Лихачев. Практикум по сопротивлению материалов.Методичка.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.

1









В.
А
.
ЛИХАЧЁВ




ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ

©ХИМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

МАТЕРИАЛОВª




Учебно
-
методическое пособие


2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ

БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАН
ИЯ


©ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТª


Институт
химии и экологии

Кафедра технологии неорганических веществ

и электрохимических прои
з
водств



В
.
А
.
ЛИХАЧЁВ



ПРАКТИКУМ
ПО КУРСУ

©ХИМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

МАТЕРИ
А
ЛОВª


Учебно
-
методическое пособие









Киров

2016

2

УДК 620.193 (07
)







Л 651


Допущено
к изданию методическим советом
института

химии и экол
о
гии

ВятГУ

в качестве учебно
-
методического пособия
для студентов
направления
18.03.01

©
Химическая технология
ª профилей
©Функци
о
нальная гальванотех
никаª
,
©Технология неорганических веществª
всех
форм обучения


Рецензент:

кандидат
химических

наук, доцент
, заведующая

кафедр
ой


неорганической и физической химии

ВятГУ

Ю
.
Н
.
Ушакова



Лихачё
в, В.
А
.

Издание предназначено для студентов, изучающих дисциплину
©
Химич
е
ское сопротивление материалов
ª.



Авторская редакция

Тех. редактор Д. В. Дедюхина




©

ВятГУ, 2016

Л 651

Практикум
по курсу
©Химическое сопротивление мате
риаловª
:

учебно
-
методическое п
о
собие / В.
А
.
Лихачёв
.


Киров: ВятГУ,
2016.


8
6

с.

УДК 620.193 (07
)


3

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Ц
ЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСА

©ХИМИЧЕСКОЕ
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВª

................................
.............

6

1.1. Цель преподавания дисциплины

................................
................................
.................

6

1.2. Основные задачи курса

................................
................................
................................
.

6

1.3. Перечень дисципли
н, усвоение которых необходимо

для изучения данной дисциплины

................................
................................
......................

7

2
. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1.

ХИМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СТАЛЕЙ

................................
...........................

10

2.1. Теоретически
е предпосылки. Коррозия железа

и низколегированных сталей в

различны
х средах

................................
..........................

10

2.1.1. Химическое сопротивление железа и его сплавов в кислых средах

..............

10

2.1.2. Химическое сопротивление железа и н
изколегированных сталей
в

нейтральных средах

................................
................................
................................
....

14

2.2. Виды сталей и их коррозионные свойства

................................
...............................

18

2.3. Ход выполнения работы

................................
................................
.............................

25

2.3.1. Снятие анодных поляризационных кривых

................................
......................

25

2.3.2. Обработка экспериментальных результатов

................................
.....................

28

2.3.3. Правила техники безопасности

................................
................................
...........

28

2.4. Вопросы для самопроверки

................................
................................
........................

29

3.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №
2.

ХИМ
ИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ АЛЮМИНИЯ
И ЕГО СПЛАВОВ

...............

30

3
.1. Теоретические предпосылки

................................
................................
......................

30

3.1.1. Химическое сопротивление алюмини
я и его сплавов в кислых средах

........

32

3
.1.2. Щелочные среды

................................
................................
................................
..

36

3
.1.3. Нейтральные среды

................................
................................
..............................

37

3
.1.4. Естественные среды

................................
................................
.............................

40

3
.2. Ход выполнения работы

................................
................................
.............................

42

3
.2.1 Оценка скорости коррозии алюминия и е
го сплавов

гравиметрическим методом

................................
................................
..........................

42

3
.2.2. Оценка скорости коррозии алюминия и его сплавов

с помощью коррозиметра

................................
................................
..............................

43

3
.3.
Правила техники безопасности

................................
................................
..................

47

3
.4. Вопросы для самопроверки

................................
................................
........................

47

4

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.

КОРРОЗИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

................................
................................
..

49

4.1. Теоретические предпосылки

................................
................................
......................

49

4.1.1. Коррозия бетона и железобетона в жидких средах

................................
..........

49

4.1.2. Коррозия бетона и железобетона в условиях агрессивной атмосферы

.........

55

4.1.3. Подземная коррозия бетона и железобетона

................................
.....................

57

4.2. Ход выполнения работы

................................
................................
.............................

59

4.3. Обработка экспериментальных результатов

................................
............................

60

4.4. Правила техники безо
пасности

................................
................................
..................

61

4.5. Вопросы для самопроверки

................................
................................
........................

61

5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

4.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТОСТОЙКОСТИ

И

ЩЕЛОЧЕСТОЙКОСТИ КЕРАМ
ИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
................................
........

63

5.1. Теоретические предпосылки. Основные понятия

................................
....................

63

5.2. Классификация керамики по химическому составу

................................
................

63

5.2.1. Оксидная керамика

................................
................................
..............................

63

5.2.2. Безоксидная керамика

................................
................................
..........................

64

5.3. Кла
ссификация керамики по назначению

................................
................................

64

5.3.1. Строительная керамика

................................
................................
.......................

64

5.3.2. Тонкая керамика

................................
................................
................................
...

64

5.3.3. Химически стойкая керамика

................................
................................
.............

65

5.3.4. Огнеупорная керамика

................................
................................
.........................

66

5.3.5. Техническая керамика

................................
................................
.........................

67

5.3.6. Керамика на основе силикатов и алюмосиликатов
................................
...........

67

5.3.7. Муллитовая и муллито
-
корундовая керамика

................................
...................

67

5.3.8. Клиноэнстатитовая керамика

................................
................................
..............

69

5.4. Химические свойства керамики
................................
................................
.................

69

5.4.1. Ко
ррозия в растворах

................................
................................
...........................

70

5.4.2. Коррозия в расплавах

................................
................................
...........................

70

5.4.3. Газовая коррозия

................................
................................
................................
..

71

5.5. Ход выполнения работы

................................
................................
.............................

72

5.5.1. Подготовка пробы

................................
................................
................................

72

5.5.2. Определение кислотостойкости керамических издели
й

................................
..

74



5

5.6. Обработка результатов

................................
................................
...............................

75

5.6.1. Определение щелочестойкости керамических изделий

................................
....

76

5.7. Правила техники безопасности

................................
................................
..................

77

6. КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

................................
................................
.........................

77

7
. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО КУРСУ

©
ХИМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

................................
.............

81

8
. ПРИЛОЖЕНИЕ

................................
................................
................................
................

83

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

................................
................................
.............

85




6

1. ЦЕЛЬ
И ЗАДАЧИ КУРСА ©ХИМИЧЕСКОЕ

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВª

1.1.
Цель преподавания дисциплины

Бакалавры направления ©Химическая технологияª

при работе на з
а
водах любого профи
ля сталкиваются
с применением разнообразных ко
н
струкционных материалов. Рациональный выб
ор таких материалов, их
правильная эксплуатация, продление срока службы невозможно при отсу
т
ствии знаний по стойкости этих материалов в естественных и промышле
н
ных средах. В связи

с этим
курс ©Химич
е
ское сопротивление материаловª,
базирующийся на теоретиче
ских представл
е
ниях, рассмотренных в курсе
©
Основы к
оррози
и

и защит
ы

металловª, позволяет расширить знания ст
у
дентов по вопросам коррозии и старения конкретных конструкционных
материалов. Этот курс следует рассматривать как очень важный курс пр
о
фессиональн
ой подготовки студентов.

Таким образом, цель данного курса


дать студентам основные зн
а
ния по химическому сопротивлению важнейших конструкционных мат
е
риалов (сплавов

железа
,

алюминиевых и медных сплавов,

пластических
масс, резин, бетона, железобетона
, кер
амических м композиционных мат
е
риалов

и дерева) в условиях естественных и промышленных сред
;

о
знак
о
мить студентов с наиболее важными методами защиты материалов, пр
и
званными повысить надежность различных конструкций и существенно
продлить срок их эксплуатац
ии.

1.2.
Основные задачи курса

а)

Ознакомить

студентов с особенностями коррозионного поведения
основных конструкционных сплавов железа, алюминия и меди в разли
ч
ных ср
е
дах
;

б)

о
знакомить
студентов с особенностями разрушения строительных
материалов (бетона и

железобетона) в природных и промышленных ср
е
дах, и м
е
тод
ами
их защиты
;

7

в)
д
ать основные сведения по вопросам коррозии и старения пласт
и
ческих и эластомеров
, керамических и композиционных материалов

и м
е
тодами увеличения срока их службы
;


г)
о
знакомить сту
дентов с особенностями разрушения и сохранения
дер
е
вянных конструкций.

1.3.
Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо

для изучения данной дисциплины

©
Материаловедение
. Т
ехнология конструкционных материалов
ª


раздел основные конструкционные материал
ы и сплавы
.

©
Неорганическая химия
ª


разделы
химические свойства металлов,
пластических масс и эластомеров
.

©
Основы коррозии и защиты

металлов
ª



весь курс.

Тематический план

Содержание раздела

Лекции,
час

Лабораторн
.

работы, час

1. Введение. Коррозионное

поведение сталей
и

чугунов в различных естественных и промы
ш
ленных средах

3

4

2. Химическое сопротивление алюминия и его
сплавов в естественных и про
мышленных средах

3

4

3. Химическое сопротивление меди и ее сплавов
в естественных и промышлен
ных средах

2


4.
Коррозия бетона и железобетона в условия

а
т
мосферной
,
подводной и грун
товой коррозии

2

4

5. Методы защиты строительных конст
рукций

от коррозии

3


6.
Коррозия и старение пластмасс

и эластом
е
ров
,
увеличение их химического сопроти
вления

и продлени
е срока службы

3

2

7.
Химическое сопротивление керамических
и

композиционных материалов

2

4

8. Виды разрушения деревянных конструкций,
сохранность в условиях экс
плуатации

2


8

Лекционные занятия

Номер ра
з
дела темат
и
ческого

пл
а
на

Наименование разделов и и
х содержание

Количество

ча
сов

1

Введение. Основные конструкционные сплавы железа. Хим
и
ческое сопротивление железа и его сплавов в растворах ки
с
лот, щелочей и в нейтральных средах. Химическая стойкость
железа и его сплавов в условиях атмосферной, подводной

и
подземной коррозии. Виды нержавеющих сталей
,

их стойкость
в естестве
н
ных и промышленных средах. Чугуны. Химическое
сопротивление чугунов при атмосферной, подводной и по
д
земной коррозии

2
-
3

2

Основные конструкционные сплавы алюминия. Химическое
сопроти
вление алюминия и его сплавов в кислых, нейтрал
ь
ных и щелочных средах. Химическая стойкость алюминия и
его спл
а
вов в условиях атмосферной, подводной и подземной
коррозии

2

3

Основные конструкционные сплавы меди. Химическое сопр
о
тивление меди и ее сплавов
в кислых, нейтральных и щело
ч
ных средах. Химическая стойкость меди и ее сплавов в усл
о
виях а
т
мосферной,

подводной и подземной коррозии

2

4

Три вида коррозии бетона и железобетона в условиях пр
о
мышленных атмосфер (по Алексееву). Разновидности корр
о
зии бето
на и железобетона в жидких средах (по Москвину).
Особенности разрушения бетона и железобетона при подзе
м
ной коррози
и. Электрокоррозия железобетона

2

5

Методы защиты бетона и железобетона: изменение свойств б
е
тона,
защитные покрытия (битумные,
лакокрасочны
е, руло
н
ная оклеечная изоляция), использо
вание ингибиторов
.

2

6

Пластмассы как конструкционный материал. Основные виды
пластических масс и их свойства. Виды разрушения пластич
е
ских масс: термическая деструкция, световое старение, хим
и
ческая стойкость в ки
слотах и щелочах, коррозия под напр
я
жением, биологическая коррозия. Способы повышения хим
и
ческого с
о
противления пластических масс и продления срока
их службы

2
-
3

7

Эластомеры как конструкционный материал. Основные виды
каучуков и их свойства. Резины. Виды

разрушения эластом
е
ров: термическая деструкция, световое старение, химическая
сто
й
кость в кислотах и щелочах, коррозия под напряжением,
биологическая коррозия. Способы повышения химического
сопроти
в
ления эластомеров и продления срока их службы

2

9

Номер ра
з
дела темат
и
ческого

пл
а
на

Наименование разделов и и
х содержание

Количество

ча
сов

8

Керами
ческие материалы. Виды и назначение. Химическое

сопротивление керамических материалов в промышленных
средах

2

9

Дерево, основные свойства и применение. Виды разрушения
дерева: термическая деструкция, гниение, разрушение под
действием насекомых. Защита де
ревянных конс
трукций в
условиях эк
с
плуатации

2


Итого

18
-
20

Перечень лабораторных работ

Наименование работы

Коли
чество
часов

Методическая
литература

1.
Химическое сопротивление железа и его спл
а
вов

4

[1
,

2
]

2.
Химическое сопротивление алюминия и его сп
ла
вов

4

[1
,

2
]

3
.

Коррозия бетона и железобетона в жидких ср
е
дах

4

[1]

4
.

Химическое сопротивление
керамических м
а
териалов

4

[1]

5. Химическое сопротивление пластмасс и эл
а
стомеров

2

4

[1]

Итого

1
8

20



10

2
.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБ
ОТА


1
.

ХИМИЧЕСКОЕ СОПРОТИ
ВЛЕНИЕ СТАЛЕЙ

Цель работы: ознакомиться
с особенностями коррозии
конструкц
и
онных
сталей в различных средах.

2.1.
Теоретические предпосылки
.

Коррозия железа

и низколегированных сталей в различных сре
дах

2.1.1.
Химическое с
о
противление железа

и его сплавов

в кислых ср
е
дах

Переход к кислотной коррозии находится в широкой области

pH

= 3

6. При переходе к кислотной коррозии исчезает барьерная плёнка на
железе, она растворяется в кислоте, и значительно увеличивается ди
ф
фузия
кисл
о
рода, начинает действовать ио
н
H
+
, причём большее значение имеет
облегчение диффузии кислорода. Например, в
HCl

0,04

% в прису
т
ствии О
2

скорость коррозии 9,9 мм в год, без О
2



0,14 мм в год. Для др
у
гих кислот
изменение скорости коррозии может быть от 12 до 87 раз. Чтобы раствор
и
лась
барьерная плёнка
pH

сильной кислоты до
лжно быть 3

4, слабой (бо
р
ная, лимонная)
pH

= 5

6, так как реальная концентрация у них

выше.

П
о
этому в зоне перехода к кислотной коррозии слабые кислоты опаснее.

Рис
.

2
.1
.

Изменение скорости коррозии в кислотах различ
ных концентр
а
ций

V
кор

1

2

3

4

8

12

16

20

N

1


HNO
3

2


H
2
SO
4

3


HCl

11

Хотя суммарная анодная реакция во всех кислотах одинакова:
Fe



2
e


Fe
2+
, но анодный процесс идёт стадийно, в отдельных стадиях учас
т
вуют анионы коррозионной среды и поэтому в реальной практике скорость
кислотной коррозии всегда зависит о
т вида кислоты (рис.

2
.1
)
.

HNO
3
: до концентрации кислоты 30% скорость коррозии увеличив
а
ется с ростом концентрации. При сравнении скорости в кислотах низких
и

средних концентраций до 30% видно, что самая высокая скорость корр
о
зии в
HNO
3
. Это объясняется те
м, что коррозия идет одновременно под
действием трёх окислителей:
O
2
,
H
+
,
NO
3
-
. При конце
н
трации 30

% железо
начинает пассивиро
ваться. При концентрации 80

90

%
Fe

практически не
растворяется в
HNO
3
. Но при оч
ень высоких концентрациях (94

100

%)
коррозия сн
ова несколько усиливается. По
-
видимому, это связано с ра
с
творением таких составляющих сталей, как перлит и цементит.

H
2
SO
4
: При низких и средних концентрациях кислоты коррозия н
и
же, чем в
HNO
3
, так как действуют только два окислителя:
O
2

и Н
+
. Ион
SO
4
2
-

оч
ень слабый окислитель, его действие проявляется лишь при очень
высоких концентрациях кислоты. Наибольшая скорость коррозии достиг
а
етс
я при концентрации кислоты 60

65

%, далее наблюдается пассивация,
но пассивация в
H
2
SO
4

является солевой. Это подтверждаетс
я зависим
о
стью

растворимости
FeSO
4

от концентрации кислоты (рис.
2
.2)
.


1

2

60


65%

С
H
2
SO
4

Рис.
2
.2:

1


изменение скорости коррозии

2


изменение растворимости

FeSO
4

в зависимости

от концентрации ки
с
лоты

12

Особенно плохо
FeSO
4

растворяется в концентрированной
H
2
SO
4

(98

%) и олеуме. Поэтому концентрированную серную кислоту можно п
е
ревозить в стальных цистернах

из углеродистой стали.

В
H
3
PO
4

железо и низколегированные стали ведут себя практически
так же, как в
H
2
SO
4
. Максимальная скорость коррозии наблюдается при
65%, также н
а
блюдается солевая пассивация, но поскольку растворимость
фосфатов железа значительно ме
ньше, чем растворимость
FeSO
4

при л
ю
бых концентрациях к
и
слоты, то скорость коррозии в
H
3
PO
4
значительно
ниже, чем в
H
2
SO
4
, хотя ход кривой такой же.

HCl
:

В
HCl

средних концентраций скорость коррозии существенно
ниже, чем в
HNO
3

и
H
2
SO
4
. Это объясняется адс
орбцией
Cl
-
, адсорбир
о
ванный
Cl
-

оказывает ингибирующее действие на кислотную коррозию
сплавов железа.

Таким образом, ионы
Cl
-

оказыва
ю
т

двоякое воздействие:
в

нейтральных средах увеличивают скорость коррозии, вытесняя адсорб
и
рованный кислород, в кислых ср
едах ингибируют коррозию.
HCl

высоких
конце
н
траций


самая опасная кислота для
Fe

и его сплавов, так как в ней
не пр
о
исходит пассивации сплавов железа.

Растворы
HNO
3
,
,
H
2
SO
4
,
HCl


очень часто используются для актив
а
ции
и травления сталей (при концентраци
и

100

250

г/л). Азотная кисл
о
та для
травления
Fe

и низколегированных сталей практически не используе
т
ся,
так при травлении выделяются вредные газы
NO
2
,
NO
. В основном для
травления используется
H
2
SO
4

или
HCl
.
H
2
SO
4

хуже растворяет окс
и
ды, но
лучше растворя
ет сам металл. В
H
2
SO
4

выделяется много водорода, идёт
более высокое наводороживание, но
H
2
SO
4

менее летуча, менее опасна
в

коррозионном отношении к другим конструкциям цеха. В
HCl

лучше
растворяются оксиды, растравливание металла меньше, меньше наводор
о
жи
вание

и шламообразование.
Но она легко летуча и санитарные условия
в

цехе хуже. Поэтому часто используют смесь кислот.


