химический каталог




КОРРОЗИОННОСТOЙКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

КОРРОЗИОННОСТOЙКИЕ МАТЕРИАЛЫ, обладают повышенной стойкостью к коррозии; применяются для изготовления деталей, узлов, аппаратов и конструкций, работающих в коррозионноактивных средах без дополнительной мер защиты от коррозии. К коррозионностoйким материалам относят собственно коррозионностoйкие материалы, а также антикоррозионные материалы. В зависимости от природы материала коррозионностoйкие материалы подразделяют на металлические и неметаллические. Последние используют в качестве конструкционных, футеровочных, обкладочных и прослоечных материалов, лакокрасочных покрытий и композиций (см. Химическистойкие материалы). К металлическим коррозионностoйким материалам относят коррозионностойкие сплавы, биметаллические материалы, композиционные материалы с металлической матрицей, металлочерепицу.

Коррозионностойкие сплавы. Их коррозионная стойкость зависит от химический состава и структуры, наличия механические напряжений, состояния поверхности, агрессивности и условий воздействия внешний среды, наличия контактов с другими материалами, а также конструкц. особенностей изделий (Коррозия металлов).

Сплавы на основе железа. Само железо стойко к коррозии лишь в растворах щелочей. Повышения стойкости добиваются с помощью легирования различные элементами (Железа сплавы). К коррозионностойким сталям относят хромистые, хромоникелевые, хромомарганцевоникелевые и хромомарганцевые. Их стойкость в различные средах определяется структурой, а также свойствами образующихся пассивирующих поверхностных слоев (Пассивность металлов). При нарушении пассивирующей пленки в нейтральных и кислых растворах хлоридов возникает питтинговая, щелевая и язвенная коррозия, а при температурах больше 80 °С - коррозионное растрескивание. Для предупреждения структурно-избирательных видов коррозии (межкристаллитная, ножевая) стали дополнительно легируют Ti или Nb, а также снижают содержание в них С до 0,02%.

Хромистые стали, содержащие 13% Сr, при комнатной температуре устойчивы на воздухе в слабых растворах кислот и растворах солей (кроме хлоридов). В растворах хлоридов, включая морскую воду (особенно при повышенных температурах), подвергаются язвенной и щелевой коррозии, а также коррозионному растрескиванию. Стали с содержанием Сr 17-20% устойчивы в 65%-ной HNO3 до 50°С, с содержанием 25-28 % - в горячих концентрированных растворах щелочей. Хромистые стали с содержанием С<0,01 % (супeрфeрриты) обладают высокой стойкостью против всех видов коррозии в горячих растворах хлоридов. Для изготовления паровой и водяной арматуры, насосов, штоков, валов, компрессоров, деталей турбин применяют, как правило, мартенситные хромистые стали; для отделки автомобилей, деталей бытовой техники и аппаратуры в пищевая промышленостиферритные.

Аустенитные хромоникелевые стали стойки на воздухе, в растворах H2SO4, HNO3 и их смесях, Н3РО4, ряда органическое кислот, NH3, щелочей (при умеренных температурах), при контакте с пищевая продуктами. Галогены в присутствии влаги вызывают местные виды коррозии. Легирование хромоникелевых сталей Мо (2-3%) повышает устойчивость против язвенной коррозии, легирование Ti, Nb и термодинамически обработка - против межкристаллитной коррозии. Стали, содержащие 28-32 % С и 40-45 % Ni, устойчивы против язвенной коррозии и коррозионного растрескивания. Применяют хромоникелевые сплавы для создания химический аппаратов и оборудования, в энергомашиностроении, нефтехимический, целлюлозно-бумажной, пищевой промышлености, судостроении, медицине, бытовой технике. Хромомарганцевые и хромоникельмарганцевые стали, легированные 6 % Ni, обладают стойкостью на воздухе в окислит. и нейтральных средах. Используются для изготовления химический аппаратуры, емкостей, теплообменников, трубопроводов, оборудования для пищевая промышленности и производства минеральных удобрений, в бытовых приборах и т.п. Серые чугуны, содержащие 5-10% Si и 5,5-7,0% Аl, стойки к окислению до температуры 850 °С (жаростойки). Никелькремнистые чугуны (13-20% Ni, 5-7% Si) устойчивы в горячих растворах щелочей; никельмсдистые (12-15% Ni, 5-8% Сu) - в растворах H2SO4, HCl, природные водах; аустенитные хромистые и хромо-никелевые с шаровидным графитом в окислительных и нейтральных средах, морской воде. Жаростойкостью обладают белые высококремнистые чугуны (14-18% Si); они устойчивы также в холодных растворах H2SO4, HNO3, H3PO4, HCl, органическое кислотах (при повышенных температурах).

