментов установлено: для создания стали, стойкой к общей равномерной коррозии в той или иной агрессивной среде, ее нужно легировать элементом, который в свободном состоянии проявляет себя стойким по отношению к этой среде. Сейчас специалисты хорошо знают: чтобы противостоять действию азотной кислоты, сталь должна содержать возможно больше хрома. Медь, ни кель и молибден оказывают положительное влияние на стойкость в серной, молибден — в соляной кислотах. При комбинации кислот

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

ЕВГЕНИЙ УЛЬЯНИН, заведующий лабораторией нержавеющих сталей ЦНИИчермет имени И. П. Бардина, доктор технических наук, лауреат Государственной премии СССР

Потенциал сплавов системы Fe — Сг. Из графика видно, что норрозионная стойкость железной основы при содержании хрома 12% резко повышается. OA

СО

- Q.2

$ О

5.

гГ 0.2 ш

(5 о.е

с