13

Влияние температуры

Наиболее сильно рост температуры влияет на скорость коррозии
в

HCl
. Увеличение температуры на 10

о
С удваивает скоро
сть коррозии


ухудшается а
д
сорбция
Cl

. В остальных кислотах наблюдается удвоение
скорости коррозии при увеличении температуры на 30
0
.

Основным окислителем в кислотах является
H
+
, но действие раств
о
ренного О
2

нельзя не учитывать. Особенно заметно влияние
О
2

проявлят
ь
ся при перемешивании к
и
слот или при их перекачке.

В органических кислотах
Fe

не склонно к пассивации и поэтому ск
о
рость коррозии постоянно возрастает с ростом концентрации и температ
у
ры.

Коррозия в кислотах существенно зависит от
концентрации
углер
о
ла

в сталях. С ростом содержания углерода скорость коррозии сначала увел
и
чивается. Это связано с тем, что перенапряжение выделения водор
о
да на
углероде меньше, чем на
Fe
. Максимальная скорость коррозии наблюдае
т
ся
при концентрации углерода 0,5

0,7%.
Затем коррозия замедляется в св
я
зи с тем, что при большом количестве углерода при травлении получ
а
ется
большое количество шлама, который затрудняет дифф
у
зию Н
+

и О
2
.

В сталях различного вида всегда есть такие примеси, как
P
,
S
,
Si
.

С
е
ра

и
фосфор
очень сущ
ественно уменьшают химическое сопротивление
сталей (рис
.

2
.3). Кроме того, они ухудшают механические свойства, п
о
этому содержание их в сталях регламентируется.
















Рис.
2
.3.
Влияние примесей на скорость коррози
и

стали

Р

S

Si

С
примесей
, %

0,05

0,1

0,15

1000

500

V
кор
,
г/м
2
сутки

14

Стали автоматные А15, А20,

А30 с целью получения более высокой
чистоты обрабо
т
ки при высокой скорости резания легируются
S
,
Se
,
Ca
,
Pb
, которые повышают коррозионную активность стали и ухудшают ее
механические характеристики.

Скорость коррозии сталей также зависит от вида последующ
ей обр
а
ботки (рис.
2
.4)
.

В деформированной стали больше внутренние напряжения, имеется
наклёп. В такой стали больше дефектов


поверхностных, точечных, л
и
нейных. Поэтому деформированная сталь корродирует с большей скор
о
стью.


Ри
с.
2
.4. Влияние вида обработки на коррозию Ст 3 в растворе
HCl

2.1.2.
Химическое сопротивление железа

и низколегированных сталей в

ней
тральных средах

В нейтральных средах термодинамически возможна коррозия под
действием Н
+

и О
2
, но практически идёт корроз
ия только под действием
ра
с
творённого О
2
.

Катодный процесс:
O
2

+ 2
H
2
O

+ 4
e

→ 4
OH


прокатанная

деформиров.

отжиг

% HCl

0.04

150

100

50

0.08

0.06

V
кор
,
г/м
2
сутки

15

Анодный процесс:
Fe



2
e

+ 2
H
2
O


Fe
(
OH
)
2

+ 2
H
+

Продукты коррозии: смесь гидроксидов рыжего цвета
nFe
(
OH
)
2
.

mFe
(
OH
)
3

.

kH
2
O

очень рыхлые, неупорядоченные. Со временем идёт д
е
гидратация гидроксидов, гидроксиды пр
е
вращаются в гидратированные
оксиды: 2
Fe
(
OH
)
2



H
2
O


Fe
2
O
3
.

H
2
O
, ржавчина несколько уплотняется и
буреет.

Такой процесс идёт даже в воде. Еще легче идёт в условиях атм
о
сферной коррозии. Бурая ржавчина


это смесь гидр
атированных оксидов.
При дегидратации происходит уплотнение плёнки продуктов коррозии
и

повышается её защитное действие. Застарелая ржавчина значительно
хуже растворяется в кисл
о
тах.

В окружающей среде могут присутствовать компоненты:
CO
2
,
H
2
S
,
SO
2
.
В резу
льтате этого в ржавчине появляются соли, то есть состав ее п
о
лучается
более сложный. Эти соли, включаясь в коррозионную плёнку, могут её упло
т
нять, а могут делать более рыхлой:
FeCO
3

уплотняет продукты коррозии,
FeSO
4

ухудшает упорядоченность плёнки,
CuSO
4

способствует уплотнению
ржавчины.
CuSO
4

м
о
жет появиться, если в составе стали есть медь.

Влияние температуры на скорость коррозии в нейтральных ср
е
дах

Влияние температуры проявляется по
-
разному в зависимости от т
о
го, к
а
кая система: открытая или закрытая
(рис.

2
.5).


Рис.
2
.5. Влияние температуры на скорость коррозии углеродистых сталей

V
кор

2

1

70


80
0

Т,
0
С

16

В условиях закрытой атмосферы (реакторы) скорость диффузии ки
с
лорода с ростом температуры постоянно увеличивается, поэтому постоя
н
но растет и с
корость коррозии (рис.
2
.5, кривая 2). В условиях открытой
атмосферы

вначале скорость коррозии удваивается при изменении темп
е
ратуры на 30
0

в связи с увеличением диффузии кислорода. При температ
у
ре 70

80
0

наблюдается максимум и затем скорости коррозии сниж
ается,
так как уменьшается растворимость О
2
. (рис.

2
.5, кривая 1). Вместе с тем

с

ростом температуры более 80

0
С появляется и возрастает доля коррозии
с

водоро
д
ной деполяризацией

Влияние анионного состава коррозионной среды проявляется д
о
вольно сложно и ч
асто зависит от вида катиона.

На рис 1.6 приведены данные по влиянию анионного состава на ко
р
розию в солях калия
.




Рис.
2
.6. Влияние анионного состава калиевых солей

на скорость коррозии

углеродистой стали

Влияние объясняетс
я растворимостью солей, и более высокими а
д
сорбционными свойствами анионов
Cl


и
F





V
кор

KF

KCl

KBr

KI

С
соли

17

Если рассматривать ряд солей аммония:

NH
4
NO
3

NH
4
Cl

(
NH
4
)
2
SO
4


скорость коррозии повышается

NH
4
+

за счёт комплексообразующих свойств разрушает плёнку пр
о
дуктов корро
зии, а
NO
3


служит дополнительным окислителем поэтому
в

аммониевой селитре стали корродируют всего сильнее, в
NH
4
Cl

проявл
я
ется активирующее действие
Cl


иона за счет адсорбции.

В натриевых солях этих же кислот коррозионная активность солей
другая
:

NaCl


Na
2
SO
4

NaNO
3


скорость коррозии повышается

Самая высокая скорость коррозии в
NaCl



за счет депассивирующ
е
го
действия иона
Cl

.


NaNO
3



самая низкая скорость коррозии, т.

к. ион
NO
3




дополн
и
тельный окислитель, способствует образованию более упорядоче
нных о
к
сидных плёнок (раб
о
тает как ингибитор).

Влияние концентрации солей

Обычно в солях с невысокой растворимостью увеличение концентр
а
ции соли приводит к увеличению скорости коррозии за счет повышения
электропроводности. Однако в солях с высокой электроп
роводностью,
кривые скор
о
сти коррозии от концентрации соли проходят через максимум
(рис
.

2
.7
).

18












Рис.
2
.7. Влияние

ко
н
центрации
аммониевых сол
ей

на скорость корр
о
зии углеродистых сталей

Рост скорости коррозии на первом участке связан с увеличен
ие эле
к
тропроводности коррозионной среды, спад с уменьшением ра
с
творимости
кислорода.

2.2.
В
иды сталей и их коррозионные свойства

В промышленной практике для изготовления разнообразных ко
н
струкций используются различные конструкционные стали.

А.
Конструкци
онные углеродистые

стали



О
бычного качества (
С
т0,

Ст1, Ст2, С
т3
, С
т4
,

С
т5,

С
т6)
.



К
ачественные (08, 10
, 15,

20
,

25,

35
,

40
,

45
, 50,
55
,
60)
.



А
втоматные
(
А10, А15, А20,

А40Г
и т.

д.
)
.



Л
итейные (15Л, 20Л
, 30Л и т.

д.
)
.

В коррозионном отношении такие стали дост
аточно активны
и

в

условиях атмосферной
,

п
одводной, подземной коррозии
;

в растворах
солей подвергаю
т
ся интенсивной
общей
,

н
о неравномерной

коррозии.

Б.
Кон
струкционные легированные стали



Качественные (40Х, 10ХСНД, Г2Д2, 20К
)
.



Высококачественные (30ХГСА, 3
4ХН1М2ФА, 20Х3А, 38ХА).

В
конструкционных легированных

сталях используется обычно ни
з
кое легирование с суммарной концентрацией легирующих компонентов
V
кор

С
соли

19

до

5

%.
Ле
гирующие компоненты вводятся

прежде всего

для
улучшен
ия
механических свойств сталей.
В коррозио
нном отношении такие стали м
а
ло отличаются от углеродистых

сталей.

Они

также подвергаются неравн
о
мерной общей корро
зии
,

как
в ест
е
ственных средах
, так

и
в
произво
д
ственных условиях
.

Из всех элементов
, которые вводятся в
стали при низком легиров
а
нии, на к
оррозионную стойкость влияют только медь и хром. Если в стали
в небольшом количестве (0,2

0,3 %) присутствует медь, то в условиях о
т
крытой атмосферы в составе ржавчины появляется соль
CuSO
4
, которая
способствует уплотнению ржавчины и, соответственно, снижа
ет скорость
коррозии (рис.

2
.
8
).









Рис.

2
.
8
. Влияние с
о
держания меди в
стали

на ее

коррозионные свойства

Влияние меди
при ее концентрации в стали 0,3

% на скорость корр
о
зии невелико

(20

%) и
проявляется только в условиях открытой атмосф
е
ры. Поэтому

многие строительные стали в настоящее время дополнител
ь
но легируются
Cu

(
10Г2С1Д, 10ХСН2Д, 0
9Г2Д, 15ГФ(Д)
)
.

В

машиностр
о
ени
и

стали с мед
ью используются в вагоностроении

и для изготовления

резервуар
ов

для хранения горючих и смазочных веществ.

Второй компон
е
н
т, влияющий на скорость коррозии стали при ни
з
ком л
е
гировании
,


это хром. Влияние хрома при изме
нении концентрации
%
Cu

V
кор

100%

80%

0,2

0,3

0,1

20

его в стали
от 1 до 2

% также не
велико и составляет около 30

%. Примером
может служить изменение скорости коррозии стали с хромом в морско
й
воде.

Таблица

2
.1

Скорость коррозии
в морской воде
стали с различным содержанием хрома

С

% С
r

1
,0

1,5

2
,0

2,5

П, мм/год

0,066

0,053

0,041

0,041

В
.
Конструкционные
легированные особого назначения



Жаростойкие
(30Х6Ю, 12Х5С2Ю, 20Х9Ю, 40Х9С2
)
.



Жаропрочны
е

(15Х5М, 15Х11МФ, 37Х12Н8Г8МФБ
)
.



Коррозионностойкие

(нержавеющие)

(12Х13, 10Х17, 12Х18Н9Т)
.

Жаростойкие стали
. Жаростойкость


это способность материала
сопротивляться коррозионному воздействию при высоких температ
у
рах
в

условиях химической коррозии. Основ
ным элементом жаростойкого л
е
гирования является хром
. Жаростойкие свойства растут с увеличением его
содержания в стали. Сталь
,

с
одержащая 5

% хрома
,

сохраняет окалин
о
стойкость

до
550

о
С (15Х5), 9

%

(40Х9С2)


до
700

о
С, 17

% (08Х17Т)


до

800

о
С
.

Концентр
ацию хрома в жаростойких сталях повышаю
т

только
до 30

%, т
ак
к
ак

при больших содержаниях хрома сталь становится сли
ш
ком хрупкой. Дополнительными элементами жаростойкого легирования
являются алюминий и кремний. Алюминий в стали обычно вводится в к
о
личестве
1

5

%, кремний не более 4

%, т
ак
к
ак

оба эти элемента еще
в

большей степени, чем хром
,

повышают хру
п
кость стали.

Жаропрочные стали
. Жаропрочность


способность стали сохр
а
нять свои механические характеристики при повышенных температ
у
рах.
Для повышения жаро
прочности сталь дополнительно легируется вольфр
а
мом
,

молибденом, ванадием, кобальтом, ниобием, бором
.

Жар
о
прочные
стали, эксплуат
и
рующиеся при температуре более
6
00

о

С
,

должны быть
21

и

жаростойкими, в связи с чем они всегда содержат в свое
м составе хром
в

к
онцентрации не менее 4

5

%.

(15Х5М, 15Х11МФ
, 15Х12ВНМФ,
37Х12Н8Г8МФБ, 08Х16Н13М2Б и т.

д.)
.


Стали
,

применяемые при мен
ь
ших температурах
,

обычно называют теплоустойчивыми

(12Х1МФ,
25Х2МФ, 34ХН1М2ФА)
.

Коррозионностойкие стали
.

Коррозионностойкими
(нержавеющ
и
ми)
сталями
и сплавами называются материалы, сопротивляющиеся эле
к
трохим
и
ческой коррозии в электролитах
.

Основным легирующим элементом коррозион
но
стойкого легиров
а
ния является хром. При этом хром в сталь вводится в соот
ветствии с прав
и
лом Таммана: ©
Корр
озионная стойкость нержавеющей стали с ростом с
о
держания хрома меняется не постепенно, а скачками. Скачки набл
ю
даются
при достижении концентрации хрома равной
n
/8 атомной доли, где
n



чи
с
ла 1,

2,

3…ª

(рис
.
2
.
9
)
.










Рис.
2
.
9
. Влияние концентрации хр
ома

на коррозионную стойкость стали

1/8 атомной доли


это приблизительно 12,5

%, но

так как часть хр
о
ма расходуется на

карбидообразование, то содержание хрома в нержаве
ю
щих сталях приходится повышать,
вводя его в сталь в количестве

не менее
13

%.

Однако
стойкость сталей, содержащих в своем составе только хром
(например, 10Х13, 30Х13)
,

невелика. Для повышения коррозионной сто
й
V
кор

12,5

25

37

%

Cr

22

кости нержавеющих сталей их дополнительно легируют никелем, молибд
е
ном, медью, тит
а
ном.

В зависимости от сред, в которых эти стали
применяются
,

различают
пять

групп коррозионностойких (нерж
а
веющих) сталей и сплавов.



Коррозионностойкие стали для слабоагрессивных сред

а)

Среди коррозионностойких сталей для слабоа
грессивных сред
можно выделить
х
ромистые

дешевые стали
:
08Х13,
09Х13
(
фе
рритные
),
10Х13, 12Х13
(
мартенситно
-
ферритные
),
20Х13, 30Х13,

40Х13
(
марте
н
ситные
).

Эти стали могут работать только в условиях закрытой атмосферы
и

при подводной

коррозии

при обязательном периодическом высушив
а
нии. В условиях открытой атмосферы и постоянно
й подводной
коррозии
(особенно в горячей воде),
а также
при подземной коррозии эти стали по
д
вергаются питтинговой коррозии.
П
иттинговая коррозия со временем ст
а
новится такой интенсивной, что практически напоминает общую корр
о
зию. Эти стали используются для

изготовления предметов домашнего об
и
хода,
а также

режущего, мерител
ь
ного

и
хирургического инструмента.

б)
Для слабо
агрессивных сред используются
также и
более высок
о
легированные стали
, содержащие большее количество хрома или дополн
и
тельно л
е
гированные мар
ганцем и никелем, причем никель, как дорогой
элемент
,

вв
о
дится в такие стали в небольшом количестве
(
до 3

%
)
.

Например, стали
12Х17
,

08Х17Т применяются в условиях
открыт
ой

атмосфе
р
ы

для изготовления

детал
ей

автомобилей
;

15Х17АГ14
,

10Х14АГ15


для деталей

машин и аппаратов, непосредственно контакт
и
рующих с пищевыми ср
е
дами
;

10Х14Г14Н3
Т
,

12Х17Г14Н3


для

детал
ей

стиральных машин
,

оборуд
о
вания прачечных

и

холодильников.

Дополнительное легирован
и
е
хромом и марганцем
,

как
достаточно
дешёвым
и

элемент
а
м
и
,
а

в нек
оторых случаях
и
дополнительно
е эконо
м
ное легирование никелем делают стали более устойчивыми в слабоагре
с
сивных средах
.


23

Так,
стали
12Х17 и 08Х17Т,
применяемые

в условиях открытой а
т
мосферы, например
,

в автомобилях, пассивируются за счёт продуктов ух
о
да за

автомоб
и
лем.
С
тали
с марганцем и никелем
используются в пищевой
промышле
н
ности, для оборудования заводов молочной и спиртово
-
водочной промышле
н
ности.



Стали для применения в
солевых средах

Вторая группа
коррозионностойких (нержавеющих)
стал
ей примен
я
ется

в солевых средах

при невысоких температурах
,

в частности при мо
р
ской коррозии.
Повышенная коррозионная стойкость достигается допо
л
нительным
экономным
легированием
сталей
Ni

(4

8

%).

Однако в гор
я
чих
солевых растворах
, особенно в растворах хлоридов,

такие
стали могут
подвергаться питтинговой коррозии.

К такого рода сталям относятся:
09Х15Н8Ю
,
07Х16Н6
, 08Х17Н5М3 (
сталь
используется

в сернокислых
средах
),
09Х17Н7Ю, 09Х17Н7Ю1
(
стали
применяются

в условиях морской
коррозии
).



Стали для применения в средах сред
ней коррозионной агре
с
сивности

Под средами
со средней коррозионной агрессивностью понимают
р
аство
ры солей

при разных температурах,
а также
слабые
растворы нек
о
торых к
и
слот.


Среди этих сталей

можно выделить:

а) стали



заменители высоконикелевых
:

15Х25Т, 1
5Х28, 08Х22Н6Т,
12Х21Н5Т, 08Х18Г8Н2Т
.

Помимо сред со средней коррозионной агре
с
сивностью э
ти стали используются
часто и
для слабо
агрессивных сред,
в

которых

они

обладают более высокой надёжностью
, чем стали группы
3.3.1;

б)
стали
с оптимальным соотношением

хрома и никеля.

Соотнош
е
ние
Cr

:
Ni

= 18

:

9, 18

:

10, например в сталях
12Х18Н9Т

и

12Х18Н10Т
,

является

наилучше
м

соотношение
м

между
Cr

и
Ni
,
которое позволяет п
о
лучить в сталях

хорошие
механические
и
технологические свойства
, нар
я
24

ду с


высок
ой

корр
о
зион
н
ой

устойчивостью

во многих средах
.