Медь и ее сплавы. Медь обладает высокой коррозионной стойкостью в атмосфере, растворах солей, пресной и морской воде при небольших скоростях ее движения, кислотах, не являющихся окислителями, и ряде органическое соединений. При скоростях движения морской воды более 1 м/с Сu подвергается струевой коррозии. Латуни более стойки в потоке морской воды, чем Cu, поэтому широко применяются для изготовления деталей трубопроводов, насосов, арматуры и теплообменного оборудования, охлаждаемого пресной и морской водой, судовых гребных винтов. Виды коррозии латуней, ограничивающие их промышленном применение, - обесцинкование в растворах хлоридов и коррозионное растрескивание в аммиачных средах. a -Латуни, легированные As (около 0,04%), не подвержены обесцинкованию в большинстве сред. Алюминиевые латуни обладают повышенной стойкостью против струевой коррозии. См. также Меди сплавы.

Оловянные бронзы, содержащие 8-10% Sn, стойки в растворах солей, потоке морской воды, разбавленных кислотах, ряде органическое кислот; не подвергаются струевой и язвенной коррозии. Широко применяются для изготовления деталей узлов трения, арматуры, насосов и теплообменного оборудования (см. Бронзы).

Алюминиевые бронзы, отличаясь высокой прочностью, характеризуются коррозионной стойкостью в растворах солей, окислит. средах, потоке пресной и морской воды. При содержании в них Аl>9,2 % в морской воде происходит обезалюминивание; для высокопрочных бронз возможно коррозионное растрескивание. Используются для изготовления деталей в судовом машиностроении.

Кремнистые бронзы по коррозионным свойствам близки к алюминиевым бронзам. Бериллиевая бронза - хороший материал для пружин и мембран, работающих в растворах солей.

Медноникелевые сплавы, содержащие 5-10% Ni или 30% Ni и 1,2-1,5% Fe (мельхиор), обладают стойкостью к струевой коррозии, хотя при значительной скорости движения воды в местах турбулизации потока возникает местная струевая коррозия. Применяются при изготовлении трубопроводов для морской воды, трубок морских теплообменников, судовых конденсаторов и др.

Алюминий и его сплавы. Наиболее стойкостью обладает чистый Аl, который устойчив в средах с рН 3-9. Его коррозионная стойкость определяется свойствами защитной оксидной пленки. Сплавы Аl с другими металлами весьма стойки на воздухе, в нейтральных и слабокислых растворах солей, окислит. средах и слабых кислотах. Ионы галогенов, разрушая защитную пленку сплава Аl, вызывают щелевую язвенную коррозию, особенно при повышенных температурах. Для высокопрочных сплавов Аl (предел текучести больше 400 М Па/мм2) возможно коррозионное растрескивание в растворах хлоридов. Стойкость Аl и его сплавов снижается при контакте с Сu, Fe, Ni, Ag, Pt. наиболее применимы для работы в агрессивных средах сплавы Al-Mg и Al-Mg-Zn, стойкость которых при большей прочности такая же, как у Аl. Высокой коррозионной стойкостью и жаропрочностью отличаются спеченные алюминиевые сплавы САП и САС (см. Алюминия сплавы).

Титан и его сплавы. Коррозионная стойкость Ti и его сплавов определяется способностью пассивироваться в окислит. и нейтральных средах с образованием оксидной пленки. Они обладают высокой стойкостью к действию окислит. кислот и щелочей (до 20%-ной концентрации). Отличит. особенность - высокая стойкость в растворах хлоридов до 110-120°С. Титан не склонен к коррозионному растрескиванию в большинстве известных сред, кроме дымящей HNO3 и N2O4; сплавы Ti-Al, содержащие более 5% Аl, подвергаются этому виду коррозии в растворах хлоридов лишь при наличии надрезов, трещин и т. п. Двухфазные ( a + b ) и b -сплавы Ti также менее чувствительны к коррозионному растрескиванию (см. Титана сплавы). Стойкость сплавов в кислотах повышается легированием Pd и Ni, стойкость к растрескиванию - легированием Мо и V.

