Metallerin korozyon direnci

Korozyon direnci nedir?

Bir metalin korozyona direnme kabiliyetine korozyon direnci denir. Bu yetenek, belirli koşullar altında korozyon hızı ile belirlenir. Kantitatif ve kalitatif özellikler, korozyon derecesini değerlendirmek için kullanılır.

Niteliksel özellikler şunlardır:

• metal yüzeyin görünümünü değiştirmek;

• metalin mikro yapısındaki değişiklik.

Kantitatif özellikler şunlardır:

• ilk korozyon odağının ortaya çıkmasından önceki süre;

• belirli bir süre boyunca oluşan korozyon odaklarının sayısı;

• birim zamanda metal inceltme;

• birim zamanda birim alandaki metal kütlesindeki değişim;

• birim zamanda birim yüzey başına korozyon sırasında emilen veya salınan gaz hacmi;

• belirli bir korozyon hızı için elektrik akımı yoğunluğu;

• belirli bir süre boyunca özellikte değişiklik (mekanik özellikler, yansıtma, elektrik direnci).

Farklı metallerin korozyona karşı farklı dirençleri vardır.Korozyon direncini arttırmak için özel yöntemler kullanılır: çelik için alaşımlama, krom kaplama, alüminizasyon, nikel kaplama, boyama, çinko kaplama, pasivasyon vb.

Demir ve çelik

Oksijen ve saf su varlığında demir hızla paslanır, reaksiyon aşağıdaki formüle göre ilerler:

Korozyon sürecinde metali gevşek bir pas tabakası kaplar ve bu tabaka onu daha fazla tahribata karşı hiçbir şekilde korumaz, metal tamamen yok olana kadar korozyon devam eder. Demirin daha aktif korozyonuna tuz çözeltileri neden olur: Havada az miktarda amonyum klorür (NH4Cl) bulunsa bile korozyon süreci çok daha hızlı ilerleyecektir. Zayıf bir hidroklorik asit (HCl) çözeltisinde, reaksiyon da aktif olarak ilerleyecektir.

Nitrik asit (HNO3) %50'nin üzerinde bir konsantrasyonda metalin pasivasyonuna yol açacaktır - kırılgan olmasına rağmen koruyucu bir tabaka ile kaplanacaktır. Buharlaştırılmış nitrik asit demir için güvenlidir.

% 70'in üzerinde bir konsantrasyonda sülfürik asit (H2SO4) demiri pasifleştirir ve St3 sınıfı çelik, 40 ° C sıcaklıkta% 90 sülfürik asit içinde depolanırsa, bu koşullar altında korozyon hızı yılda 140 mikronu geçmeyecektir. Sıcaklık 90 °C ise korozyon 10 kat daha yüksek oranda devam edecektir. %50 demir konsantrasyonuna sahip sülfürik asit çözülecektir.

Fosforik asit (H3PO4) demiri aşındırmaz ve alkali çözeltiler, sulu amonyak, kuru Br2 ve Cl2 gibi susuz organik çözücüler de aşındırmaz.

Suya binde bir sodyum kromat eklerseniz, sodyum heksametafosfat gibi mükemmel bir demir korozyon inhibitörü olur. Ancak klor iyonları (Cl-) koruyucu filmi demirden uzaklaştırır ve korozyonu artırır.Demir teknik olarak saftır, yaklaşık %0,16 safsızlık içerir ve korozyona karşı oldukça dirençlidir.

Orta alaşımlı ve düşük alaşımlı çelikler

Düşük alaşımlı ve orta alaşımlı çeliklerde krom, nikel veya bakır alaşım ilaveleri, suya ve atmosferik korozyona karşı dirençlerini arttırır. Krom ne kadar fazlaysa, çeliğin oksidasyon direnci o kadar yüksektir. Ancak krom %12'den azsa, kimyasal olarak aktif ortam bu tür çelik üzerinde yıkıcı bir etkiye sahip olacaktır.

Yüksek alaşımlı çelikler

Yüksek alaşımlı çeliklerde alaşım bileşenleri %10'dan fazladır. Çelik% 12 ila 18 krom içeriyorsa, bu tür çelik hemen hemen tüm organik asitlerle, gıdayla temasa dayanacak, nitrik asit (HNO3), bazlar ve birçok tuz çözeltisine karşı dirençli olacaktır. %25 formik asitte (CH2O2) yüksek alaşımlı çelik yılda yaklaşık 2 mm oranında paslanacaktır. Bununla birlikte, güçlü indirgeyici maddeler, hidroklorik asit, klorürler ve halojenler yüksek alaşımlı çeliği yok edecektir.