Такие стали

имеют аустенитную структуру. К

этой групп
е

относятся

стал
и
:

17Х18Н9,
12Х18Н9, 12Х18Н10Б, 08Х18Н10, 12Х18Н12Т, 08Х18Н12Б, 06Х18Н11

и

т.

д.

Основн
ой недостаток этих сталей


склонность к межкристаллитной

корроз
и
и

(к коррозии по граням зерен металла)
. Чтобы
уменьшить скло
н
ность хромникелевых сталей к межкрис
та
л
л
и
т
ной коррозии
,

их дополн
и
тельно легируют

титан
ом и

ниоби
ем

или
уменьш
ают содержание угл
е
рода.


Например, стали
04Х18Н10, 03Х18Н11, 03Х18Н12
имеют пониже
н
ное с
о
держание углерода и менее склонны к межкристаллитной коррозии.

Нержавеющие стали группы

3.3.3

в горячих и сильно перемешива
ю
щихся растворах
NaCl

со временем подвергаются питтинговой

и язвенной
коррозии
,

также
они
не
устойчивы

в концентрированных и

го
рячих
ра
с
творах
кислот.




Стали для применения в средах с повышенной коррозионной
агрессивностью

Такого рода стали разрабатывались

с целью повышения химического
сопротивления в горячих растворах
NaCl

и в растворах кислот. Для пов
ы
шения стойкости
сталей пр
именяется

дополнительно
е

легирование
их
м
о
либденом и медью, причём в
сталях этой группы

часто

стремятся сохр
а
н
и
ть аустенитную структуру
,

удобную в технологическом отношении
,
что
требует дополнител
ь
ного легирования сталей никел
ем
.

В связи с высоким
содержан
ием легиру
ю
щих компонентов, в первую очередь никеля
,

стали
этой группы достаточно д
о
роги.

Примером сталей группы

3.3.4

служат стали:

10Х17Н13М2Т
08Х17Н13М3Т
, 08Х17Н15М3Т, 04Х28МДТ, 03Х28МДТ, 06Х28МТ
.

Эти стали в растворах
серной и тем более соляной кислот
,

особенно
гор
я
чих
,

не устойчивы
. Для повышен
ной стойкости в
горячих
растворах
кислот

применяется группа сплавов

для весьма агрессивных сред
.

Осно
в
25

ным
элементом в таких сплавах является никель с дополнительным лег
и
рованием хромом, молибденом,
вольфрамом или

ванадием.



Сплавы на никелевой основе для весьма агрессивных сред

Под средами с весьма высокой агрессивностью понимаются горячие
растворы серной и соляной кислот.

В таких агрессивных средах из мета
л
лических материалов наиболее устойчивыми являются сплавы

на никел
е
вой основе.

Например, сплав
ХН65МВ
устойчив при
повышенн
ой

температур
е

в

сер
нокислых и соляно
кислых средах, в концентрированной уксусной
кислоте.

Сплав
Н70МФ
рекомендован к использованию в сернокислых, сол
я
ноки
с
лых

раствор
ах
,
сплав
более устойчив

к межкристаллитной коррозии.

2.3. Ход выполнения работы

Работа заключается:

а) в качественной оценке коррозионной активности сталей различн
о
го состава (Ст3, 30ХГСА, 20Х13, 12Х18Н9Т) в солевых средах (
NaCl
,
Na
2
SO
4
)
с п
о
мощью снятия анодных поляризационных
кр
ивых.

2.3.1.
Снятие анодных поляризационных кривых

Качественная оценка коррозионной активности сталей в различных
средах проводится исходя из формы анодных поляризационных кривых.
При снятии анодных поляризационных кривых на металлах может быть
получено
четыре вида таких кривых (рис.
2
.
10
).

Поляризационные кривые первого вида (рис.
2
.
10

а) характерны для
металлов подвергающихся общей коррозии. Поляризационная кривая вт
о
рого вида (рис.
2
.
10

б), так называемая анодная кривая с пассивацией, х
а
рактерна для м
еталлов, которые в исследуемой коррозионной среде в зав
и
симости от условий коррозии могут быть активны и подвергаться общей
коррозии, но могут и па
с
сивироваться.

26

Рис
.
2
.
10
. Формы анодных поляризационных кривых на металлах

Поляризационные кривые третьего
вида (рис.

2
.
10

в) указывают на то,
что в целом при потенциале коррозии металл пассивен, но склонен к л
о
I

Е

Е
кор

а


I

Е

Е
ко
р

б

I

Е

Е
кор

г

Е
О
2
равн


I

Е

Е
кор

в

Е
О
2
равн


27

кальным формам коррозии. Поляризационная кривая четвертого вида
(рис.

2
.
10

г) характерна для стойкого в данной среде металла.

Таким образом, по форме р
еальной анодной поляризационной кр
и
вой стали, полученной в исследуемой коррозионной среде
,

можно кач
е
ственно описать ее коррозионное поведение и сравнить коррозионное п
о
ведение разных сталей в этой среде.

П
ри выполнении настоящей лабораторной работы п
оляри
зационные
кривые снимаются
в потенциодинамическом режиме
по стандартной мет
о
дике с помощью потенциостата

Р
-
30

в следующей посл
е
довательности:



в
ключить потенциостат

(красная кнопка на задней панели)
;



п
одготовить к работе
исследуемый электрод (зачистит
ь, обезж
и
рить с
о
дой, промыть)
;



п
оместить

электрод

в ячейку с исследуемой средой. Ячейку по
д
ключить к потенциостату
:

Counter



к

вспомогательному электроду;



Ref



к электроду сравнения;




С
omp
,
Work



к рабочему электроду.



В
ключить компьютер и открыть Файл
PS

Pack
_
U
.



В
о вкладке ©Установки
-

Настройки убедиться, что стоит галочка
©отключить электрод ©
Counter
ª.



О
пределить значение стационарного потенциала электрода с п
о
мощью
блока

©В
ольтметр
ª
,

н
ажав его клавишу ©Ст
а
ртª. В блоке ©Да
н
ныеª появится
значение бестокового потенциала

(
потенциала коррозии
)
.



На блоке ©Развертка потенциалаª ввести

значение
стартового

п
о
тенциала
(бестоковый потенциал), максимального потенциала (конечный
пот
енциал, который устанавливается исходя из предполагаемого вида
анодной поляризационной кривой).



З
адать

скорость развертки потенциала
(10мв/сек)
.



Направление снятия поля
ризационной кривой (+).



Количество циклов


1.



В

окне ©Диаграммаª выбрать ее вид

i
(
E
)
.

28



Н
ажать кнопку ©Стартª в блоке ©Развертка потенциалаª и прист
у
пить к снятию анодной поляризационной кривой.



П
о окончанию снятия анодной поляризационной кривой отключ
ить
блок ©Развертки потенциалаª.



С
охранить полученную диаграмму в папке ©4 курс
ª на диске С.



З
аменить

в ячейке
исследуемый электрод или
исследуемую среду
и

повторить вновь

все операции по
подготовке электродов и
снятию
новой
поляризацио
н
ной кривой
.

2.3.2.
Обработка экспериментальных результатов

На полученных
на компьютере

поляризац
ионных кривых

проставить
значения плотности тока по оси ординат и значения потенц
иала по оси
абсцисс по н. в. э.

С
равнить потенциалы подъемов тока в
области тран
с
пассивации поляризационных кривых с равновесным потенциалом кисл
о
рода.

Исходя из формы поляриз
ационной кривой, сделать качественный
вывод об устойчивости данной стали в исследуемой коррозио
н
ной среде,
о

склонности ее к общей и локальной коррозии.

Сопоставить вид полу
ченной поляризационной кривой с
теоретич
е
ской

устойчивостью исследуемой стали в исс
ледуемой коррозионной

ср
е
де.

2.3.3.
Правила техники безопасности

Измерительн
ая

яче
й
к
а

для снятия поляризационных кривых должн
а

находиться в специал
ь
н
ой

пластмассов
ой

кювет
е
.

При проливе
исследуемых коррозионных сред
необходимо
провести
тщ
а
тельную уборку
.

Работу с потенциостатом
следует
начинать только после изучения
соответствующих инструкций по работе с ними.


29

2.4.
Вопросы для самопроверки

1.

Коррозионная активность серной кислоты к углеродистым ст
а
лям
.

2.

Коррозионная активность азотной кислоты к углеродистым
ст
а
лям.


3.

Коррозионная активность
соляной

кислоты к углеродистым ст
а
лям
.

4.

Сравнить коррозионную активность трех кислот азотной, сол
я
ной
и серной при небольших и средних концентрациях по отношению к угл
е
родистым сталям.

5.

Коррозионная активность углеродистых ст
алей в нейтральных
средах
.

6.

Влияние примесей в углеродистых сталях на их коррозионную а
к
тивность.

7.

Влияние солевого состава коррозионной среды на коррозионную
акти
в
ность углеродистых сталей.

8.

Влияние низкого легирования на коррозионну
ю стойкость ст
а
лей.

9.

О чем

говорит правило Таммана?

10.

Основные легирующие элементы жаростойкого и коррозионн
о
стойкого ле
гиров
а
ния.

11.

Классификация нержавеющих сталей по типу сред
,

в которых
они эк
с
плуатируются
.

12.

Классифицировать следующие стали, охарактеризовать их корр
о
зионные свойства
: 12Х13, 10ХСНД, 15Х17АГ14, 30ХГСА, 09Х15Н8Ю
,
Р18, 12Х18Н9, А15, 03Х18Н12,
12Х6С2Ю, 10Х17Н13М2Т, Ст3, 7ХГ2ВМ.

13.

Как снять поляризационную кривую на потенциостате в поте
н
циодинамическом режиме?

14.

Что такое реальная и идеальная поляризационные кривые?


15.


Виды реа
льных поляризационных кривых.

16.


Какой вид реальной поляризационной кривой должен набл
ю
даться на ст
а
ли 20Х13 в растворе
Na
2
SO
4
?

17.

Ход выполнения лабораторной работы.


30

3
.
Л
АБОРАТОРНАЯ РАБОТА

2
.

ХИМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ АЛЮМИНИЯ

И ЕГО СПЛ
А
ВОВ

Цель работы
:
оз
накомиться с особенностями коррозии алюминия
и

его сплавов в различных средах.

3
.1
.

Теоретические предпосылки

Алюминий и его сплавы являются вторым по значению конструкц
и
онным материалом после сплавов железа
. Их широкое распространение
обусловлено уникальн
ыми свойствами алюминиевых сплавов: легкостью,
высокой электр
о
проводностью, достаточной прочностью и пластичностью,
способност
ью

сопротивляться коррозионному воздействию многих пр
и
родных сред.

В технике используется несколько видов алюминия и его сплавов.

Ч
истый и технический

алюминий
.

Поставляется в виде деформ
и
рованного материала (
АД000
, АД0, АД1, АД
ч

и т.

д.)

или в виде чушек
(
А99
9
,

А99,

А8 и т.д.)

Ч
истый и технический алюминий отлича
ю
тся высокой электропр
о
водностью

и пластичностью,

но имеет
низкие

механ
ические
характерист
и
ки,
напри
мер
,

G
02
,

G
В
, поэтому в технике

применяется
только как

электр
о
технический материал.

В качестве конструкционных материалов в практ
и
ке используются ра
з
личные сплавы алюминия.

Деформируемые сплавы
.

Су
ществуют два вида деформируемы
х
сплавов.


а)
Деформируемые алюминиевые сплавы
,
упрочняемые термич
е
ской обработкой
, являются самыми прочными алюминиевыми сплавами.
Их эксплуатационная прочность устанавливается
после
заключительной
закалк
и

и стар
е
ни
я
. Обычно такие сплавы являются многоко
мпонентными,
но главны
е упрочня
ю
щие
элементы


это медь и цинк. К деформируемым
сплавам, упрочняемым термической обработкой
,

относятся

д
уралюмины
31

(Д1, Д16, Д18, Д19,
Д20)
,
ковочный алюминий (
АК4,

АК6, АК8)
и

высок
о
прочные алюминиевые сплавы (В93, В95, В96)
.

б)
Сплавы
,

н
е упрочняемые термической обработкой
,

являются м
е
нее прочными.

Окончательные механические свойства таких сплавов уст
а
на
в
ливаются после обработки их деформацией (
АМц
,

АМг2, АМг3,

АМг4,

АМг5, АМг6)
.

Литейные

сплавы
.

Литейные алюминиевые сплавы
обладают х
о
рошими литейными свойствами за счет образования в них эвтектик
. Так
о
го рода эвтектики образуются обычно при среднем

и
высоком легиров
а
нии, поэтому в литейных сплавах концентрация легирующих компонентов
в
ы
ше, чем в других сплавах алюминия (АК12,
АК5М2, АМг11 и т.

д.).


Антифрикционные сплавы
.

Эти с
плавы

имею
т

низкий коэффиц
и
ент трения и

использу
ются

в узлах трения.

Например, сплавы АН2,5,
АО20



1 и т.

д
.

C
печенные алюминиевые сплавы

(САС и САП)
.

К ним относятся
с
плавы
САС
(спеченные алюминиевые сп
лавы)
, сплавы
,

получаемые из
порошков металлов
и САП (спеченный алюминиевый порошок)

-

сплав
,

получаемый
прессованием
,

и последующим спеканием окисленного с п
о
верхности

алюминиевого п
о
рошка
.

Алюминий и его сплавы относятся к классическим амфотерным м
а
териа
лам
,

не

устойчивым в щелочах и кислотах и устойчивым в нейтрал
ь
ных средах. Такой вывод
можно

сделать, анализируя диаграмму Пурбе для
алюминия
(
рис.

3
.1
)
.

Как видно из диаграммы
,

в кислых и щелочных растворах в резул
ь
тате коррозии получаются растворимые про
дукты (
Al
+3
,
Al
О
2
-
),

а

в

нейтральных средах упорядоченные оксиды или гидроксиды (
Al
2
О
3
,

Al
(ОН)
3
). Поэтому схематически зависимость скорости коррозии от рН
может быть выражена кривой, представленной на рис.

3
.2.


32

Однако, если рассматривать коррозионное пове
дение алюминия и его
сплавов в кислых средах более подробно, то картина оказывается знач
и
тельно более сложной.


Р
ис
.
3
.
1. Диаграмм
а



Рис.

3
.
2. Завис
и
мость


Пурбе для алюми
ния


скорости коррозии
Al

от

рН

3
.1.1.
Химическое сопротивление алюмини
я

и его сплавов в ки
с
лых средах

При растворении алюминия и его сплавов в кислотах можно выд
е
лить
три

основных периода

(этапа)
:

1) инкубационный период


период ра
створения естественной окс
и
дной

и гидроксидной

плёнки, которая обязательно присутствует на п
о
верхности любого сплава.
На этой стадии не
т выделения водорода,
прои
с
ходит только

химич
е
ское растворение оксида;

2) п
ереходный (индукционный)


период постепенного

нарастания
скор
о
сти коррозии;

3) период
равномерного
растворения
Al

в кислоте


равномерная

электрохимическая

коррозия
, анодный и катодные процессы которой з
а
пишутся сл
е
дующим образом:


9

pH

3

V
кор

3

9

Al

Al
3+

Al
2
O
3

3
H
2
O

Al(OH)
3

AlO
2


-
1,4

-
1,8

-
2,2

33

а:
Al



3
e


Al
+3

к:
H
+
+
e

→ 1/2
H
2

O
2
+ 4
H
+

+ 4
e

→ 2
H
2
O

Коррозионное

поведение
Al

в кислотах прежде всего будет опред
е
ляться
скоростью протекания
перв
ого периода, т.

е. скоростью растворения
оксида
.
Можно выделить

три

группы кислот, отличающихся скоростями
растворения оксид
а и гидроксида алюминия
:

1)
кислоты
,

очень хорошо
растворяю
щие

оксид

алюминия при любой
те
м
пературе и концентрации
,



это наиболее опасные
для алюминия и его
сплавов
кислоты:
HCl
,
HBr
;

2) кислоты, в которых
скорость
растворени
я

оксида сильно зависит
от концентрации кислоты и от температуры:
азотная,
серн
а
я, хромовая,
щав
е
левая, борная;

3) кислоты, плохо растворяющие оксид: лимонная, винная, яблочная

и др
у
гие органические, в том числе

многие пищевые кислоты.

Из
-
за низкой скорости растворения оксида т
ретий вид кислот

не

оп
а
сен для
Al

и его сплавов
, поэтому о
н
и

широко применяется при произво
д
стве б
ы
товых предметов: посуд
ы
,
пищев
ой

фольг
и
,
холодильн
ой

техник
и
.

Например, алюмини
й

и его сплав
ы

в у
ксусн
ой

кислот
е

достаточно
усто
й
чивы, причем
наибольшая скорость коррозии наблюдается в 1

3%
-
ном

раств
о
рах
.

Зависимост
ь скорости коррозии от концентрации кислоты в

кислотах
вт
о
рой группы раз
лична.

В

азотной кислоте
(
рис.

3
.3
)

при температуре 20

о
С
м
аксимальная
скорость коррозии
наблюдается
при концентрации кислоты 25

40

%
(2

мм/год). Самая большая устойчивость в кислоте с

концентрацией

бли
з
кой к 100

%, (в
98,6%
-
ной
HNO
3

ск
о
рость коррозии ал
ю
миния составляет
вс
е
го

0,01

мм/год
)
.

34

%
HNO
3

80

60

40

20

12

4

8

К
m
,
г/м
2
сутки










Рис.
3
.3.
З
ависимость скорости коррозии алюминия

от концентрации азо
т
ной кислоты


Пассивация алюминия и его сплавов в азотной кислоте объ
ясняется
адсорбцией кислорода на их поверхн
о
сти.

Зависимость скорости коррозии алюминия в серной кислоте от ее
конце
н
трации и температуры представлена на рис.
3
.4.









Рис.
3
.4. Зависимость скорости коррозии алюминия

от концентрации се
р
ной кислоты и
ее температуры

Изменение скорости коррозии алюминия в серной кислоте часто св
я
зывают с изменением растворимости

оксида

алюминия

в
H
2
SO
4
,

также
з
а
висящую

от
концентрации кислоты и ее
температуры. Максимальная ск
о
рость коррозии наблюдается при концентрации 8
0%
, в то время как
в

100
%
-
ной
кислоте и в олеуме наблюдается пассивация алюминиевых
сплавов.

%
H
2
SO
4

20

40

60

80

100

20

0
C

50

0
C

4

8

12

г/м
2
сут

35

В
H
2
SO
4
, согласно диаграмме Пурбе, оксидная плёнка образовыват
ь
ся не

должна, но если потенциал сплава сместить в положительную стор
о
ну, то оксид образуется,

причем

свойства образующегося оксида сильно
зав
и
сят от температуры.

