Методы оценки коррозионной стойкости металлов и сплавов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторная работа

Методы оценки коррозионной стойкости металлов и сплавов

Цель работы:

Изучить основные сведения о коррозии: виды коррозии, методы оценки коррозионной стойкости металлов и сплавов.

Ознакомится с методами оценки коррозионной стойкости: весовым методом, показателем его общей коррозии, а также объемным методом коррозионных испытаний по количеству выделившегося водорода.

Задание и порядок выполнения работы.

1. Определить весовым методом коррозионную стойкость сварных образцов из сталей.

2. Классифицировать контрольные образцы сварных соединений по коррозионной стойкости.

3. Внешним осмотром и микроскопическим исследованием установить характер коррозии и выявить участки, наиболее подверженные коррозии.

4. Определить объемным методом коррозионную стойкость магниевых, алюминиевых и медных сплавов.

5. Методом графического дифференцирования определить скорость и ускорение коррозии.

коррозионный стойкость сплав

1. Теоретическая часть

Коррозией называется самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического и электрохимического воздействия на них окружающей среды. В соответствии с механизмом такого разрушения различают два вида коррозии:

химическую, представляющую собой процесс непосредственного химического взаимодействия между металлом и средой;

электрохимическую, разрушение при которой связано с электрохимическими процессами, сопровождаемыми переносом электрических зарядов вследствие образования гальванических электрических элементов между участками поверхности металла детали с разными уровнями электродного потенциала.

Виды коррозионных повреждений

Все виды коррозии на поверхности металла подразделяют на две неравные группы. В первую входит так называемая сплошная коррозия, протекающая по всей поверхности металла

Вторую группу составляют локальные формы коррозии. Эти формы различаются причинами возникновения и характером протекания коррозии.

Щелевая коррозия протекает в щелях, трещинах либо других местах поверхности металла, контактирующих с небольшими объемами неподвижного электролита.

Язвенная коррозия возникает на очень небольших участках поверхности и развивается вглубь металла (образование сквозных отверстий).

Подповерхностная коррозия близка к язвенной. При протекании такой коррозии в металле вблизи поверхности образуются полосы - каверны, заполненные продуктами коррозии и сообщается с внешней средой посредством узкого канала.

Межкристалитная коррозия развивается по границам зерен металлов. Этот вид коррозии инициируется локальными изменениями физико-химических свойств и структуры металла, вызванными сваркой.

Причина коррозии под напряжением - совместное действие статических растягивающих напряжений и коррозионной среды. Разновидностью этой коррозии является коррозионное растрескивание, т.е. образование в металле тонкой сетки трещин, проходящих по объему зерна при действии коррозионной среды и напряжений.

Коррозионно-усталостное разрушение материалов протекает при одновременном действии коррозионной среды и знакопеременных механических напряжений.

Контактная коррозия характерна для деталей и узлов, в которых использованы различные металлические конструкционные материалы.

Эрозия - следствие одновременного коррозионного воздействия среды и механического истирания.

Одной из форм коррозионно-механического разрушения металла является феттинг-коррозия, протекающая на контактирующих поверхностях металлических деталей, перемещающихся друг относительно друга с небольшой амплитудой и высокой частотой. В таких случаях невозможно образование оксидных пленок на металле, поверхность его постоянно находится в активном состоянии и подвержена коррозии.

Показатели химической коррозии.

Скорость химической коррозии металлов определяют количественно, наблюдая во времени ф какую-либо подходящую для этих целей величину y: глубину проникновения коррозионного разрушения в металл П, толщину образующейся в металле пленки продуктов коррозии h; изменение массы металла m или объема реагирующего с металлом газа V, отнесенные к единице поверхности металла; изменение механических свойств металла или его электрохимического сопротивления R , выраженное в процентах и т.д. Истинная скорость коррозии металла в момент времени ф₁ равна первой производной величины у по времени ф, т.е. dy/dф при ф = ф₁.

Рис. 1. Графическое дифференцирование

К_п - глубинный показатель коррозии (проникновение коррозии) - глубина коррозионного разрушения металла П в единицу времени ф

К_п = П/ф ;

К_h - изменение толщины образующейся на металле пленки продуктов коррозии _Дh в единицу времени ф:

К_h = _Дh/ф ;

К_М - показатель изменения массы образца в результате коррозии, отношение к единице поверхности металла S к единице времени ф

К_М = _Дm/(Sуф) ;

К_об - объемный показатель коррозии - объем поглощенного или выделившегося в процессе коррозии металла газа _ДV, приведенный к нормальным условиям и отнесенный к единице поверхности металла и к единице времени

К_об = _ДV/(Sуф) ;

К_мех - механический показатель коррозии - изменение какого-либо показателя механических свойств металла за определенное время коррозионного процесса, выраженное в процентах

К_у = _Ду/у_во у 100% ;

К_R - показатель изменения электрического сопротивления

К_R = _ДR/R₀ у 100% ;

2. Практическая часть

Коррозионные испытания проводились объемным методом. На рис. 2 приведен прибор для определения скорости коррозии по количеству выделившегося водорода - коррозиметр.

Рис. 1. Схема коррозиметра: 1 - гранулированная двухсторонняя газовая бюретка; 2 - воронка; 3 - кран; 4 - испытуемый образец; 5 - сосуд с раствором.

В данном опыте мы использовали магниевый сплав в качестве образца и 5%-ный раствор NaCl в качестве коррозионной среды.

По количеству выделившегося водорода можно судить о коррозионной устойчивости сплава в единицу времени.

Рис. 3. График зависимости количества выделившегося водорода в единицу времени.

Выводы: были изучены основные сведения о коррозии: виды коррозии, а так же методы оценки коррозионной стойкости металлов и сплавов. Я ознакомился с объемным методом коррозионных испытаний по количеству выделившегося водорода.

Размещено на Allbest.ru