%8 ila %11 nikel ve %17 ila %19 krom içeren paslanmaz çelikler, tek başına yüksek kromlu çeliklere göre korozyona karşı daha dirençlidir.Bu tür çelikler, güçlü alkalinin yanı sıra kromik asit veya nitrik asit gibi asidik oksitleyici ortamlara da dayanır.

Katkı maddesi olarak nikel, çeliğin oksitleyici olmayan ortamlara, atmosferik faktörlere karşı direncini artıracaktır. Ancak ortam asidik, indirgeyici ve halojen iyonları ile asidiktir, - pasifleştirici oksit tabakasını yok edecekler, bunun sonucunda çelik asitlere karşı direncini kaybedecektir.

% 1 ila 4 oranında molibden ilaveli paslanmaz çelikler, krom-nikel çeliklere göre daha yüksek korozyon direncine sahiptir.Molibden sülfürik ve sülfürik asit, organik asitler, deniz suyu ve halojenürlere karşı direnç verecektir.

Demir-silikon döküm olarak adlandırılan ferrosilikon (% 13 ila 17 silikon ilaveli demir), SiO2 oksit filminin varlığı nedeniyle korozyon direncine sahiptir ve ne sülfürik, ne nitrik ne de kromik asitler yok edemez. sadece bu koruyucu filmi güçlendirirler. Ancak hidroklorik asit (HCl) ferrosilikon'u kolayca aşındırır.

Nikel alaşımları ve saf nikel

Nikel hem atmosferik hem de laboratuvar ortamındaki birçok faktöre, temiz ve tuzlu suya, karbonatlar, asetatlar, klorürler, nitratlar ve sülfatlar gibi alkali ve nötr tuzlara karşı dirençlidir. Oksijenlenmemiş ve sıcak olmayan organik asitler, nikele ve ayrıca% 60'a varan bir konsantrasyonda kaynayan konsantre alkali potasyum hidroksite (KOH) zarar vermez.

Korozyona indirgeyici ve oksitleyici ortamlar, oksitleyici alkali veya asidik tuzlar, nitrojen gibi oksitleyici asitler, nemli gaz halojenler, nitrojen oksitler ve kükürt dioksit neden olur.

Monel metal (%67'ye kadar nikel ve %38'e kadar bakır), saf nikelden daha fazla asit direncine sahiptir, ancak güçlü oksitleyici asitlerin etkisine dayanmayacaktır. Organik asitlere, önemli miktarda tuz çözeltisine oldukça yüksek direnç gösterir. Atmosferik ve su korozyonu monel metali tehdit etmez; florür de onun için güvenlidir. Monel metal, platin gibi %40 kaynayan hidrojen floride (HF) güvenle dayanacaktır.

Alüminyum alaşımları ve saf alüminyum

Alüminyumun koruyucu oksit filmi, yaygın oksitleyicilere, asetik aside, florine, yalnızca atmosfere ve önemli miktarda organik sıvıya karşı dayanıklı olmasını sağlar.Safsızlıkların %0,5'ten az olduğu teknik olarak saf alüminyum, hidrojen peroksitin (H2O2) etkisine karşı çok dirençlidir.

Güçlü bir indirgeyici ortamda kostik bazların etkisiyle yok edilir. Seyreltik sülfürik asit ve oleum, alüminyum için korkunç değildir, ancak orta kuvvette sülfürik asit ve sıcak nitrik asit onu yok edecektir.

Hidroklorik asit, alüminyumun koruyucu oksit filmini yok edebilir. Alüminyumun cıva veya cıva tuzları ile teması, birincisi için yıkıcıdır.

Saf alüminyum, örneğin korozyona karşı daha az dayanıklı olan (%5,5'e kadar bakır, %0,5'e kadar magnezyum ve %1'e kadar manganez içeren) duralümin alaşımından daha fazla korozyona dayanıklıdır. Silumin (%11 ila 14 silikon ekleyerek) bu açıdan daha kararlıdır.

Bakır alaşımları ve saf bakır

Saf bakır ve alaşımları tuzlu suda veya havada korozyona uğramaz. Bakır korozyondan korkmaz: seyreltik bazlar, kuru NH3, nötr tuzlar, kuru gazlar ve çoğu organik çözücü.

Çok fazla bakır içeren bronz gibi alaşımlar asitlere, hatta soğuk konsantre veya sıcak seyreltik sülfürik asit veya konsantre veya seyreltik hidroklorik asit oda sıcaklığında (25 ° C) maruz kalmaya karşı dayanıklıdır.

Bakır, oksijenin yokluğunda organik asitlerle temas halinde korozyona uğramaz. Ne florin ne de kuru hidrojen florürün bakır üzerinde yıkıcı bir etkisi yoktur.