Это свойство алюминия широко используется п
ри
электрохимич
е
ском анодировании алюминия и его сплавов. При
низких
температурах оксид не растворяется, он получается плотный, твёрдый, и
з
носостойкий



так называемое

твёрдое анодирование.
При цеховых темп
е
ратурах

растворение оксида и его наращивание и
дут с соизмеримыми ск
о
ростями,
плёнка получается твё
р
дая, но пористая. Этот оксид используется
в качестве защитного и
как грунт под лакокраску. При темпер
атурах
,

бли
з
ких к

30

о
С
,

оксид
растворяется быстро и анодирование
не
происходит
.

В кислотах первого типа ни
какой пассивации не наблюдается,
ск
о
рость коррозии
в этом случае увеличивается с ростом

концентрации ки
с
лот
ы

и
те
м
пературы.

В частности
,

соляная кисл
ота является одной из наиболее опасных
кислот по отн
ошению к алюминию и его сплавам.

Д
аже в
1%
-
ном

растворе
HCl

скорость коррозии
алюминия составляет
2,3 г/м
2

сут
.
, в
5%
-
ной

HCl

скорость ко
р
розии существенно возрастает и составляет

57

г/м
2

сут
.
,

а при
боль
ших конце
н
трация
х

HCl

сплавы алюминия просто разрушаются.

З
ависимости
скорости коррозии алюминия в 0,1
н

растворах разли
ч
ных кислот при температуре 25

о
С в зависимости от времени коррозии

представлены

на рис
.

3
.5.

График на рис
.
3
.
5

позволяет сравнить опасн
ость различных кислот
по отнош
е
нию к алюминию и его спл
а
вам. На осн
о
вании данных гр
а
фика
можно также сделать вывод, что со временем скорость ко
р
розии в кисл
о
тах то
р
мози
т
ся, причём сильнее торможение происходит на сплавах. Это
явление связывают с появлением

шламовых остатков на ал
ю
минии и его
сплавах.


36















Рис.

3
.5. Зависимость скорости коррозии алюминия

от времени корр
о
зии
в

0,1
н

растворах

различных

кислот
:


1


H
2
CO
3
;

2


H
3
PO
4
;

3



HI
;

4


H
2
SO
4
;

5


HNO
3
;

6


HBr
;

7


HCl

Если
сравнить скорос
ть коррозии

чистого
алюминия с коррозией

техническо
го алюминия или его сплавов, то на первых этапах
скорость
коррозии технического алюминия
и сплавов
выше за счёт того, что нек
о
торые примеси
и легирующие компоненты
обладают меньшим перенапр
я
жением при выде
лении водорода.
О
днако

со временем за счет примесей
и

легирующих
элементов
на
техническом алюминии и сплавах алюминия
начинает
в большей мере
действовать эффект шламообразования и сплавы
становятся

устойчив
ее чистого ал
ю
миния
.

3
.1.2.
Щелочные среды

В щел
очах процесс коррозии алюминия может быть записан след
у
ющим образом:

а:
Al



3
e

+
4
ОН
-


AlO
2


+
2
Н
2
О

к:
H
2
О

+
e

→ 1/2
H
2
+ОН
-


O
2
+
2
H
2
О

+ 4
e


4ОН
-

Причем

коррозия алюминия происходит прежде всего за счет корр
о
зии с водородной деполяризацией.

τ, сут

К
m
,
г/м
2
сут

20

40

60

80

1

7

5

4

3

2

6

37

Этапы
кор
розии алюминия и его сплавов в щелочах такие же, как
в

кислотах
, но в щелочах все
три

этапа проходят со значительно более в
ы
сокими скоростями. Поэтому в любых щелочах
алюминий

очень неусто
й
чив
,

и
в связи с этим
применяться

в них

не может.
Даже растворы с н
ев
ы
сокой щелочностью

(
растворы
Na
2
CO
3
)

могут вызывать

на алюминии и его
сплавах

локальные фо
р
мы коррозии.

3
.1.3.
Нейтральные среды

Согласно диаграмме Пурбе

(рис.

3
.1)
, в нейтральных средах
алюм
и
ний

и его сплавы
корродируют с образованием нерастворимых прод
уктов
ко
р
розии:

2
Al



6
e

+


2
О


Al
2
O
3

+6Н
+

Al



3
e

+3Н
2
О


Al
(
O
Н)
3

+3Н
+

При этом продукты коррозии получаются упорядоченны
е, плотные,

поэтому алюминий и его сплавы в нейтральных средах пассивируются
и

практически не подвергаются общей коррозии.
Однако

в

реальной пра
к
тике в нейтральных средах на
алюминии

протекают различные

локальные
формы коррозии
: питтинговая, межкристаллитная, коррозия под напряж
е
нием, расслаивающая, ко
н
тактная
.

П и
т

т

и

н

г

о

в

а

я коррозия


наиболее часто встречающийся вид
локал
ь
но
й коррозии алюминия.


Может наблюдаться как при атмосферной

коррозии, так и при коррозии в водных средах. Особенно характерна для
сред, содержащих хлориды.

Ча
сто её причиной является наличие
Cu

в с
а
мом
алюминиевом сплаве
, или
присутствие
Cu
2+

в коррозионн
ой среде.
Во
втором случае м
едь контактно выделяется на алюминии, около меди
з
а
щитная
плёнка

оксида

нар
у
шается, и в этом месте начинает расти питтинг.
Другая причина питтинга


н
а
личие
в сплавах алюминия
неметаллических
включений
, также нарушающих сплошнос
ть пленки естественного оксида
.

В слабощелочных средах питтинг появляется на различных дефектах п
о
верхности. Питтинговой коррозии в большей степени подвергаются спл
а
38

вы алюминия, однако на чистом алюминии,
в случае возникновения пи
т
тинга
, он получается боле
е глубокий.

М
е

ж

к

р

и

с

т

а

л

л

и

т

н

а

я коррозия


коррозия по граням зёрен.
Причина её в неравномерности распределения легирующих и примесных
элементов в

глуби
не

зерна и по граням зёрен. Концентрация легирующих
и

примесных
элементов

по граням зёрен вы
ше
,

что

часто
активирует гр
а
ницу зерна

(
например
,

в алюминиевых сплавах

с магнием

на границе зерен
выделяется более активная фаза

Mg
2
Al
3
)
. Межкристаллитной коррозии м
о
гут подвергаться любые сплавы алюминия, в меньшей степени чистый
и

технический алюминий.
Склонность к межкристаллитной коррозии
сильно зависит от термообработки сплавов. Все

приёмы термообработки,
позв
о
ляющие

получить более однор
одный сплав по составу,
увеличивают
сто
й
кость сплава к

межкристаллитной коррозии.

К

о

р

р

о

з

и

я

п

о

д


н

а

п

р

я

ж

е

н

и

е

м

(
коррозионное растрескив
а
ние

(КРН)
, коррозионная усталость
)


н
аиболее характерн
а

для сплавов, д
е
формируемых упрочняемых

термической обработкой (
дюралюминий, ав
и
аль
, высок
о
прочные сплавы алюминия)
. Особенно склонны к такому виду
коррозии высокоп
рочные сплавы, содержащие
цинк
. Склонность их к ко
р
розионному растрескиванию связана с тем, что
при эксплуатации таких
сплавов применяются более высокие эксплуатационные

нагрузки
,

а также
с тем, что внутренние напряжения в данных сплавах выше
.
К
роме того
,

в

этих

сплавах

присутствуют

компонент
ы
,

существенно повышающие
коррозионную активность алюминиевых сплавов, такие
,

как

медь и цинк
.

Большинство разрушений происходит в водных средах, но КРН возможно
в минеральных маслах
,

спиртах, гексане. Уровень

напряжен
ий, при кот
о
ром протекают коррозионное растрескивание и коррозионная усталость,
может быть значительно меньше предела текучести, при этом величина
напряжений определяется суммированием

внутренни
х напряжений

с мо
н
тажными и эксплуатационными. Растрескивание
почти всегда носит ме
ж
кристаллитный характер. Время до зарождения трещины в
знач
и
тельной

39

степени зависит от формы зерен и их ориентации по отношению к де
й
ствующим напряж
е
ниям
.

Помимо деформируемых сплавов коррозионному растрескиванию
могут подвергаться
так
же и
литейные сплавы

алюминия
.

Р
а

с

с

л

а

и

в

а

ю

щ

а

я (послойная) коррозия



это к
оррозия, при к
о
торой отдельные слои сплава корродируют с большей скоростью, в резул
ь
тате

чего происходит расслаивание металла.
Она характерна для деформ
и
руемых сплавов, об
работанных прокатом. При прокате происходит пер
е
распределение легирующих элементов,
которые

распределяются

в сплаве
слоями.
В связи с этим

коррозионная активность отдельных слоёв стан
о
вится не
одинаковой
.
О
бычно расслаивающая коррозия
удаляется
посл
е
дующей
термообработкой.

К
о

н

т

а

к

т

н

а

я коррозия


наблюдается при контакте алюминия
с

друг
и
ми материалами.
Наиболее опасен контакт алюминиевых сплавов
с

медью
.

О
н может даже быть не непосредственным, так как медь в воде,
особенно морской, растворяется и дале
е контактно выделяется на алюм
и
ни
и
, вызывая повышенное питтингообразование. Из
-
за контактной корр
о
зии, протекающей в условиях влажной атмосферной коррозии
,

нежелат
е
лен контакт медных и алюминиевых проводов в приборах и при монтаже
электрических линий.

Питт
инговая коррозия алюминия может вызываться водой, стека
ю
щей со свинца, при этом мягкая вода представляет большую опасность
, так
как луч
ше растворяет свин
цовые соединения.

Контакт со сталью, хотя и менее опасен, чем контакт с медью
и

свинцом, также может ус
корять коррозию алюминия. Вместе с тем в н
е
которых естественных водных средах при контакте алюминия с черными
металлами в бол
ь
шей степени корродируют последние.

Нержавеющие стали усиливают коррозию алюминия в морской воде,
а
в менее агрессивных средах кон
такт не опасен.

40

При контакте алюминия с цинковыми сплавами коррозия последних
ус
и
ливается.


Часто контакт опасен даже не с металлами, а, например, с брезентом
(бр
е
зент пропитывается соединениями меди), с деревом (идёт питтинговая
коррозия, если дерево проп
итано антисептиками (
CuSO
4
)), со стеклом (е
с
ли стекло имеет щелочную природу).

Если алюминий и его сплавы выстроит
ь

в ряд по их стойкости
в

нейтрал
ь
ных средах
, то этот ряд будет выглядеть следующим образом
:


1)

ч
истый

и технический

алюминий
;

2)

с
плавы САС и САП
;

3)

с
плавы, не содержащие медь
;

4)

с
плавы, содержащие медь
;

5)
в
ысокопрочные сплавы

алюминия
,
в которых

помимо меди с
о
держится цинк,
повышающий коррозионную активность сплава.

3
.1.4.
Естественные среды

Под коррозией в естественных средах понимают разрушение мета
л
лов в условиях а
тмосферн
ой, подводной и подземной

коррози
й.

При
а

т

м

о

с

ф

е

р

н

о

й

коррозии
алюминий и его

сплавы на перв
о
начальном этапе подвергаются общей коррозии с образованием оксидной
плёнки. В промышленной атмосфере плёнка получается тёмно
-
сера
я или
даже чёрная, но упорядоченность её достаточно хорошая. В условиях а
т
мосферной коррозии все сплавы
алюминия

работают

достаточно хорошо.
Даже в морской атмосфере за 20 лет коррозионное поражение

составляет

всего 0,15

мм.

Иногда
в практике наблюдается

повышенная атмосферная коррозия
,
например
,

при большом содержании
SO
2

и
SO
3

вблизи труб печного ото
п
ления
,

и
нтенсивную питтинговую коррозию может вызвать

также

сажа.

П

о

д

в

о

д

н

а

я коррозия
.
Алюминий и его сплавы очень хорошо
р
а
ботают

в дистиллированной

воде и в кон
денсате, п
оэтому алюминий
41

с

успехом
испол
ь
зуется в холодильных установках. В обычной
природной
воде
из естественных источников или из скважин
сплавы алюминия
раб
о
тают

недостаточно хорошо. Это связано с тем, что в
такой

воде
обычно
присутствуют

различного рода ионы

Cu
+2
,
Fe
+3
,
Cl

,
SO
4
-
2
,
которые выз
ы
вают

питтингов
ую

коррози
ю
. Поэтому алюминиевые трубы не примен
я
ются для

транспортировки

обычной
природной воды
.

В морской воде
б
олее сильно
корродируют сплавы
,

содержащие

медь
. Наиб
о
лее стойки в усл
овиях морской коррозии сплавы
Al



Mg
,
Al



Mn
.
При морской коррозии

алюмини
й склонен к обрастанию

биологич
е
скими объектами (водорослями, ракушками)
,
поэтому

возникает
возмо
ж
ность п
о
явления щелевой коррозии.

Для защиты алюминиевых сплавов применяют анодиро
вание и кра
с
ки, но нельзя вводить
в краски
ртуть (
Hg
)
,
так как она прожигает алюм
и
ний

за счет образования

рыхлы
х

продукт
ов

коррозии. Красками,

содерж
а
щими медь,

можно красить

алюминиевые изделия

после

их

хроматиров
а
ния или оксидир
о
вания
.

В условиях п

о

д

з

е

м

н

о

й


коррозии а
люминиевые сплавы
работ
а
ют

плохо, так как в грунте всегда создаются условия
его

подкисления

или
подщелачив
а
ния.

В частности, п
одщелачивание может происходить из
-
за
появления в грунте шлака или золы, при гниении орга
нических веществ,
сопровождающем
ся выделением аммиака и т.

д. Как только грунт подки
с
ляется или, что б
о
лее опасно, подщелачивается, на алюминиевых сплавах
сразу же появляются различные виды локальной коррозии.


В связи

с этим
алюминиевые сплавы редко используют в грунте. На
иболее часто
алюм
и
ний

и его сплавы в услов
и
ях подземной коррозии
применя
ю
т в кабелях,
но

в этом случае
сплавы

обязательно защищают с помощью полимерных
п
о
крытий
.

42

3
.2. Ход выполнения работы

При выполнении работы может быть предложено несколько вариа
н
тов з
а
д
аний:

б)
провести

количественн
ую

оценк
у

гравиметрическим методом ск
о
рости коррозии
алюминия и его сплавов
в растворе
5
%

ной

Н
Cl

и 5 %
раствора
NaOH
, или других концентраций
;

в) провести
количественную оценку скорости
коррозии

алюминия
и

его сплавов в разл
ичных средах

с помощью коррозиметра
©
Эксперт

004
ª

и

сра
в
нить полученные результаты с данными

предыдущего опыта.

3
.2.1 Оценка скорости коррозии алюминия

и его сплавов грави
метр
и
ческим методом

К
оррозионные испытания
гравиметрическим методом
проводятся
в

сле
дующей последовательности:



изготовить образцы,
из
алюминия или его сплава
, минимальная р
е
комендуемая поверхность образцов 14см
2
; в каждом опыте должно быть не
менее двух образцов;




измерить
длину, ширину и толщину с помощью штангенциркуля.
Размеры и пл
ощадь образцов для весового метода занести в таблицу
3
.1;

Таблица
3
.1

Размеры и площадь образцов для весового метода

Матери
-
ал и №
образца

Длина
образца,
мм

Ширина,
мм

Толщина,
мм

Площадь,
см
2

Масса до
опыта, г

Масса
после
опыта, г

Δ
m
,
г




перед началом
работы поверхность образцов зачистить наждачной
бумагой, с целью удаления
продуктов коррозии,
тщательно промыть (сн
а
чал
а водопроводной водой, а затем дистиллированной) и обезжирить
эт
и
ловым спиртом. Высушить до постоянной массы на открытом воздухе или
в с
ушильном шкафу;

43



об
разцы взвесить на электронных весах

с точностью до четвертого
знака и поместить в стеклянные

стаканы, так, чтобы они не экранировали
друг друга
.



образцы выдержать в растворах в течение
заданного
времени.



после окончания эксперимен
та образцы извлечь из раство
ра при
помощи пинцета, промыть
под струей холодной воды
, тряпочкой
, ласт
и
ком

или кисточкой удалить с образцов травильный шлам

(если он есть)
и

вновь промыть
и на фильтровальной бумаге поместить в сушильный
шкаф для сушки
при

тем
пературе 60
о
С
в течение 1

2

минут. Сухие обра
з
цы охладить
на воздухе до комнатной температуры,

о
бразцы взвесить
на

электронных весах, данные занести в 6,7 и 8 столбец таблицы
3
.1.

3
.2.2. Оценка скорости коррозии
алюминия

и его сплавов

с помощью ко
р
розим
етра

К
оррозиметр ©Эксперт

004ª состоит из измерительного преобраз
о
вателя (ИП) и двухэлектродного измерительного датчика с меняющимися
электродами. Измерительный датчик включает в себя специальный раз
ъ
ем, с помощью которого датчик присоединяется к разъему
©ИЗМª на за
д
ней панели измерительного преобразователя, головку датчика и два эле
к
трода, меняющихся в х
о
де выполнения работы.

Характеристика электродов, использующихся при выполнении лаб
о
раторной работы № 2, приведена в табл.
3
.
2
. Электроды хранятся в спец
и
альной к
о
робке.

Перед выполнением измерений два электрода из исследуемого спл
а
ва алюминия вынимают из коробки, полируют с помощью войлока, обе
з
жиривают содой, промывают, сушат фильтровальной бумагой и вкручив
а
ют в головку датчика.

44

Таблица
3
.
2

Характерист
ики электродов для измерения скорости коррозии


Материал

Длина
электрода,
см

Диаметр
электрода,

см
2

Рабочая площадь
электрода, см
2

Маркировка

(цвет

и кол
ич
е
ст
во полос)

Алюминий А0

40
,0

6,5

8,16

1 зеленая

1 красная

Сплав АМг6

40
,0

5
,0

6,28

2 красных

Сплав Д16

40
,0

6
,0

7,54

1 красная

1 синяя

Сплав АК12

40
,0

6
,0

7,54

1 красная

1 черная

С датчика откручивают защитную гайку, после чего с помощью
разъема его присоединяют к измерительному преобразователю. Датчик
зажимают в лапке штатива, а электроды датчи
ка помещают в стаканчик
с

исследуемой коррозионной средой так, чтобы коррозионная среда закр
ы
вала рабочую поверхность эле
к
тродов, но не касалась головки датчика.

