Химические свойства. Коррозия металлов и сплавов. Перспективы применения нелегированного доменного чугуна без выделений графита, страница 10

С другой стороны, предположение о давлении водорода не является, вероятно, необходимым фактором для объяснения механизма растрескивания сталей. Паркинс показал, что устойчивые стали могут подвергаться коррозионному растрескиванию в кипящих растворах нитратов после предварительного отжига, в результате которого происходят структурные изменения около границ зерен сплава, аналогичные изменениям, вызывающим напряжения (или объемные изменения при снятии таких напряжений). Исследования, проведенные Паркинсом с помощью рентгеновских лучей, обнаружили наличие внутренних напряжений в сплаве и зависимость между этими напряжениями и временем до разрушения. Возможно, что роль анодного разрушения (которое поддерживается за счет катодного восстановления нитратов на наружной поверхности) заключается в простом нарушении связей, задерживающих развитие трещины.

4.3 Коррозия чугунов

4.3.1 Серый чугун

Серый чугун не является коррозионностойким материалом. В сильных и слабых растворах кислот скорость его коррозии высокая. В атмосфере, даже обогащенный сернистым газом, скорость коррозии (v, мм/г) серого чугуна сравнительно невелика и находится на уровне листовой стали:

Серые чугуны, легированные хромом (0,4-0,8%) и никелем (0,35-1,0%), являются щелочестойкими при температурах до 323К. На коррозионную стойкость серого чугуна больше влияет плотность его в отливках, чем химический состав и структура. Большую плотность имеет серый чугун с содержанием кремния менее 1,5%. Меньше скорость почвенной коррозии у труб из серого чугуна, отлитых центробежным способом и имеющих большую плотность, чем отлитых в стационарных формах.

Добавка до 0,6% меди повышает коррозионную стойкость серого чугуна в ряде слабоагрессивных сред. Медь легирует феррит и повышает его электродный потенциал. Легирование медью (0,3-0,4%) повышает сопротивление атмосферной коррозии и коррозии в уксусной кислоте. В растворах солей и щелочей медистые чугуны не обладают повышенной стойкостью. Добавка до 0,2% олова повышает стойкость чугуна в 10-, 20%-ных кислотах: в 1,8-2 раза (азотная кислота); в 2-6 раз (серная кислота); в 1,3-2,3 раза (соляная кислота); в 2,5-3 раза (уксусная кислота) соответственно. Легирование сурьмой и медью в соотношении 1:2 (в сумме до 1%) повышает стойкость серого чугуна в ряде кислот, и особенно в соляной. В таблице 4.2 приведены данные о коррозии серого чугуна в сравнении с другими сплавами.

Чугуны, содержащие в больших количествах углерод в связанном виде, являются более коррозионно-стойкими, что объясняется меньшей разностью потенциалов пары феррит-цементит по сравнению с парой феррит-графит. С появлением в структуре графита коррозионная стойкость падает. Крупный равномерно распределенный графит дает меньшее количество микропар, чем дисперсный. Однако следует учитывать возникающую при крупных включениях пористость, что способствует проникновению электролита вдоль графитовых пластинок.

При воздействии электролита на чугунные отливки создаются условия для образования микропор, в которых графит или цементит являются катодом, а феррит анодом.

Таблица 4.2 – Коррозия различных сплавов в различных средах