5. Требования к отчету

На основании полученных результатов делают выводы о природе измеренных потенциалов (являются они обратимыми или необратимыми), указывают контролирующий фактор коррозии железа в исследованных растворах.

6. Контрольные вопросы

Для допуска к выполнению работы:

1. Какие ионы участвуют во взаимодействии металлов с электролитом или установлении обратимого потенциала?

2. Какие ионы участвуют во взаимодействии металла с электролитом при установлении необратимого потенциала?

3. Имеет ли место коррозионное растворение металла при установлении обратимого потенциала металла?

4. С помощью какого прибора измеряют потенциал металла в растворе?

5. Почему для измерения потенциала металла в растворе нельзя использовать милливольтметр?

К защите работы:

1. Что является признаком обратимости потенциала металла?

2. Какие катодные процессы протекают на поверхности металла, если его потенциал необратимый?

3. Что такое контролирующий фактор коррозионного процесса?

4. Какая информация необходима для определения контролирующего фактора коррозионного процесса?

5. В чем отличие обратимого потенциала металла от стационарного?

Лабораторная работа 5

Влияние катодных структурных составляющих сплава на скорость электрохимической коррозии

1. Цель работы

Определить скорости коррозии металлов и сплавов различной степени чистоты и с различными примесями в растворе серной кислоты.

2. Теоретическое введение

Технические металлы, как правило, содержат примеси, имеющие электродные потенциалы, отличные от потенциала основного металла в данных коррозионных условиях, что приводит к образованию микрокоррозионных пар на корродирующей поверхности. Примесь или структурная составляющая сплава называется катодной или анодной, если ее потенциал, соответственно, выше или ниже потенциала, металла-основы.

Повышение содержания примесей и увеличение разности потенциалов между катодными и анодными участками металла в большинстве случаев способствует ускорению коррозионного процесса.

Характер влияния анодных примесей зависит от их распределения в материале, и обычно (при равномерном распределений) они мало изменяют коррозионную стойкость основного металла, поскольку в первую очередь подвергаются растворению, что приводит к снижению гетерогенности корродирующей поверхности.

Влияние катодных примесей зависит от характера контроля коррозионного процесса. В соляной, уксусной, разбавленной серной и других неокисляющих кислотах коррозия черных металлов протекает с катодным контролем. Поэтому наличие в них катодных примесей, характеризующихся высокой скоростью катодного процесса, будет увеличивать скорость коррозии этих металлов. В азотной и серной кислотах высокой концентрации (окисляющие кислоты) черные металлы корродируют, в основном, с анодным контролем, вследствие чего катодные примеси, увеличивая анодную поляризацию металла, облегчают его пассивацию и тем самым способствуют повышению его коррозионной стойкости. Например, чугун, содержащий большое число катодных структурных составляющих в виде графитовых включений, оказывается более коррозионностойким, чем сталь, имеющая, как известно, более низкое содержание углерода, поскольку он легко пассивируется в указанных средах.

Эффективность влияния катодных примесей зависит от их поляризуемости. Высокая поляризуемость обуславливает значительное перенапряжение водорода на катодных участках металла или сплава при коррозии с водородной деполяризацией и, следовательно, приводит к более сильной заторможенности катодной реакции и всего коррозийного процесса. В частности, цинк с примесью свинца, обладающего высоким перенапряжением водорода, корродирует в кислоте с меньшей скоростью, чем цинк, содержащий в качестве катодных примесей медь или другой металл с низким значением перенапряжения водорода.

Увеличение площади катодных участков, связанное с ростом числа микрокатодов на корродирующей поверхности по мере растворения металла, снижает перенапряжение водорода, что вызывает усиление коррозионного тока и повышение скорости коррозии.