Измерение показателя общей скорости коррозии (П, мкм/год) на и
с
следу
е
мом металле проводится в
следующей последовательности:



нажать клавишу ©
ВКЛ
ª

прибора и удерживать ее до тех пор, пока
на дисплее прибора последовательно не появится сообщение:

Коррозиметр

Изм. Коррозии;



провести ввод параметров режима измерения показателя общей
коррозии. Для э
того нажать клавишу ©
ВВОД
ª.
Н
а дисплее появится с
о
общ
е
ние о параметрах, которые нужно ввести
;



нажать клавишу ©
7
ª
. На дисплее появится пояснение ©
Площадь
эл.
ª
Ввести численное значение рабочей площади электрода в соотве
т
ствии с табл.
3
.1

и снова нажать на

клавишу ©ВВОДª. После появления з
а
проса на дисплее прибора вновь нажать клавишу ©ВВОДª;

45



ввести время измерения скорости коррозии нажатием клавиши
©
Ф1
ª
, для исследуемых сред, представляющих собой солевые растворы
с

различн
ым рН, достаточно ввести время
3
0

60 с. После ввода числа дв
а
жды нажать клавишу ©ВВОДª;



ввести диапазон измерения скорости коррозии нажатием кнопки
©

ª
, при этом цифра
1

позволяет измерять скорость коррозии до 20000
мкм/год,
2

-

до 2000 мкм/год,
3

-

до 200 мкм/год,
4



до 20 мкм/год. П
ри
неизвестных величинах скорости коррозии для данного материала в иссл
е
дуемой коррозионной среде всегда рекомендуется выбирать диапазон
1
;



выбрать электродную систему нажатием клавиши ©
2
ª
. В насто
я
щей р
а
боте используется
двухэлектродная система (2х)
;



вв
ести

материал электрода нажатием клавиш 1 или 3. При этом
необходимо выбрать символ того материала, из которого изготовлены
электроды да
т
чика

(
Al
)
;



вв
ести

коэффициент материала электрода (
Al
)
. Так как во всех
опытах изучается коррозионное поведение ал
юминиевых сплавов, то к
о
эффициент пересчета принимается равным 0,
9
3746. Для ввода коэффиц
и
ента сначала следует нажать клавишу
Ф2
, при этом на экране появиться
тек
у
щее значение коэффициента и материала электрода. Для ввода нового
значения следует нажать кла
вишу
7

и после приглашения ввести число
0,
9
3746;



дважды нажимают клавишу ©Вводª, при этом коэффициент пер
е
счета сохраняется в памяти преобразователя;



для выхода из режима изменения коэффициента пересчета наж
и
мают клавишу ©Отмª;



провести измерение по
казателя общей коррозии исследуемого м
е
талла. Для этого нажать клавишу ©
ИЗМ
ª
. На дисплее прибора появится
сообщение:

46

00:03

0.15

мВ … 2х
,

где

00:03



текущее время

измерения напряжения поляризации;

0,15

мВ


начальная разность потенциалов
рабочего и вспомогател
ь
ного электродов (желательно, чтобы она не превышала 100 мВ), обусло
в
ленная д
е
фектами и небольшими различиями в качестве образцов
;





тип электродной системы.

В этом режиме в течение 10 с без наложения поляризующего и
м
пульса происхо
дит измерение начальной разности потенциалов рабочего
и

вспомогательного электродов. По истечении времени измерения начал
ь
ной разности потенциалов электродов происходит вкл
ючение поляризу
ю
щего импульса,
а на дисплее появляется сообщение:

0,15

мВ

00:04

0,12

мкА
u

2
х
,

где 0,15 мВ


сохраненное в памяти прибора значение начальной разности
п
о
тенциалов электродов;

00:04


отсчет выбранного времени поляризующего импульса;

0,12 мкА


текущее значение внешнего тока;




тип электродной системы;

u



символ выбранного диапазона автоматической компенсации
начальной разности потенциалов электродов (
u



100 или
U



500

мВ).

По истечении времени измерения на экране появляется измеренное
значение скорости общей коррозии в мкм/год
. Для выхода из
режима и
з
мерения скорости общей коррозии нажать клавишу ©
ОТМ
ª
.

При необходимости исследова
ния

скорост
и

коррозии этого же м
е
талла в другой среде повтор
яю
т операции по подготовке электродов к и
з
мерению (отполировать войлоком,
протравить в

5%
-
ном

NaOH
,

промыть
,
высуши
ть
), замен
яю
т коррозионную среду в измерительной ячейке и и
з
мер
яю
т скорость корр
о
зии.

47

Экспериментальные результаты по оценке скорости коррозии ра
з
личных
сплавов алюминия
зан
осят

в табл.
3
.
3
.

Таблица
3
.
3

Скорость коррозии различных
сплавов алюминия


Сплав

а
люминия

Исследуемая
среда

Глубинный

показ
а
тель коррозии
,
мкм/год

Балл и группа

стойк
о
сти






Результаты испытаний

с помощью коррозиметра сравниваются с р
е
зульт
а
тами испытаний гравиметрическим методом и делаются выводы

3
.3.
Правила техники безопасности

Измерительные яче
й
к
и для снятия поляризационных кривых и изм
е
рений скорости коррозии с помощью коррозиметра должны находиться
в

специ
ал
ь
ных пластмассовых кюветах.

При проливе исследуемых коррозионных
сред проводят тщательную
убо
р
ку.

Работу с потенциостато
м и коррозиметром начина
ю
т только после
изуч
е
ния соответствующих инструкций по работе с ними.

3
.4.
Вопр
о
сы для самопроверки


1.

О
бщая характеристика коррозионного поведения алюминия и его
сплавов.

2.

Три этапа коррозии алюминия в кислотах и щелочах.


3.

Химическое
сопротивление алюминия и его сплавов в наиболее
распро
страненных кислотах

HNO
3
,
H
2
SO
4
,
HCl
.


4.

В каких кислотах устойчив алюминий
? Укажите причину.


5.

Виды коррозии алюминия в нейтральных средах
.

6.

Хим
и
ческое сопротивление алюминия атмосферной коррозии
.

7.

Химическ
ое сопротивление алюминия и его сплавов подводной
и

подземной ко
р
розии
.

48

8.

Классифицир
уйте

и расстав
ьте

в ряд по коррозионной акти
в
ности
в нейтральных средах следующие виды алюминиевых сплавов: АК12, Д16,
Амг2,
АВ, В96, САП1, АК8М2, А000, АД
ч
.

Объяснит
е

предл
оженный п
о
рядок.

9.

Расстав
ьте

в ряд по коррозионной активности по отношению
к

сплаву АМц следующие
5%

ные
среды:
NaOH
,
NaCl
,
HCl
,
Na
2
SO
4
,
Na
2
CO
3
. Объяснит
е

предложенный порядок.


10.

Сущность метода экстраполяции
.

11.

Методика снятия поляризационных кривых в

потенци
одинамич
е
ском
режиме
.

12.

Какой метод определения скорости коррозии заложен в корроз
и
метр ©Эк
с
перт

004ª?

49

4.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
.

КОРРОЗИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗ
О
БЕТОНА

Цель работы
:

ознакомиться с основными видами коррозионного раз
-
рушения бетона и железобетона.

4
.1
.

Теоретические предпосылки

4
.1.
1
.

Коррозия бетона и железобетона в жидких средах

Конструкции из бетона и железобе
тона нередко контактируют с
с
а
мыми р
азнообразными жидкими средами,
резко
раз
личающимися по своим
агресси
в
ным свойствам. Это и обычные при
родные воды,
и

сточные воды
различных предприятий,
и

грунтовые

воды,

а также

технологические ра
с
твор
ы, зачастую очень агрессивные, например,
растворы кислот и щел
о
чей, проливы которых на п
е
рекрытия происходят довольно часто.

В связи

с этим

знания по корроз
ио
нной устойчивости бетона в
ра
з
личных средах позволяют сделать бет
онные и железобетонные констру
к
ции более жи
з
неспособными.

Бетон


сложный пористый искусственный композиционный мат
е
риал, полученный путем затвердевания смеси вяжущего
вещества, н
апо
л
ните
ле
й (щебня,
гравия, песка) и воды. В результате взаимодействия в
я
жущего вещества с вод
ой образуется цементный камень,

содержащий
в с
е
бе разнообразные химические соединения, состав которых зависит от вида
цемента
, например:

Са(ОН)
2



-

гидрок
сид кальция
(фаза С
-
Н)

5СаО · 6
SiO
2

· 5,5Н
2
О


-

ги
дросиликат капьция
-
1
(фаза
C
-
S
-
H
(1))

2СаО ·
SiO
2

· 1,17Н
2
O



-

ги
дросиликат кадьция
-
2
(фаза
C
-
S
-
H
(2))

4СаО ·Аl
2
O
3

· 19
H
2
O



-

гидроа
люминат кальция
(фаза С
-
A
-
Н)

2СаО ·Fе
2
О
3

· Н
2
О


-

гидро
феррит кальция
(фаза
C
-
F
-
H
)

4СаО · Аl
2
O
3

· 3
CaS
0
4

·32Н
2
O

-

гидросульфоалюминат

(эттри
н
гит)


кальция (фаза С
-
A
-
Cs
-
H)


и т.

д.


50

Все эти фа
зы, находясь в

равновесии с водой в порах бетона, обесп
е
чивают ее рН в пределах 12

13. При таком рН вн
утри бетона ус
тойчивы
как все его составляющие,

так и арматура железобетона. Сталь в слабощ
е
лочном ра
с
творе с рН
= 12

13 хорошо пассивируется
за счет обр
азования
упорядоченной плотной пленки гидроксидов железа (Fе (ОН)
2
, Fе (ОH)

3
)
.


При воздействии агрессивных жидких сред на бетон и железобетон
могут происходить самые разнообразные процессы
:

1)
с
нижение рН внутри бетона,
приводящее к увеличению раств
ори
-
м
ости составляющих бетона,
постепенному их растворению и, следов
а
тельно, к повышению пористост
и
бетона и к снижению его несущих
свойств.
В то

же время

снижение рН до значений

< 11.8 приводит к корр
о
зии арматуры с образовани
ем объемных продуктов коррозии
(
mF
eO

·
nFe
2
O
3

·
kH
2
O
), в результате
чего

внутри железобетона около корродир
у
ющей арматуры появляются высокие внутренние напряжения, в итоге
приводящие к растрескиванию бет
о
на вдоль арматуры
;

2)
в
заимодействие составляющих бетона с агрессивными компоне
н
та
ми жидких сред с образованием растворимых и нерастворимых продук
-
тов. Сво
й
ства этих продуктов, условия их вымывания из бетона и оп
-
ределяют корроз
и
онный эффект.

Согласно В.

М. Москвину, различают три основных вида возде
й
ствия жидких сред на бетон
.


1
) Коррозионное воздействие мягких природных вод.

Мягкие природные воды, содержащие небольшое количество раство
-
ренных компонентов, в частности солей жесткости, оказывают корро
-
зионное воздейс
т
вие на бетонные и железобетонные сооружения напор
-
ного типа, в к
оторых происходит фил
ьтрация воды через бетон или же
л
е
зобетон (рис.
4
.1).

51












При эксплуатации таких сооружений возможны два случая:

а) скорость фильтрации
больше скорости испарения (
V
ф

V
исп
);

б) скорость фильтрации меньше скорости испарения
(V
ф


V
исп
).

Для практики наиболее опасна первая ситуация,
когда
V
ф

V
исп
.
В

этом
случае мягкие промывные воды при фильтрации через бетон в
ы
мывают из поровой жидкости известь (
Ca
(
OH
)
2
), рН внутри пор уменьш
а
ется, повышается

растворимость малорастворимых с
оставляющих бетона,
в частности кристаллического Са(ОН)
2
, и они начинают
растворяться. И
з
весть Са(ОН)
2

и дру
гие растворяющиеся компоненты бетона вместе
с

фильтрующимися водами выносятся на поверхность бетона со стороны
воздуха.

На
поверхности происходит р
еакция
взаимодействия извести с угл
е
кислым газом, присутствующим в воздухе:

Са(ОН)
2

+ СО
2

→ СаСО
3

+ Н
2
О




(известь) (мел)

В результате этой реакции на поверхности бетона появляются белые
под
теки мела, четко указывающие на то,
чт
о происходит вымывание с
о
ставля
ю
щих бетона.

Природные

воды

Грунт или


воздух

Рис.
4
.1. Схема напорного сооружения
:
V
Ф



c
корость фильтрации
природных вод через бетон;

V
ИСП



скорость испарения фильтру
ю
щихся вод с поверхности

бетона со стороны воздуха







Бетон или

железобетон

V



ф

V

исп

52

При постепенном вымывании Са(ОН)
2

и других
компонентов бетона
возрастает по
ристость бетона и происходит
его нейтрализация (рН вну
т
ри
бетона уменьшается). Существенное увеличение пористости уве
личивает
фильт
рацию, ухудшает рабочие характеристики бетона и может приводить
к появлению м
о
розильных эффектов
. При нейтрализации бето
на

до
рН < 11,8 начинается коррозия арматуры с образованием объем
ных
продуктов коррозии, которые приводят к растрескиванию бетона вд
оль
арм
а
туры.

В том случае, когда при работе напорного сооружения
V
ф


V
исп
,
фильтрующиеся мягкие воды не выходят на поверхность бетона со ст
о
роны воздуха и реакция

Са(ОН)
2

+ СО
2

→ СаСО
3

+ Н
2
О

происходит в поверхностных слоях бетона. Образующийся при

этом ма
-
лорастворимый мел заполняет поры бетона,
что приводит к

уплотнени
ю

по
верхностных сдоев бетона со стороны воздуха. Фильтрация мягких вод
через бетон уменьшается, а следовательно, вымывание составляющих б
е
тона и его нейтрализация не происходят.
Именно такой с
итуации не
обх
о
димо добиваться при проектировании напорных бетонных и железо
-
бетонных напорных соор
у
жений.

2) Коррозионное воздейст
вие жидких сред с компонентами,

которые
вступают во взаимодействие с сос
тавляющими бетона и образуют
при
этом ра
с
творимые соединения.

К таким средам относятся прежде всего растворы кислот, щелочей
и

нек
о
торых солей, например
,

MgCl
2
и
NaCl
.

Кислотная коррозия
.
К
ислые растворы, взаимодействуя
со мног
и
ми
составляющими бетона, приводят к появлению растворимых веществ, л
ег
-
ко в
ы
мываемых из бетона.

В
следствие
этого

резко ухудшаются его тех
-
нологи
ческие свойства.
Одновременно кислые
растворы
способствуют

быстрой нейтрализации бетона, в результате чего начинается коррозия а
р
матуры, сопровождающаяся ра
с
трескиванием бетона.

53

С
огласно СНиП 2.03.11
-
85, кислые воды любого состава с рН < 3 для
б
е
тонов с повышенной
плотностью (
W
8
) являются сильноагрессивными.
Для бе
тонов меньшей плотности
(
W
4
)
сильноагрессивными являются ра
с
творы с рН < 4.
Чем выше концентрация кислот, тем меньше

в них усто
й
чивость бетона.
Так,
1%
-
ные растворы серной соляной
и азотной кислот
сильно разъедают бетон в течение нескольких месяцев. Фосфор
ная кислота
менее агрес
сивна по отношению к бетону
из
-
за малой растворимости

образующегося фосфат
а кальция.
Одна
ко в растворах с 5%
-
ной конце
н
трацие
й фосфорной кислоты разрушение
происходит
также

довольно
быстро.

Агрессивными по отношению

к бетонам являются и растворы орг
а
ни
ческих кислот,
прежде всего молочной, уксусной, яблочной и др.

Щелочная коррозия
.

Для бетона

опасны растворы щелочей с ко
н
цент
рацией более 50 г/л. В результате действия на бетон таких растворов
растворимость гидроксида кальция Са(ОН)
2

значительно понижается, но
о
д
новременно резко возрастает растворимость кремнезема (
SiO
2
) и
других

оксидов, напри
мер
Al
2
O
3
. Взаимодействие этих соединений со щелочами
приводит к образованию ра
с
творимых или гелеобразных соеди
нений:

SiO
2
+ 2
NaOH


Na
2
SiO
3

+ Н
2
О

Al
2
O
3
+ 2
Na
О
H

→2
NaA

2

+
H
2
О

Наиболее агрессивно действу
ют на бетон растворы гидроксида

нат
-
рия (
NaOH
), зате
м следуют растворы гидроксида калия (КОН), аммония
(
NH
4
О
H
) и карбоната натрия (
Na
2
CO
3
).
При

полном погружении в раст
-
воры
щелочей с концентрацией 1

2 %
наибольшей стойкостью обладают
бетоны на пуццол
а
новых и шлакопортландцементах.

Магнезиальная коррозия
.

В

сточных и грунтовых водах часто
встречаются соли магния, в частности хлорид магния (
MgCl
2
). При
его
взаимодействии с Са(ОН)
2
, находящемся в бетоне, получаются два проду
к
та:

CaCl
2

и М
g
(ОН)
2
.

MgCl
2

+ Са(ОН)
2


CaCl
2

+
Mg
(
OH
)
2

54

Один из продуктов


малораств
оримый
Mg
(
OH
)
2

(растворимость
18,2 мг/л). Процесс
образования
Mg
(
OH
)
2

сопровождается

понижением рН
в порах бетона,
что создает благоприят
ные условия для растворения и
ги
д
ролиза гидратных образований в цементном камне (т.е. действие анал
о
гично коррозии
пер
вого

вида

по Москвину). Второй про
дукт,
CaCl
2
, сп
о
собен вымываться, в связи

с чем
растворы
MgCl
2

с кон
центрацией 5 %
и

выше разрушают все гидратные образ
о
ва
ния в цемент
ном камне.

Коррозия в
NaCl
.

Растворы NaC
l

взаимодействуют с Са(ОН)
2

в б
е
тоне, образуя
растворимые
CaCl
2

и
NaOH
,
которые постепенно вымыва
ю
т
ся из бетона:

NaCl + Са(ОН)
2


CaCl
2

+
NaOH

При этом растет пористость бетона и ухудшаются его

несущие сво
й
ства.
Следует отметить, что растворы NaCl вызывают ко
ррозию ар
матуры с образ
о
ванием объемных сое
ди
нений даже в том
случае, когда нейтрализ
а
ция бетона
еще не прошла

и рН внутри пор остается доста
точно высоким (рН > 11,8). Это
объясняется тем, что ионы С1
-

разру
шают пассивную пленку на железе, выз
ы
вая лока
льную (местную) корро
зию. В связи
с этим
эффект

растрескивания
желе
зобетона вдоль армату
ры,
особен
но при периодическом обливании
ра
с
тво
рами
NaCl, может проявиться очень быстро (2

5 лет).

3) Коррозионное воздейств
ие жидких сред с компонентами,
которые
вступают во взаимодействие с составляющими бет
она и

образуют
при
этом нера
с
творимые объемные соединения.

К третьему виду коррозии, по класс
ификации В.

