Практическая работа № 3

Тема: Изучение процесса коррозии металлов и сплавов

Цель работы: ознакомиться с механизмом процесса коррозии металлов и сплавов, научиться экспериментальным путем определять скорость процесса коррозии и глубину ее проникновения в материал.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретические сведения.

2. В тетради для практических работ письменно ответить на контрольные вопросы.

Теоретические сведения

Коррозия - процесс разрушения металлов и сплавов из-за химической или электрохимическую взаимодействие с окружающей средой. В результате данного взаимодействия материал постепенно теряет свои механические и технологические свойства и постепенно разрушается.

По характеру взаимодействия металлов с окружающей средой различают два вида коррозии:

- химическая коррозия - процесс химического взаимодействия металла со средой, которая не является проводником электрического тока (газы, жидкие диэлектрики, масла, нефть).

Чаще всего коррозию металла вызывает газовый агент внешней среды (кислород, серный или углеродный газ), который при контакте с поверхностью металла способствует образованию окислов FeO, FeS и так далее. Химическая коррозия протекает как при обычной, так и при высокой температуре, причем при увеличении температуры скорость коррозии возрастает и увеличивается толщина окисной пленки. Степень окисления железа существенно зависит от содержания легирующих примесей: хром, алюминий и кремний является коррозионно-стойкими элементами, сталь с 20% хрома не поддается коррозии даже при 1300 К;

- электрохимическая коррозия - процесс разрушения металла в электролите при прохождении электрического тока, который из-за образования гальванических пар - анодных и катодных участков.

По месту возникновения коррозия делится на три вида:

- равномерная - металл разрушается с одинаковой интенсивностью по всей поверхности. Наиболее характерна для чистых металлов и однородных твердых растворов;

- местная - разрушение концентрируется на отдельных участках детали, проникая вглубь изделия. Ее опасность увеличивается с увеличением неравномерности коррозии;

- межкристаллическая коррозия - разрушение металлов по границам зерен. Внешняя поверхность материала при этом остается чистой, поэтому обнаружить такой вид коррозии очень сложно.

Наиболее простым и информативным методом определения коррозии является метод взвешивания, при котором определяется разность масс образца до и после коррозионных исследований.

Степенью коррозионной стойкости в условиях равномерной коррозии является изменение массы металла, отнесенная к единице площади поверхности и единице времени. Иногда также применяется для определения коррозии по глубине разъедание металла.

Изменение массы образца определяют по формуле

(3.1)

где m0 - масса образца до начала коррозионных испытаний, г 1 - масса образца после коррозионных испытаний, г.

Скорость коррозии, г / (м2 • ч) в данном методе определяют по формуле

(3.2)

где S - площадь поверхности образца, м2; t - продолжительность исследования, ч.

По скорости коррозии определяют величину ее проникновения в образец, мм / ч

(3.3)

где ρ - плотность металла, г / см3.

Для оценки коррозионной стойкости металлов методом взвешивания применяется пятибалльная шкала, а по глубине проникновения коррозии - десятибалльная шкала (табл.3.1).

Таблица 3.1