Ancak bakır alaşımları ve saf bakır, oksijen varsa çeşitli asitler tarafından ve ayrıca ıslak NH3, bazı asit tuzları, asetilen, CO2, Cl2, SO2 gibi ıslak gazlarla temas ettiğinde aşınır. Bakır cıva ile kolayca etkileşime girer.Pirinç (çinko ve bakır) korozyona karşı çok dayanıklı değildir.

Daha fazla ayrıntıyı buradan kontrol edin — Elektrik mühendisliğinde bakır ve alüminyum

saf çinko

Temiz su, temiz hava gibi çinkoyu aşındırmaz. Ancak suda veya havada tuzlar, karbondioksit veya amonyak varsa, çinko korozyonu başlar. Çinko bazlarda, özellikle hızlı bir şekilde - nitrik asitte (HNO3), daha yavaş - hidroklorik ve sülfürik asitlerde çözünür.

Organik solventler ve petrol ürünlerinin çinko üzerinde genel olarak korozif etkisi yoktur ancak temas uzun sürerse örneğin crack benzinle havada oksitlendiğinden benzinin asitliği artacak ve çinkonun korozyonu başlayacaktır.

saf kurşun

Kurşunun suya ve atmosferik korozyona karşı yüksek direnci iyi bilinen bir gerçektir. Korozyona uğramaz öncülük ederim ve ne zaman toprakta. Ancak su çok fazla karbondioksit içeriyorsa, kurşun içinde çözünür, çünkü zaten çözünür olan kurşun bikarbonat oluşur.

Genel olarak kurşun, nötr çözeltilere karşı çok dirençlidir, alkali çözeltilere ve ayrıca bazı asitlere orta derecede dirençlidir: sülfürik, fosforik, kromik ve sülfürik. 25 ° C sıcaklıkta konsantre sülfürik asit (% 98'den) ile kurşun yavaşça çözülebilir.

% 48'lik bir konsantrasyondaki hidrojen florür, ısıtıldığında kurşunu çözecektir. Kurşun, hidroklorik ve nitrik asitlerle, formik ve asetik asitle güçlü bir şekilde reaksiyona girer. Sülfürik asit, kurşunu hafif çözünür bir kurşun klorür (PbCl2) tabakasıyla kaplayacak ve daha fazla çözünme devam etmeyecektir. Konsantre nitrik asitte kurşun ayrıca bir tuz tabakasıyla kaplanır, ancak seyreltik nitrik asit kurşunu çözer. Klorürler, karbonatlar ve sülfatlar kurşuna karşı agresif değilken, nitrat çözeltileri bunun tersidir.

saf titanyum

İyi korozyon direnci, titanyumun ayırt edici özelliğidir.Güçlü oksitleyiciler tarafından oksitlenmez, tuz çözeltilerine, FeCl3'e vb. karşı dayanıklıdır. Konsantre mineral asitler korozyona neden olur, ancak %65'ten daha az bir konsantrasyonda kaynayan nitrik asit, %5'e kadar sülfürik asit ve %5'e kadar hidroklorik asit bile titanyumda korozyona neden olmaz. Bazlara, alkali tuzlara ve organik asitlere karşı normal korozyon direnci, titanyumu diğer metallerden ayırır.

saf zirkonyum

Zirkonyum, sülfürik ve hidroklorik aside titanyumdan daha dayanıklıdır, ancak akvaryum ve ıslak klora karşı daha az dirençlidir. Hidrojen peroksite (H2O2) dirençli, çoğu baz ve aside karşı yüksek kimyasal dirence sahiptir.

Bazı klorürlerin etkisi, kaynayan konsantre hidroklorik asit, aqua regia (konsantre nitrik HNO3 (%65-68 ağırlık) ve salin HCl (%32-35 ağırlık) karışımı), sıcak konsantre sülfürik asit ve dumanlı nitrik asit-neden Korozyon ile ilgili olarak, bu, zirkonyumun hidrofobiklik gibi bir özelliğidir, yani bu metal ne su ne de sulu çözeltiler ile ıslatılmaz.

saf tantal

Tantalın mükemmel kimyasal direnci cama benzer. Yoğun oksit filmi, metali 150 ° C'ye kadar sıcaklıklarda klor, brom, iyodin etkisinden korur. Çoğu asit normal koşullar altında tantal üzerinde etki göstermez, aquaregia ve konsantre nitrik asit bile korozyona neden olmaz. Alkali çözeltilerin tantal üzerinde pratik olarak hiçbir etkisi yoktur, ancak üzerinde hidrojen florür etki eder ve konsantre sıcak alkali çözeltiler kullanılır, tantal eritmek için alkali eriyikler kullanılır.