М. Москвина, отн
о
сит
ся сульфатная коррозия бетона. Суль
фатная коррозия является особе
н
но распространенной из
-
за того, что

сульфат
-
ионы присутствуют прак
т
и
че
ски во всех видах природных и сточных вод.

При взаимодействии сульфатов кристаллический Са(ОН)
2
, наход
я
щий
ся в цементном камне, и Са(ОН)
2

поровой жидкости
взаимодействуют
с сульфат
а
ми с образованием гипса
CaSO
4
∙2
H
2
O
:

55

Са
(
ОН
)
2

+ Na
2
SO
4

+ 2H
2
О

= CaSO
4
∙2H
2
O +
2NaOH

При взаи
модействии сульфатов с другими
компонентами
цементн
о
го
камня может образоваться

гидросульфоалюминат

кальция



ГСАК

(3
СаО


А
1
2
O
3



3
CaSO
4

∙ 32
Н
2
O
)

или

(3
СаО


Al
2
O
3

∙ 3
Са
S
О
4
∙ 11
Н
2
О
).

Гипс и ГСАК имею
т объем, более чем в два
раза превышающ
ий
объем исходных компонентов цементного камня. В связи
с этим в бетоне
п
о
яв
ляются большие внутренние напряжения, приводящие к послойному
растрескиванию бет
о
на, оголению и выпадению наполнителей.

4
.1.2
. Коррозия бетона и железобетона в условиях

агрессивн
ой

атмосф
е
ры

Любая сухая атмосфера для бетона и железобетона не опасна. Такой
атм
о
сферой является атмосфера с влажностью
менее

60

%. При влажности
более

60

% внутри бетона появляется капиллярная влага, в
которой

ра
с
творяются газы, присутствующие в загрязн
енной агрессивной атмосфере
(атмосфера промышленных предприятий, городов, морская атмосфера
и

т.

д.), и начинается их взаимодействие с составляющими цементного
камня.

С.

Н. Алексеев [
5] делит все газы, которые могут присутствовать
в

атмосфере, на
следующие

три группы.

1. Газы, образующие при реакции с
Ca
(
OH
)
2

нерастворимые или м
а
лорастворимые соли с небольшим объёмом. Это
углекислый газ
, пары пл
а
виковой к
и
слоты, па
ры щавелевой кислоты

и т. д.

Например, при повышенном содержании углекислого газа в воздухе
в

п
о
ровой влаге бетона происходит следующая реакция:

Ca
(
OH
)
2

+
СО
2


CaCO
3

+
H
2
O
.

Образующийся по этой реакции мел
(
CaCO
3
)

по объему лишь на 30

%

больше исходной извести
(
Ca
(
OH
)
2
)
, поэтому такие
газы по отношению
к

бетону представляют не очень высокую опа
сность, так как бетон даже
56

постепенно у
п
лотняется. Лишь в т
ом случае, когда большая часть
Ca
(
OH
)
2

заменяется на
C
а
CO
3
, бетон постепенно начинает терять несущую спосо
б
ность.

Однако эти газы представляют опасность для железобетона, так как
вышеотмеченная реа
кция приводит к нейтрализация бетона,
pH

внутри б
е
тона сн
и
жается с 12,5 до 11,5. Эта нейтрализация мо
жет идти достаточно
долго (30

50 лет) в зависимости от концентрации углекислого газа в во
з
духе.
После завершения процесса нейтрализации
начинается процесс
ко
р
розии

арматуры с обр
а
зованием объёмных продуктов коррозии, и бетон
начинает растрескиваться вдоль а
р
матуры.

2. Газы, образующие при реакции с
Ca
(
OH
)
2

нерастворимые объё
м
ные продукты коррозии. Это серосодержащие газы
SO
3
,
SO
2
,
H
2
S
.

При взаимодействии эт
их газов с известью протекают следующие
реакции:

Ca
(
OH
)
2

+
S
О
3


CaSO
4

+
H
2
O

Ca
(
OH
)
2

+
S
О
3


CaSO
3

+
H
2
O


↓O
2


CaSO
4

Ca(OH)
2

+ H
2
S → CaS + 2H
2
O



O
2


CaSO
4

Все

серосодержащ
ие

газы при взаимодействии с
Ca
(
OH
)
2

дают один
пр
о
дукт:
CaSO
4



гипс, который по объёму в 2,3 раза больше, чем
Ca
(
OH
)
2
.
Вначале бетон уплотняется, затем в поверхностных слоях начинают во
з
растать вну
т
ренние напряжения
:

бетон начинает трещать и отслаиваться
с

оголением наполнителей. Таким образом, газы этой группы опасны
прежде всего по отнош
е
нию к бетону.

3. Газы, о
бразующие при взаимодействии с
Ca
(
OH
)
2

растворимые
проду
к
ты коррозии (обычно это растворимые соли).

Газы этой группы разделяются на две подгруппы
.

57

Подгруппа А:
Cl
2
, пары
HCl
,
HBr
,
HI
,
CH
3
COOH
.

При взаимодействии с такими газами образуются растворимые соли.

Например
,
Ca
(
OH
)
2

+ 2
HCl

(пары) →
CaC
l
2

+ 2
H
2
O

Растворимые соли вымываются из бетона, в результате чего пост
е
пенно растёт пористост
ь бетона и уменьшаются его несущие свойства.
Кроме того, эти газы могут вызывать локальную коррозию арматуры с о
б
разованием объёмных продуктов даже при
pH

= 12
,0

12,5. Образование
таких продуктов пр
и
водит к появлению внутренних напряжений внутри
бетона ок
оло арматуры, которые вызывают растрескивание бетона вдоль
армат
у
ры. Таким образом, газы этой подгруппы опасны как по отношению
к бетону, так и по отношению к а
р
матуре железобетона.

Подгруппа В: азотосодержащие газы (
NO
2
,
NO
, пары
HNO
3
)

Ca(OH)
2

+ 2HNO
3

→ C
a(NO
3
)
2

+ 2H
2
O
.

Газы группы В опасны по отношению к бетону. По отношению к а
р
матуре железобетона эти газы опасности не представляют, а являются и
н
гибиторами коррозии.

В реальной практике коррозия

часто
идёт более сложно, так как
в

агрессивной
атмосфере
мож
ет
присутствовать

смесь этих газов
, что пр
и
водит к о
с
лаблению или усугублению их действия
. Наибольшую опасность
по отношению к бетону и железобетону представляют промышленные з
а
грязненные атмосферы

различных предпр
и
ятий
.

4
.1.3
. Подземная коррозия бетона и
железобетона

На агрессивность грунта по отношению к бетону и железобетону
влияют
следующие

фактор
ы
.

1
.

Влажность грунта.

Грунт подразделяется на сухой, нормальный и влажный. Сухой
грунт встречается редко и опасности не представляет. Нормальный
и

влажный гр
унт обязательно способству
ю
т увлажнению бетона и желез
о
бетона, появлению в нём капиллярной влаги и растворению в ней акти
в
58

ных составляющих грунта с последующим взаимодействием с составля
ю
щими ц
е
ментного камня.

2
.

Агрессивность грунтовых вод (прежде всего и
х
pH
)
.

По своей агрессивности грунтовые воды можно разделить на три
вида:



озёрные грунтовые воды (
pH

= 6,5

7,4)


низкая коррозионная а
к
тивность;



речные грунтовые воды (
pH

= 6
,0

8,2)


средняя коррозионная
агрессивность;



грязные речные, болотные, за
грязнённые грунтовые воды промы
ш
ленных предприятий и городов (
pH

= 6
,0

8,2)


высокая агрессивность
грунта.

3
.

Периодичность подъёмов грунтовых вод.

При подъёме (опускании) грунтовых вод создаются условия вым
ы
вания компонентов из цементного камня со всеми

вытекающими после
д
ствиями: повышением пористости бетона, нейтрализацией бетона, корр
о
зией арматуры и растрескиванием бетона вдоль арматуры.

4
.

Н
аличие фильтрации грунтовых вод

через бетон (см. раздел
4
.1
.1
).

5
.

Солевой состав грунта, прежде всего концент
раци
я

ионов
SO
4
-
2

и

Cl
-
, которые, попадая в бетон, начинают взаимодействовать с составл
я
ющими ц
е
ментного камня (см. раздел
4
.1
.1
).

В зависимости от плотности бетона содержание сульфатов от 0,5 до
15
,0

г/кг делает грунт средне
-

и высокоагрессивным по отнош
ению к бет
о
ну. Хл
о
риды опасны при концентрациях
более
0,75

г/кг.

6
.
Подземная коррозия железобетона может осложняться электр
о
коррозией. Влажный бетон пл
охо, но все
-
таки проводит ток,
поэтому уте
ч
ки тока или блуждающий ток может попадать на арматуру железоб
етона.
Арматура начинает работать как заземлитель, нижняя часть арматуры ст
а
новится анодом и растворяется
в соответствии с

закон
ом

Фарадея. Ус
и
59

ленная коррозия арматуры нижней части здания приводит к потере нес
у
щих свойств фундамента, здание оседает

и
растр
ескивается
.


Для предотвращения электрокоррозии нельзя использовать закла
д
ные элементы и элементы арматуры в качестве обратного провода при
сварке. Электрокоррозия часто возникает там, где применяется постоя
н
ный ток, в таких случаях необходимо всегда предо
твращать возможные
утечки тока. При опасности электрокоррозии применяется бетон с пов
ы
шенной плотн
о
стью (не менее
W
6
). Нельзя вводить в бетон добавки типа
ингибиторов коррозии, которые понижают сопротивление бетона, допу
с
кать облив бетона электролитами. За
щи
т
ный слой
бетона над

арматурой
должен быть не менее 20 мм.

4
.2. Ход выполнения работы

В данной лабораторной работе
студентам предлагается оценить
ус
-
тойчивость
стали,
бетона

и железобетона

в разных средах:



в кислотах
разных концентраций

(
H
2
S
О
4
, НС1
,
Н
N
O
3
);



в концентрированных
и разбавленных
щелочах (
NaOH
, КОН);



в
воде и в водных
растворах солей

с различным рН

(
NaCI
,
Na
2
S
О
4
,
MgCl
2

и т.

д.
).

Так как коррозия бетона

и железобетона

очень длительный по вр
е
мени процесс,
то

оценку устойчивости различных ко
мпонентов железоб
е
тона в заданных средах

предлагается
пров
одить в основном

на основе л
и
тературных данных
. И только

в некоторых случаях можно использовать
результаты длительных коррозионных испытан
ий по коррозии стали и б
е
тона (
образцы с такими испытаниями
находятся в стаканчиках в специал
ь
ной кювете на лабор
а
торном столе
).

При оценке коррозионной активности стал
и

в различных средах
необходимо замерить стационарный потенциал коррозии стали относ
и
тельно хлорсеребряного электрода сравнения и пересчитать его на

шкалу
нормального водородного электрода.
Описать результаты текущих и дл
и
60

тельных опытов, проанализировать коррозионную ситуацию и сделать в
ы
вод об опасности коррозии стали в исследуемой среде.
Кроме того, с п
о
мощью рН

метра
можно
из
мер
ить

дополнительно
рН

заданной
корроз
и
онной ср
е
ды.

4
.3. Обработка экспериментальных результатов

Результаты
измерений и
анализ

коррозионной ситуации и опасности
ко
р
розии в заданных средах пред
ставляют

виде
четырех

таблиц.

Таблица
4
.1

Результаты опытов по оценке коррозии стали 3




Среда



рН

ср
е
ды

Потенциал
коррозии

Результаты текущих
опытов

Результаты длител
ь
ных опытов


ε
кор

х.с
.
э.


ε
кор

н.в.э.










Таблица
4
.2

Анализ коррозионной ситуации и опасность коррозии


по отношению к
Ст

3

Предполагаемые катодная и анодная

ре
акции коррозио
н
ного процесса

Опасна или не опасна коррозия,

и в чем ее опасность




Таблица
4
.
3


Анализ коррозионной ситуации и опасност
ь

коррозии

по отношению к бетону


Среда


рН
среды

Результаты
длительных
опытов

Анализ коррозионной ситуации

Пред
полагаемые
реакции,
протекающие внутри

бет
о
на

Опасна или не опа
с
на коррозия
,

и в чем
ее опасность









61

Таблица
4
.
4


Анализ коррозионной ситуации и опасност
ь

коррозии

по отношению к желез
о
бетону



Среда



рН

ср
е
ды

Анализ коррозионной ситуации

Пре
дполагаемые
реакции
,

протекающие внутри

желез
о
бетона

Опасна или не опасна корр
о
зия
,

и в чем ее опасность.





На основании анализа, отраженного в табл.
4
.1

4
.4, выделить наиб
о
лее агрессивные среды. Сделать выводы об условиях эксплуатации стали,
бетона и

железобетона в заданных средах.

4.4.
Правила техники безопасности

Измерительные яче
й
к
и при измерении коррозионного потенциала
должны находиться в специаль
ных пластмассовых кюветах.

При проливе исследуемых коррозионных
сред
необходимо
провести
тщ
а
тельную у
борку.

4.5.
Вопр
о
сы для самопроверки

1.

С
оставляющие цементного камня.

2.

Что такое нейтрализация бетона?

3.

Химическо
е сопротивление бетона и железо
бетона в воде
.

4.

Химическое сопротивление бетона

и железобетона в кислотах
.

5.


Химическое сопротивление бетона и железоб
етона в растворах

NaCl
.


6.

Магн
езиальная коррозия железобетона.


7.

Сульфатная коррозия бетона
.


8.

Три группы газов промышленных атмосфер по

С.

Н.

Алексееву
.

9.

Взаимодействие СО
2

с бетоном и железобетоном
.



62

10.

Влияние
периодического подъема, опускания грунтовых вод
н
а
устойчивость железобетонных конструкций
.

11.

Электрокоррозия железобетон
а в условиях грунтовой корр
о
зии.

12.

Направления защиты бетонных и железобетонных конструкций
от ко
р
ро
зии.

13.

Способы повышения плотности б
е
тона
.

14.

Неорганические покрытия
на
бетон
е и железобетон
е.

15.

Гидрофобизирующие и композиционные покрытия бетона и ж
е
лезобетона.


63

5. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4.


ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТОСТОЙКОСТИ


И ЩЕЛОЧЕСТО
Й
КОСТИ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Цель работы: ознакомится с видами керамики и ее химическим с
о
проти
в
лением в различных ср
едах
.

5.1.
Теоретические предпосылки
.
Основные понятия

Керамика


это поликристаллические материалы и изделия из них,

состоящие из соединений неметаллов III

VI групп периодической системы
с металлами или друг с другом и получаемые путем формования и обжига

соответ
ствующего исходного сырья.
Исходным сырьем могут служить как
вещества природного происхождения (силикаты, глины, кварц и др.), так и
получаемые искусственно (чистые оксиды, карбиды,

нитриды и др.).

В данном определении установлены два отличительных

признака к
е
рамики: химический состав и технология. Главное отличие керамической
технологии от технологии других материалов, например
,

технологии п
о
лучения металлов, состоит в том, что основной компонент материала не
доводится до плавления. В этом отношени
и керамические технологии
близки к порошковой металлургии.

Керамические материалы классифицируют по химическому составу

и по назначению.

5.2.
Классификация керамики по химическому составу

5.2.1.
Оксидная керамика

Данные материалы состоят из чистых оксидов
Al
2
O
3
, SiO
2
, ZrO
2
,
MgO, CaO, BeO, ThO
2
, TiO
2
, UO
2
, оксидов редкоземельных металлов, их
механических смесей (ZrO
2
-
Al
2
O
3

и др.), твердых растворов (ZrO
2
-
Y
2
O
3
,
ZrO
2
-
MgO и др.), химических соединений (муллит 3Al
2
O
3
×2SiO
2

и др.)

64

5.2.2.
Безоксидная керамика

Этот

класс составляют материалы на основе карбидов, нитридов, б
о
ридов, силицидов, фосфидов, арсенидов и халькогенидов (кроме оксидов)
переходных металлов и неметаллов III

VI групп периодической системы.

5.3.
Классификация керамики по назначению

5.3.1.
Строител
ьная керамика

Строительная керамика подразделяется на стеновую и фасадную к
е
рамику, керамику для изделий для подземных коммуникаций и керамич
е
ские заполнители. К стеновым материалам относят, прежде всего, кирпич.
Для его изготовления используются легкоплав
кие глины: гидрослюды с
примесями каолинита, монтмориллонита, гематита и др. Фасадная керам
и
ка


лицевые кирпичи, фасадные плитки изготавливаются в основном из
тугоплавких глин (с преобладанием каолинита) и некоторых легкоплавких
глин. Высокая коррозионная

стойкость керамики позволяет использовать
изделия из нее для прокладки подземных коммуникаций. К таким издел
и
ям относятся дренажные и канализационные трубы. Дренажные трубы
применяют для устройства водоотводных сетей.

5.3.2.
Тонкая керамика

По структуре и
зделия тонкой кера
мики разделяются на плотные


фар
фор и мелкопористые


фаянс. Фарфор


один из важнейших

керам
и
ческих материалов. Его изготавливают из тонкой смеси каолина и огн
е
упорной глины (20

65%), кварц
а (9

40%) и полевого шпата (18

52%).

Спеченный
фарфор состоит из стеклофазы (до 60%), которая образ
у
ется в результате взаимодействия полевого шпата с продуктами разлож
е
ния глин и каолинов, и кристаллической фазы, состоящей в основном из
муллита 2Al
2
O
3
×2SiO
2

(до 25%). Пористость спеченного фарфора соста
в
ляет 3

5%. Изделия из фарфора, как правило, глазуруют, т.е. покрывают
слоем сырой тугоплавкой глазури, которая на заключительной стадии сп
е
кания образ
у
ет стекловидную пленку на поверхности изделия.

65

Фарфор применяется для изготовления химически стойкой пос
уды,
электрических изоляторов различного назначения (электрофарфор).

Фаянс отличается от фарфора большей пористостью (до 14

%), ни
з
кими физико
-
механическими характеристиками, в связи с чем его прим
е
нение в технике ограничено. Структура фаянса представлена
зернами гл
и
нистого дегидратированного вещества и кварца, сцементированными н
е
большим количеством стекловидной фазы, которая образуется при вза
и
модействии плавней с глиной, каолином, кварцем. Из фаянса изготавлив
а
ют изделия хозяйственного, санитарно
-
техниче
ского назначения, а также
облицовочные плитки.

5.3.3.
Химически стойкая керамика

Особенностью химически стойкой керамики является плотноспе
к
шийся черепок с преобладанием в нем нерастворимых или труднораств
о
римых оксидов кремния и алюмосиликатов. С увеличен
ием содержания
муллита

в черепке также повышается способность керамики противостоять
длительному воздействию различных химических веществ (кислоты, щ
е
лочи) в жидком или газообразном состоянии.