Никель и его сплавы. Никель пассивируется в окислительных средах; устойчив на холоду в атмосфере, природные водах, растворах многие солей, 15%-ной НСl, 70%-ной H2SO4, ряде органическое кислот. Часто входит в состав антикоррозионных покрытий. Сплавы Ni, например хастсллои, весьма стойки в кислотах, не являющихся окислителями, нихромы - жаропрочны и жаростойки. Никель и его сплавы - основные конструкц. материалы в процессах с участием фтора и неорганическое фторидов. Используют в химический, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажная и пищевая промышленности, энергетике.

Биметаллические материалы. Состоят из двух (иногда более) разнородных, прочно соединенных между собой металлов или сплавов. Их коррозионная стойкость определяется свойствами защитного (плакирующего) слоя. Примерами таких материалов могут служить биметаллы медь-сталь, нержавеющая сталь - конструкционная сталь, титан-сталь. Применяют их обычно для изготовления труб, листов и плит, работающих в условиях агрессивных сред. Известны также биметаллы хромистая-хромо-никелевая сталь и триметаллы хромистая - хромоникслевая-конструкционная сталь, в которых наружный плакирующий слой выполняет роль долгоживущего протектора для слоя хромоникелевой стали. Композиционные материалы с металлической матрицей. К ним относят преимущественно сплавы Ni, Ti и Аl, упрочненные нитевидными кристаллами Аl2О3, В, С, карбидами В и Si, непрерывными волокнами (или проволокой) Мо или W (см. Композиционные материалы). Коррозионная стойкость таких материалов определяется свойствами матрицы. Их преимущество перед сплавами - высокое сопротивление развитию трещин. При применении таких материалов необходима защита торцов изделий из них от контакта с агрессивной средой. Композиционные материалы на основе направленно-кристаллизованных эвтектических сплавов Fe, Ni и Со с Si и др. элементами обладают повышенная жаропрочностью и жаростойкостью.

Антикоррозионные материалы. Повышают коррозионную стойкость металла-основы; применяют их в виде защитных или защитно-декоративных покрытий, а также в качестве легирующих добавок к коррозионностойким сплавам. Защитные свойства таких материалов зависят от их пористости и взаимодействие металла-основы, металла-покрытия и коррозионной среды (см. Защита от коррозии). Металлические покрытия защищают сталь по принципу протекторной защиты (покрытия из Al, Zn, Cd) или путем предотвращения контакта коррозионной среды со сталью (покрытия из Сu, Ni, Cr, Ag, Au, Cu-Ni-Cr). Методы нанесения металлических покрытий: погружение изделия в расплав данного металла (горячие покрытия), металлизация (в т.ч. диффузионное насыщение и напыление вакуумное), взрыв, имплантирование, химическое осаждение из газовой фазы, электролиз (гальванические покрытия) из растворов электролитов и расплавов солей (см. Гальванотехника, Электроосаждение). Антикоррозионные металлические материалы могут также использоваться при изготовлении элементов систем электрохимический защиты (катоды, аноды и др.). Сплавы Zn, Al, Мn с различные легирующими элементами применяют в качестве материалов протекторов (анодов), защищающих от коррозии стальные конструкции. При использовании для защиты внешний тока материалами для вспомогательных электродов (катодов или анодов) служат титан с платиновым покрытием, железокремнистые сплавы и графит.

К неметаллическим антикоррозионным покрытиям относятся стекло, стеклоэмали, оксиды Al, Mg и Ti и др. Стеклоэмали на поверхность стальных, чугунных, алюминиевых и других изделий наносят одним или несколько слоями с последующей спеканием и оплавлением (см. Эмали); оксидныe пассивные пленки - химическим и электрохимическим способами. Равномерные сплошные плотные покрытия, обладающие высокой адгезией к металлу, способствуют повышению прочности, твердости и износостойкости материала-основы.

Широкое применение коррозионностойких материалов реализовано в кровельном производстве. Требования, предъявляемые к кровельным материалам очень серьезные. С одной стороны кровля должна быть эстетична и красива, а с другой надежна и долговечна. Всем этим требованиям отвечает современная металлочерепица, изготавливаемая из оцинкованной стали покрытой прочным полимерным слоем.


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
моноколесо напрокат в москве
купить цветные линзы с радиусом 8.4
обрезание в иваново
Lodge ASLMT41

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.07.2017)