По назначению химически стойкие керамические изделия делятся на

футеровочные (кирпич, плитки), химическую аппаратуру (теплообменные
аппараты, ванны, сосуды, движущиеся детали насосов, мешалок и другого
оборудования) и насадочные элементы (например, кольца для заполнения
реакционных колонн).

Основным сырьем для изгото
вления химически стойких изделий я
в
ляются спекающиеся глины. Кроме того, применяют каолин в качестве д
о
бавки, регулирующей свойства глины, а в производстве изделий с фарф
о
ровым черепком


как основное сырье. В качестве добавок используют
шамот, бой готовых

бракованных изделий и иногда кварцевый песок.

Сп
е
циальные добавки


глинозем, карборунд, тальк, дунит


применяют для
66

регулирования отдельных свойств керамического черепка


термостойк
о
сти, тепл
о
проводности, прочности.

Содержание глинистых частиц (с разм
ером зерен менее 5 их) колеблется
от 45 до 95

%. Число пластичности глин составляет 8

23, огнеу
порность
-

1530

1710

0
С.

5.3.4.
Огнеупорная керамика

К огнеупорам относятся материалы и изделия, способные выдерж
и
вать механические и физико
-
химические воздейств
ия при высоких темп
е
ратурах и применяемые для кладки различных теплотехнических агрег
а
тов. Наибольшее применение нашли кремнеземистые, алюмосиликатные
и

магнезиальные огнеупоры.

К кремнеземистым огнеупорам относятся динас и кварцевая керам
и
ка. Основным ком
понентом в них является кремнезем. Динас представляет
собой огнеупорный материал, содержащий не менее 93% SiO
2

в форме тр
и
димита (до 70

%) или кристобалита. Динас получают из кварцитов, р
е
же из
кварцевого песка. Он обладает большой огнеупорностью (1710

173
0

°С),
жаропрочностью, стойкостью к кислым расплавам.

Поэтому динас применяется для кладки сводов и стен мартеновских
и стекловаренных печей.

Алюмосиликатные огнеупоры получены на основе двухкомпонен
т
ной системы Al
2
O
3
-
SiO
2
. Наиболее распространены шамотные

и высок
о
глиноземистые огнеупоры.
Шамотные огнеупоры содержат 28

45

% Al
2
O
3
.
Они изготавливаются из огнеупорных глин и каолинов и шамота. Колич
е
ство вводимого шамота составляет 40

85

%. Шамотные материалы имеют
огнеупорность 1580

1750

°С и применяются для
кладки большинства те
п
лотехнических агрегатов. Высокоглиноземистые огнеупоры содержат б
о
лее 45

% Al
2
O
3
. Вследствие этого данные материалы имеют повышенные
физико
-
механические свойства и огнеупорность до 2000

°С. Высокоглин
о
земистые изделия применяются для
кладки доменных печей.

67

Магнезиальные огнеупоры подразделяются на магнезитовые и дол
о
митовые. Магнезитовые огнеупоры состоят из минерала периклаза MgO.
Их огнеупорность превышает 2000

°С.

Применяются магнезитовые изд
е
лия в сталеплавильной промышленности. Сы
рьем для их производства
служит магнезит MgCO
3
. Доломитовые огнеупоры получают путем спек
а
ния смеси доломита CaCO
3
×MgCO
3

и кварцитов. Они имеют огнеупо
р
ность до 1780

°С, характеризуются длительностью службы и применяются
для кла
д
ки мартеновских и вращающих
ся печей.

5.3.5.
Техническая керамика

Техническая керамика объединяет материалы, применяемые в ра
з
личных областях современной техники, которые можно разделить на сл
е
дующие группы:

5.3.6.
Керамика на основе силикатов и алюмосиликатов

Силикаты и алюмосиликат
ы составляют основу очень большого кол
и
чества технических керамических материалов. Большинство этих керамич
е
ских материалов в качестве преобладающей фазы содержит двойные или
тройные кристаллические вещества


силикаты или алюмосиликаты, образ
у
ющиеся в сис
теме МgО
-
А1
2
О
3
-
SiO
2
. Таких соединений в этой сист
е
ме четыре:

1. ЗА1
2
О
3

·
2SiO
2



муллит,

2. МgО
·
SiO
2



клиноэнстатит,

3. 2МgО
·

SiO
2



форстерит,

4. МgО
·
2А1
2
О
3

·
5SiO
2



кордиерит.

В соответствии с названием минералов называют и керамику


му
л
литовая, му
ллито
-
корундовая, клиноэнстатитовая (стеатитовая), форстер
и
товая и кордиеритовая.

5.3.7.
Муллитовая и муллито
-
корундовая керамика

Основной кристаллической фазой муллитовой и муллито
-
корундовой керамики являются муллит ЗА1
2
О
3
·
2SiO
2

и корунд α
-
А1
2
О
3
.

68

Эти ке
рамические материалы называют высокоглиноземистой кер
а
микой.

Добавочное количество оксида алюминия вводят обычно с глин
о
земом

или электрокорундом. Таким образом, высокоглиноземистая кер
а
мика включает составы с содержанием А1
2
О
3

от 45 до 100

%.

Диаграмма со
стояния системы А1
2
О
3

SiO
2

представлена на рис.

5
.1
.


Рис.

5
.1
. Диаграмма состояния системы SiO
2
-
Al
2
O
3

В зависимости от химического и фазового состава высокоглинозем
и
стую керамику подразделяют на три группы:

1. Муллито
-
кремнеземистaя (45

70

% Аl
2
O
3
).

2.
Муллито
-
корундовая (70

95

% А1
2
0
3
).

3. Корундовая (95

100

% А1
2
О
3
).

Керамика, содержащая менее 70

% А1
2
О
3
, имеет только одну кр
и
сталлическую фазу


муллит, а количество стекловидной фазы может д
о
стигать 40

50%. При повышении содержания А1
2
О
3

до 77

78

% кол
ич
е
ство муллита возрастает, а количество стекловидной фазы в массе без
плавней сводится к минимуму. Керамика, содержащая 70

95

% Al
2
O
3
, им
е
ет переменное количество муллита и корунда. В третьем типе высокогл
и
нозем
и
стой керамики присутствует только корунд.

Т
ехническая керамика находит применение в вакуумной технике,
в

качестве изоляторов запальных свечей двигателей внутреннего сгорания,
для изготовления различных деталей электро
-

и радиоаппаратуры.

69

5.3.8.
Клиноэнстатитовая керамика

Клиноэнстатитовая керамика
имеет в своей основе метасиликат ма
г
ния MgO
·
SiO
2



клиноэнстатит. Сырьем для производства клиноэнстат
и
товой керамики является минерал тальк, представляющий собой водный
силикат магния. Плотные разновидности талька называют стеатитом. П
о
этому клиноэнстатито
вая керамика часто называется стеатитовой или пр
о
сто стеатитом.

Отличительной особенностью стеатита являются малые диэлектр
и
ческие потери и повышенная по сравнению с фарфором механическая
прочность, вследствие чего его применяют как высокочастотный диэле
к
т
рик, а благодаря высокой пробивной напряженности и в высоковольтной
технике. Плотная малопористая структура стеатита дает возможность и
с
пользовать его как изолятор для электровакуумной аппаратуры.

Часто керамические материалы условно делят на ©традиционные
ª
и

©новыеª. Традиционная керамика используется в давно сложившихся
областях применения: строительстве, металлургической, химической пр
о
мышленности. Термин ©новая керамикаª отражает использование керам
и
ки в машиностроении, авиационной, космической промышле
нности в к
а
честве конструкционного и инс
трументального материала, а так
же в эле
к
тронике.

Следует отметить, что традиционная и электротехническая керамика
является в основном оксидной, в то время, как новая керамика и некоторые
виды специальной керамики, в
соответствии с классификацией по химич
е
скому составу могут относиться к обеим группам.

5.4.
Химические свойства

керамики

Наиболее распространенными случаями химического взаимодействия
между керамикой и другими веществами являются следующие:



взаимодействие
с кислотами и щелочами


коррозия в раств
о
рах.

70



взаимодействие с расплавами, чаще металлическими


коррозия
в

расплавах.



взаимодействие с газами


газовая коррозия.

5.4.1.
Коррозия в растворах

Исследование коррозионной стойкости керамики в различных ра
с
твор
ах кислот и щелочей необходимо для оценки возможности изготовл
е
ния из нее деталей химической аппаратуры, насосов для
перекачки кислот,
подшипников,
работающих в агрессивных средах и т.

д. Для оценки сто
й
кости обычно подсчитывается

убыль массы керамического

образца после
его выдержки в растворе заданной концентрации. Часто образец выдерж
и
вается в кипящем растворе. Допустимая потеря массы для кислотоупорной
керамики не должна превышать 2

3

%.

5.4.2.
Коррозия в расплавах

При плавке металла в тиглях из оксидной

керамики возможно во
с
становление огнеупорного материала тигля. Большое количество безо
к
сидных керамических материалов также используют для изготовления д
е
талей, работающих в контакте с расплавами самых различных металлов.

В связи с этим изучение коррозио
нной стойкости керамики в этих
условиях имеет важное практическое значение. При выборе материала
тигля часто пользуются следующим правилом: восстановление оксида
происходит в том случае, если его теплота образования меньше, чем те
п
лота образования оксида п
ереплавляемого металла. При взаимодействии
безоксидных керамик с расплавами металлов имеет место образование х
и
мических соединений, фаз внедрения, интерметаллидов. Например, сам
о
связанный карбид кремния, который содержит свободный кремний
(~2,7

%), хорошо
взаимодействует со сталью. Алюминий, имеющий выс
о
кое химическое сродство и близкое к бору и углероду электронное стро
е
ние, активно взаимодействует с карбидом бора с образованием новых х
и
мических соединений. Коррозия керамики в расплавах определяется мет
о
71

да
ми микроскопического, х
имического, фазового анализа,
позволяющими
опр
е
делить наличие и количество продуктов взаимодействия.

5.4.3.
Газовая коррозия

Очень распространенным видом химического взаимодействия явл
я
ется взаимодействие между керамикой и газами. Во

многих случаях кер
а
мика должна противостоять действию газообразных галогенов, сернистого
газа, оксидов азота, различных углеводородов и др. Если в состав керам
и
ки входят элементы с переменной валентностью, то при некоторых усл
о
виях газовой среды возможны
окислительно
-
восстановительные реакции
с

образованием более легкоплавких соединений. Особенно усиливается
воздействие газов во влажной среде и при повышенных температурах.
Стойкость керамики против газообразных агентов зависит во многом от
хим
и
ческой приро
ды керамики, а также от ее структурных особенностей.

Оксидные керамики обладают очень важным достоинством: они не
подвержены окислению. Бескислородная конструкционная керамика, хотя
и имеет ряд преимуществ по сравнению с оксидной керамикой, обладает
сущест
венным недостатком


способностью окисляться при нагреве на
воздухе до высоких температур. Учитывая, что в реальных

условиях эк
с
плуатации изделий из безоксидной керамики в двигателях к процессу
окисления нагретым воздухом
,

добавляется коррозионное воздейст
вие
продуктов сгорания топлива и солей морской воды, попадающих, напр
и
мер, в судовые газотурбинные двигатели, становится очевидным, что и
с
пользуемая керамика должна быть стойкой к высокотемпературной корр
о
зии. Необходимо учитывать, что ввиду довольно высок
ой коррозионной
стойкости керамики
,

часто очень трудно оценивать степень ее коррозио
н
ного повреждения по изменению массы образцов, глубине проникновения
коррозии, количеству очагов коррозии, на единицу площади поверхности
и

т.

п., как это делается для мета
ллов. Более того, окисление может прив
о
дить не только к ухудшению

свойств керамики, но и к повышению ее
72

прочности, а
,
следовательно, к увеличению работоспособности керамич
е
ского изделия. Поэтому оценить действие коррозии на работоспособность
конструкционно
й керамики можно только по изменению ее механических
характеристик.

Коррозионная активность продуктов сгорания топлива обусловлена,
прежде всего, содержанием в них натрия, серы и ванадия. По окислител
ь
ной способности SО
2

примерно в 15 раз превосходит возду
х. Высокой ко
р
розионной активностью характеризуются также образующиеся при сгор
а
нии топлива Nа
2
S0
4

и V
2
0
5
.

При высокотемпературной коррозии безоксидной керамики в газ
о
вом потоке в начальный период происходит образование окисленного слоя
и прирост массы из
-
за окисления, а через некоторое время убыль массы за
счет эрозионного уноса материала.

Кроме этих типичных видов химического взаимодействия керамики
с другими веществами, имеется еще большое количество случаев, когда
керамика вступает в ту или иную реакцию

с соприкасающимися матери
а
лами. Например, взаимодействие керамики с расплавленными стеклами
при их плавке, шлаками, различными солевыми расплавами и т. д. Подо
б
ное многообразие вариантов химического взаимодействия керамики с др
у
гими средами не дает возмож
ности создать единой методики оценки хим
и
ческой устойчивости керамики.

5.5. Ход выполнения работы

В качестве
керамических изделий
в лабораторной работе используют
молотые силикатный и глиняный (красный) кирпичи.


5.5.1.
Подготовка пробы

От керамических изд
елий откалыва
ют

куски массой 20

30 грамм,
которые не име
ют выплавок и ино
родны
х включений. Куски соединя
ют

в

пробу, предварительно
дробят в металлической ступке или шнековой
дробилке до размера кусков 2

5 мм.

73

Затем молотую массу
просеивают

через

сита с раз
мерами решеток
№2 и №1с поддоном.

Зерна с сита № 1 собирают в пробу, промывают от
пыли водой и высушивают до постоянной массы при температуре 105
0
С.

Схема установки представлена на рисунке
5
.2
.


Рис
.

5
.2
. Установка для исследования
:

1


холодильник, 2


ш
татив,

3


отбойник, 4


вспомогательная колба, 5


рабочая колба, 6


пли
т
ка

Варианты заданий:

Вариант 1.

Определить
кислотостойкость и щелочностойкость кра
с
ного кирпича,

сделать вывод.

Вариант 2.

Определить
кислотостойкость и щелочностойкость с
и
ликатног
о кирпича,

сделать вывод.

74

Вариант 3.
Определить
кислотостойкость красного
и силикатного
кирпича, сравнить результаты, сделать вывод.

Вариант 4.

Определить
щелочестойкость силикатного и красного
кирпича, сравнить результаты, сделать вывод.

При выполнении р
аботы студенты должны ознакомиться с устано
в
к
ой
,
провести эксперимент
, рассчитать
убыль массы, определить кислот
о
стойкость и щелочестойкость.

5.5.2.
Определение кислотостойкости

керамических изделий

Определение кислотостойкости керамического материала пров
оди
т
ся в соответствии с
ГОСТ

473.1
-
81
с использованием установки предста
в
ленной на рис.
5
.2
.

Из подготовленной пробы зерен берут 2 навески в 1

г, взвешенные
с

погрешностью не более 0,0002


г. Одну из проб (красного или силикатн
о
го
кирпича) помешают в конич
ескую
колбу (5)
вместимостью
500

см
3

и

приливают 25 cm
3

30

%
серной кислоты.

Проба силикатного кирпича при кипячении в кислоте
образует осадок,

который плохо фильтруется, поэтому
для сокращения времени проведения эксперимента
нео
б
ходимо исследовать первой

именно пробу силикат
-


ного кирпича.

Колбу

(5)

помешают
над
электроплитк
ой

(6)
, соединяют с обратным
холодильником

(1). Открывают кран с холодной водой,
в обратный хол
о
дильник

(1) подается охлаждающая вода.

Пробу в кислоте

кипят
ят

в теч
е
ние
0,5

ч. За нача
ло кипения принимают появление пузырьков на повер
х
ности кислоты и движение в ней частиц пробы.

После
0,5

часа кипячения убирают из под колбы плитку
, ждут пока
пары кислоты сконденсируются обратно в колбу

(5) (около 3

5

минут)
и

отсоединяют холодильник, кол
бу снимают и охлаждают в течение 30

мин.

75

После снятия колбы
ставят вторую пробу на кипячение, параметры проце
с
са точно такие же. Вторую пробу готовят аналогично в другой ко
л
бе.

К
ислоту
о
сторожно сливают
в специальную бутыль
, а содержимое
колбы
переносят в
стакан

на 250 мл, а из стакана на фильтр,

дважды пр
о
мывают
дистиллированной водой до от
рицательной реакции на кислоту
по
индикатору метиловому оранжевому.

Зерна с фильтром подсушивают

в сушильном шкафу
15 мин

и

пом
е
щают в
алундовый

тигель
, который предвари
тельно взвешивается и до
л
жен иметь постоянную массу

(
m
т
). Тигель с фильтром и зернами
прокал
и
вают при
500

600
0
С
10 минут

для выгорания фильтра
,
далее
охлаждают
в

эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г
, получая
массу зерен керамического м
атериала вместе с тиглем (
m
тсп
)
.

Результаты
взвеш
и
ваний заносят в таблицу
5
.1.

Таблица
5
.1

Экспериментальные результаты

№ тигля

Масса пробы до
испытаний (
m
)

Постоянный вес

тигля

(
m
т
)

Вес тигля с оса
д
ком
после прок
а
ливания

(
m
тсп
)

1




2




3




Исследо
вания
коррозионной стойкости
второй пробы
проводится
аналогично первой.

5.6. Обработка результатов

Кислотостойкость (
Х
) в процентах вычисляют по формуле:


где



масса зерен керамического материала
с тиглем
, г;



постоя
н
ный вес
тигля
, г.
;



масса пробы до испытания.


76

5.6.1.
О
пределение щелочестойкости керамических изделий

Определение
щелочестойкости

керамического материала проводится
в соответствии с
ГОСТ
473.2
-
81
с использованием установки представле
н
ной на рис.
4.2
.

Из подготовленной пробы зерен берут

2

навеск
и

в

1 г, взвешенн
ые

с

погрешностью не более 0,0002 г
. Одну из проб (красного или силикатн
о
го кирпича)
помешают в коническую
колбу (5)
вместимостью 500 cm
3

и
приливают 100 см
3

10 %
-
ного раствора гидроокиси натри
я.

Колбу
(5)

помешают
над
электроплитк
ой

(6)
, соединяют с обратным
холодильником
(1). Открывают кран с холодной водой,
в обратный хол
о
дильник(1) подается охлаждающая вода.

Пробу в кислоте

кипят
ят

в теч
е
ние 1 ч. За начало кипения принимают появление пузырьков

на поверхн
о
сти
щелочи

и движение в ней частиц пробы.

По
сле 0,5 часа кипячения убирают из
под колбы плитку
, ждут пока
пары кислоты сконденсируются обратно в колбу(5) (около 3

5

минут) и
о
тсоединяют холодильник, колбу снимают и охлаждают в течение
1
0 мин.

П
осле снятия колбы
ставят вторую пробу на кипячение, параметры пр
о
цесса точно такие же. Вторую пробу готовят аналогично в другой ко
л
бе.

Осторожно сливают раствор гидроокиси натрия в стеклянный ст
а
кан. В колбу с содержимым приливают 50

60 см
3

нагретой до 60

0
С д
и
стиллированной воды, 30 см
3

раствора 20,4

% соляной кислоты

(или сл
и
вами серной кислоты)

и все содержимое переносят на фильтр
.

Зерна на фильтре промывают нагретой до 60
0

С дистиллированной
водой до отрицательной реакции на кислоту по индикатору метило
вому
оранжевому.

Зерна с фильтром

аккуратно переносят в бюкс,

который ставят на 15
минут в сушильный шкаф.

После сушки,
помешают
в
фарфоровый тигель,
прокаливают при
500
-
600

0
С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают с п
о
грешностью не более 0,0002 г.

Обработк
а результатов производиться по формуле (1).

77

5.7.
Правила техники безопасности

Соблюдать правила работы с
кислотами и щелочами
.

При проливе исследуемых коррозионных сред необходимо провести
тщ
а
тельную уборку.

Соблюдать правила работы со стеклянной лаборатор
ной посудой.

6
.
КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Контрольное задание может быть использовано для студентов зао
ч
ного обучения, при проведении финишной контрольной работы
и
при о
р
га
низации самостоятельной работы студентов над курсом.
Контрольное
задание предложено в 10 в
ариантах. Каждый из них включает в себя чет
ы
ре теоретических вопроса и одну задачу,

охватывающи
е

все разделы курса.
Студент выполняет вариант задания, номер которого соответствует п
о
следней цифре его шифра.

Контрольная работа должна заканчиваться п
е
речнем
использованной литературы.

Вариант 1

1.

Поведение железа и его сплавов в кислых средах.

2.

Химическое сопротивление бетона и железобетона в жидких ср
е
дах.

3.

Световое старение пластмасс, методы защиты от него.

4.

Гниение древесины и методы защиты древесины от гниения.

5.

Классифицировать следующие стали, охарактеризовать их корр
о
зионные свойства: 12Х13, 10ХСНД, 15Х17АГ14, 30ХГСА, 09Х15Н8Ю,
Р18, 12Х18Н9, А15, 03Х18Н12, 12Х6С2Ю, 10Х17Н13М2Т, Ст3, 7ХГ2ВМ.

Вариант 2

1. Поведение железа и его сплавов в нейтральных средах.

2.

Химическое сопротивление бетона и железобетона в условиях
промы
ш
ленных атмосфер.

3. Световое и озонное старение резин и методы защиты от него.


78

4.
Назначение и виды инсектицидов.

5.
Классифицировать следующие стали, охарактеризовать их корроз
и
онные свойст
ва: 20Х13, 10Г2С1Д, 12Х17, 34ХН1М2ФА, 07Х16Н6, Р6М2,
07Х21Г7АН5, 15Л, 08Х18Н10Т, 15Х11МФ, 10Х17Н13М3Т, 08кп, 5ХНМ.

Вариант 3

1. Поведение железа и его сплавов в щелочных средах.

2. Химическое сопротивление бетона и железобетона в условиях
подзе
м
ной корроз
ии
.

3.

Тепловое старение пластмасс и методы защиты от него.

4.
Стойкость резин в химически активных средах.

5. Классифицировать следующие стали, охарактеризовать их корр
о
зио
н
ные свойства: 08Х13, 12ХН3А, 10Х14АГ15, 20Х2Н4А, 08Х17Н5М3,
Р18, 17Х18Н9, А20, 04Х
18Н10, ШХ15, 08Х17Н15М3Т, сталь 45,
4Х5МФ1С.

Вариант 4

1.

Химическое сопротивление алюминия и его сплавов в кислых ср
е
дах.

2.

Защита бетона и железобетона с помощью покрытий.

3.

Тепловое старение резин и методы защ
и
ты от него.

4.

Применение антипиренов и антисептиков

для защиты древесины.

5.

Классифицировать следующие стали, охарактеризовать их корр
о
зионные свойства: 30Х13, 15Х, 10Х14Г14Н3, 30ХНМФ, 09Х16Н4Б, Р6
М5,
08Х18Н12Б, АС15, 03Х18Н11,
Х12М, Н70МФ, Ст6Г, 9ХС.

Вариант 5

1.

Химическое сопротивление алюминия и его сплавов

в нейтрал
ь
ных и

щелочных средах.

2.

Виды нержавеющих сталей, их классификация по областям и
с
пользования.

79

3.

Устойчивость основных термопластов в химически активных ср
е
дах.

4.

Механизм и виды гниения древесины. Методы защиты от гни
е
ния.

5. Классифицировать следующи
е стали, охарактеризовать их корр
о
зионные свойства: У12, 20Х9Ю, 10Х14Г14Н4Т, 10ХНДП, 09Х17Н7Ю,
Р12М, 17Х18Н9, Ст4пс, 04Х18Н12Т, Х12М, 03ХН28МДТ, Сталь 30,
6Х6В3МФС.

Вариант 6

1.

Химическое сопротивление

алюминия и его сплавов в естестве
н
ных средах.

2.

Химическ
ое сопротивление меди и ее сплавов в кислых средах.

3.

Повышение защитных свойств бетона как метод защиты стро
и
тельных ко
н
струкций от коррозии.

4.

Химическое сопротивление цинка и его сплавов

в естественных
средах
.

5.

Классифицировать следующие стали, охарактеризов
ать их корр
о
зионные свойства: 7ХГ2ВМ, 40Х, 0Х17Т, 15Г2СФ(Д), 07Х16Н6, Р9М4К8,
12Х18Н10Т, У7, 03Х18Н12, А20Е, ХН65МВ, Ст3сп, 30Х13.

Вариант 7

1.

Особенности коррозионного поведения латуней.

2.

Химическое сопротивление чугунов в естественных и промы
ш
ленных ср
е
дах.

3.

Коррозионное поведение низколегированных сталей в естестве
н
ных средах.

4.

Коррозионное растрескивание термопластов, утомление эластом
е
ров.

5.

Классифицировать следующие стали, охарактеризовать их корр
о
зионные свойства: 15Х17АГ14, 17ГС, 09Х17Н7Ю1, 15ХГН2ТА,
08Х1
8Г8Н2Т, Р6М5, 12Х18Н12Т, У8А, 08Х17Н13М2Т, 3Х2В8Ф, сталь 10,
110Л, ШХ4.

80

Вариант 8

1.

Коррозионное поведение меди и ее сплавов в естественных средах.

2.

Химическая стойкость титана и его сплавов.

3.

Сравнительная стойкость чугунов и сталей в естественных средах.

4.

Ат
мосферное старение термопластов и эластомеров
.

5.

Классифицировать следующие стали, охарактеризовать их корр
о
зионные свойства: 10Х14АГ15, 40ХН, 12Х21Н5Т, 10Г2С1(Д), 60Х5Г10Л,
12Х2МФС, 17Х18Н9, У13, 03Х21Н21М4ГБ, ХВСГ, сталь 40, А25, Р9К5.

Вариант 9

1.

Особенно
сти коррозионного поведения чугунов, легирование ч
у
гуна
.

2.

Виды локальной коррозии алюминиевых сплавов
.

3.

Химическое сопротивление и защита железобетона в жидких ср
е
дах.

4.

Основные термопласты и особенности их коррозии и старения
.

5.

Классифицировать следующие стал
и, охарактеризовать их корр
о
зионные свойства: 12Х13Н4Г9, 19ХГН, 09Х17Н
7Ю1, 07Х21Г7АН5, 15Х28,
Р2АМ95,
12Х18Н12Т, У8А, 08Х21Н6М2Т, 4Х3ВМФ, Ст2сп, 36ХН3МФА,
10Г2С1Д.

Вариант 10

1.
Особенности коррозионного поведения бронз.

1.

Тепловое разрушение древесины и пор
ажение ее насекомыми
;

м
е
тоды защ
и
ты.

2.

Химическая стойкость каучуков и резин.

3.

Лакокрасочные, битумные и полимерные покрытия на бетоне и
желез
о
бетоне, особенности их нанесения.

4.

Классифицировать следующие стали и сплавы, охарактеризовать
их коррозионные свойст
ва: Н70МФ, 30ХГС, 09Х15Н8Ю, 40Х13, 40Х,
11Р3АМ3Ф2, 08Х22Н6Т, У13, 08Х21Н6М2Т, 9ХС, Ст5кп, 36ХН3МФА,
38Х2МЮА.

81

7
.
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО КУРСУ

©ХИМИЧЕСКОЕ СОПР
О
ТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

1.

Основные конструкционные сплавы железа. Коррозионное повед
е
ние железа, углер
одистых и низколегированных сталей в растворах ки
с
лот.

2.

Химическое сопротивление низколегированных сталей в ест
е
ственных ср
е
дах.

3.

Химическое сопротивление железа и его сплавов в щелочных ра
с
творах.

4.

Виды нержавеющих сталей, классификация по структуре и обл
а
ст
ям использования. Химическое сопротивление нержавеющих сталей
в

естественных средах.

5.

Чугун, виды чугунов. Коррозионное поведение чугунов в ест
е
ственных и промышленных средах.

6.

Алюминий и его сплавы, коррозионная стойкость алюминия и его
спл
а
вов в кислых и щ
елочных средах.

7.

Алюминий и его сплавы, химическое сопротивление алюминия
и

его сплавов в нейтральных средах
.

8.

Химическое сопротивление алюминия и его сплавов в естестве
н
ных средах
.

9.

Медь и её сплавы. Устойчивость меди и её сплавов в кислых ра
с
творах
.

10.

Химичес
кое сопротивление меди и её сплавов в естественных
средах.

11.

Особенности коррозионного поведения латуней и бронз.

12.

Химическая стойкость титана и его спл
а
вов.

13.

Коррозионное поведение цинка в ест
е
ственных средах.

14.

Бетон и железобетон как конструкционны
е

материал
ы
. Корр
о
зия
бет
о
на и железобетона в жидких средах.

82

15.

Коррозия бетона и железобетона в условиях промышленных а
т
мосфер.

16.

Грунтовая коррозия бетона и железоб
е
тона, защита от неё.

17.

Защита строительных конструкций от коррозии, повышение з
а
щитных свойств бетонов, защ
итные покрытия, обработка коррозионной
среды.

18.

Пластические массы как конструкционный материал и как мат
е
риал для противокоррозионной защиты. О
с
новные виды термопластов.

19.

Виды коррозии и старения пластических масс.

20.

Термическая деструкция основных те
р
мопласто
в.

21.

Деструкция под действием света осно
в
ных термопластов.

22.

Устойчивость основных термопластов к химическим средствам
и

к биологической коррозии.

23.

Эластомеры как конструкционный материал и как материал для
противокоррозионной защиты. Коррозия и старение эласто
меров в разли
ч
ных естественных и промышленных средах, ув
е
личение их химического
сопротивл
е
ния и продление срока службы.

24.

Керамические материалы, их разновидности. Химическое сопр
о
тивл
е
ние керамических материалов

24. Разрушение древесины: тепловая деструкция
, гниение, повр
е
ждение насекомыми. Механизм и виды гниения. Защита древесины от ра
з
рушения.

83

8
.
ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица
П
1

Десятибалльная шкала коррозионной стойкости металлов


(ГОСТ 13819

68)

Группа стойкости

Скорость коррозии металла, мм/год

Балл

1

2

3

Сове
ршенно стойкие

Весьма стойкие


Стойкие


Пониженностойкие


Малостойкие


Нестойкие


Менее

0,001


Свыше 0,001

до 0,005


Свыше 0,005

до 0,01
0


Свыше 0,01
0



до 0,05
0


Свыше 0,05
0


до 0,1
00


Свыше 0,1
00


до

0,5
00


Свыше 0,5
00


до 1,0
00


Свыше 1,0
00


до 5,0
00


Свыше 5,000

до 10,000


Свыше 10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Таблица
П
2

Ст
андартные потенциалы некоторых
анодных реакций, В


Металл

Уравнение анодной реакции

Потенциал, В

1

2

3

Железо

Fe + CO
2

3


2е = FeCO
3



Fe


2е = Fe
2+




3Fe + 4H
2
O


2е = Fe
3
O
4

+ 8H
+


2Fe + 3H
2
O


6е = Fe
2
O
3

+ 6H
+


Fe + 2H
2
O


2е = Fe(OH)
2

+ 2H
+


Fe + 3H
2
O


2е = Fe(OH)
3

+ 3H
+


Fe + 2O
Н




2е = Fe(OH)
2




0
,
756



0
,
440


0
,
085


0
,
051


0
,
047

+ 0
,
059



0,877

Алюминий

Al


3
е

= Al
3+



Al + 3H
2
O
-

3e = Al(OH)
3

+ 3H
+


Al + 3O
Н




3
е
= Al(OH)
3


Al + 2H
2
O

3e = AlО

2

+ 4H
+


Al

+ 4
O
Н




3е= Н
2
AlO
3



2
О


1
,
663



1
,
471



2
,3


1,262


2,33



84

1

2

3

Цинк

Zn+ CO
2

3


2е = ZnCO
3

Zn+ 4NH
3


2е = [Zn(

NH
3
)
4
]
2


Zn



2е = Zn
2+



Zn+ 2H
2
O



2е = Zn(OH)
2

+ 2H
+


Zn+ 2H
2
O



2е = HZnO
2


+ 3H
+


Zn+ 2H
2
O



2е = ZnO
2
2


+ 2H
+




1,06



1,04



0,763



0,439

+ 0,05

+ 0,441

Свинец

Pb + CO
3




2e = PbCO
3

Pb + SO
4

2


2e = PbSO
4

Pb + Cl




2e = PbCl
2

Pb



2e = Pb
2
-


P
b + 2H
2
O



2e = Pb(OH)
2

Pb + 2H
2
O



2e = HPbO
2
-

+ 3H
+



0,506


0,356


0,268


0,126

+

0,277

+

0,702

Никель

Ni


2e = Ni
2+

Ni + CO
3
-



2e = NiCO
3

Ni + 2H
2
O


2e = Ni(OH)
2

+ 2H
+

Ni + H
2
O


2e = NiO + 2H
+

Ni + 2H
2
O


2e = HNiO
2
-

+ 3H
+

Ni + 6NH
3



2e = [Ni(NH
3
)
6
]
2+


0,250


0,450

+

0,110

+ 0,160

+ 0,648



0,490

Медь

Cu +Cl
-


-

e = CuCl



Cu


-

2e = Cu
2+


Cu


-

e = Cu
+


2Cu +H
2
O


-

e = Cu
2
O + 2H
+


Cu +H
2
O


-

2e = CuO + 2H
+


Cu +2H
2
O


-

2e = Cu(OH)
2

+ 2H
+


Cu +2H
2
O


-

2e =HCuO
2
-

+ 3H
+


Cu +2H
2
O


-

2e =Cu
O
2
2
-

+ 4H
+

+
0,137

+ 0,337

+ 0,520

+ 0,471

+ 0,570

+ 0,609

+ 1,127

+ 1,515










85

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Основная литература

1. Семенова, И. В. Коррозия и защита от коррозии [Текст] : учеб. п
о
собие / И. В. Семенова, Г. М. Флорианович, А. В. Хороши
лов ; под ред.
И.

В. Семеновой.


3
-
е изд., перераб. и доп.


Москва : Физматлит, 2010.


416

с.

3. Шевченко, А. А. Химическое сопротивление неметаллических м
а
териалов и защита от коррозии [Текст] : учеб. пособие / А. А. Шевченко.


Москва : Химия : КолосС
, 2004.


248 с.


(Учебники и учебные пособия
для студентов высших учебных заведений).

Дополнительная литература

1.

Жуков, А. П. Основы металловедения и теории коррозии [Текст]:
учебник / А. П. Жуков, А. И. Малахов.


Москва : Высшая школа, 1991.


169 с.

2.

Ко
ррозия [Текст] : справочник / под ред. Л. Л. Шрайера ; сокр. пер.
с англ. В. С. Синявского.


Москва : Металлургия, 1981.


631 с.

3.

Коррозия конструкционных материалов : газы и неорганические
кислоты [Текст] : справочник. В 2 кн. Кн. 1. Газы и фреоны / В. В
. Батр
а
ков [и др.] ; под ред. В. В. Батракова.


Москва : Металлургия, 1990.


344

с.

4.

Коррозия конструкционных материалов : газы и неорганические
кислоты [Текст] : справочник. В 2 кн. Кн. 2. Неорганические кислоты /
В.

В. Батраков [и др.] ; под ред. В. В.
Батракова.


Москва : Металлургия,
1990.


319 с.

5.


Фокин, М. Н. Защитные покрытия в химической промышленн
о
сти
[Текст] / М. Н. Фокин, Ю. В. Емельянов.


Москва : Химия, 1981.


300 с.

86

6.


Улиг, Г. Г. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозийную
науку и техн
ику [Текст] / Г. Г. Улиг, Р. У. Реви ; пер. с англ. А. М. Сухот
и
на [и др.].


Ленинград : Химия, 1989.


455 с.

7.

Шлугер, М. А. Коррозия и защита металлов [Текст] : учеб. пос
о
бие / М. А. Шлугер, Ф. Ф. Ажогин, Е. А. Ефимов.


Москва : Металлургия,
1981.


216

с.

8.


Журавлев, В. Н. Машиностроительные стали [Текст] : справо
ч
ник / В. Н. Журавлев, О. И. Николаева.


4
-
е изд., перераб. и доп.


Москва

: Машиностроение, 1992.


480 с.

Методическая литература

1.
Лихачев, В. А. Практикум по курсу ©Химическое сопротивлен
ие
материаловª [Текст] : учеб. пособие / В. А. Лихачев.


Киров : ВятГУ,
2016.


86

с.

2. Лихачев, В. А. Практикум по коррозии металлов [Текст] : учеб.
пособие / В. А. Лихачев ; ВятГУ, ХФ, каф. ТЭП.


Киров, 2010.


53 с.

87





Учебное издание






Владисла
в

Александрович

Лихачёв



ПРАК
ТИКУМ
ПО КУРСУ

©ХИМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕР
И
АЛОВª



Учебно
-
методическое пособие












Подписано в печать
12
.
0
8
.
2016. Печать цифровая. Бумага для офисной техники.

Усл. печ. л.
5,29
. Тираж
5

экз
. Заказ № 3654.


Федерал
ьное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования ©Вятский государственный университетª.


610000, г. Киров, ул.

Московская, 36, тел.: (8332) 74
-
25
-
63, http://vyatsu.ru


Приложенные файлы

  • pdf 1052337
    Размер файла: 799 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий