ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Железоуглеродистые сплавы из "Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы" К железоуглеродистым сплавам относятся техническое железо и его сплавы, содержащие примеси углерода, марганца, фосфора, серы и кремния (обычные нелегированные стали и чугуне, так называемые черные металлы). Лучше всего в качестве химически устойчивых конструкционных материалов зарекомендовали себя специальные легированные стали, цветные металлы и сплавы. Однако, несмотря на это, железоуглеродистые сплавы, сравнительно легко подверженные коррозии, значительно шире, чем специальные сплавы, применяются для изготовления аппаратов и машин химической и родственных ей отраслей промышленности. Поэтому поведение их в агрессивных средах представляет значительный интерес. [c.101] Химическая стойкость железоуглеродистых сплавов зависит от их структуры, методов обработки и наличия примесей. [c.101] Влияние некоторых компонентов на коррозию черных металлов. На основании диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов можно притти к заключению, что эти сплавы не обладают химической стойкостью в агрессивных средах вследствие их химической и физической неоднородности. [c.101] Из трех основных структурных составляющих железоуглеродистых сплавов — феррита, цементита и графита — последний обладает наибольшей химической стойкостью, а первый — наименьшей. Цементит имеет более положительный потенциал, чем феррит, и является по отношению к нему катодом, чем обусловливается хорошая растворимость железа в различных средах. [c.101] Основной примесью железа, чугуна и стали является углерод, содержание которого не превышает 3,5—4,0%. Кроме того, в процессе выплавки в техническое железо попадают примеси кремния, серы, фосфора, марганца и других элементов. [c.102] Влияние углерода. Углерод в отсутствие кислорода, при воздействии кислот, не являющихся окислителями, ускоряет коррозию железоуглеродистых сплавов, так как в этом случае коррозионный процесс протекает с выделением газообразного водорода. [c.102] В нейтральных средах и растворах окислителей повышение содержания углерода в металле практически не оказывает существенного влияния на скорость коррозии, протекающей в большинстве случаев с кислородной деполяризацией, при которой решающую роль играет доступ кислорода к поверхности металла. Кроме того, на поверхности металла образуются нерастворимые продукты коррозии, обладающие защитными свойствами. Однако электролитическое железо (0,01% С) и железо Армко (0,02— 0,03% С) все же обладают повышенной устойчивостью по сравнению с обычной углеродистой сталью. [c.102] Влияние марганца. Содержание марганца в количествах, в которых он входит в железоуглеродистые сплавы (0,5—0,8%), не отражается на коррозионной стойкости обычной углеродистой стали и чугуна. С железом марганец образует твердые растворы, однако химическая стойкость сплава практически не улучшается и при более высоком содержании марганца, очевидно вследствие низкого электродного потенциала этого металла. [c.102] Марганец повышает механические свойства стали. [c.102] Влияние кремния. Кремний с железом дает твердый раствор. При наличии кремния в количестве 0,1—0,3% в углеродистой стали и 1—2% в чугунах он не оказывает влияния на коррозию. В чугунах кремний способствует распаду цементита с выделением графита. При содержании свыше 1% кремния в стали и 3% в чугуне химическая стойкость стали в чугуна не только не улучшается, но несколько ухудшается. [c.102] Повышение антикоррозионных свойств железоуглеродистых сплавов имеет место только при содержании кремния не менее 14% вес., что соответствует второму порогу устойчивости (правило /б). Вследствие повышенной химической стойкости железных сплавов с высоким содержанием кремния возникло производство специальных сплавов на их основе, о чем будет сказано в дальнейшем. [c.102] Влияние фосфора. Влияние фосфора больше всего связывается на механических свойствах железоуглеродистых сплавов. Коррозионная стойкость их практически не ухудшается, а некоторых средах, как, например, в кислотах, с повышением содержавия фосфора в сталях коррозия несколько уменьшается. Коли 1еетво фосфора в углеродистой стали допустимо до 0,05%, а в чугунах до 0,5%, так как более высокое содержание вызывает хрупкость сплава (хладноломкость). [c.103] Медистые стали и чугуны особенно пригодны в условиях атмосферной коррозии в промышленных районах, при повышенном содержании в воздухе сернистого и углекислого газов. [c.103] Добавки хрома, никеля, молибдена и некоторых других элементов в определенных количествах, как правило, улучшают коррозионную стойкость железоуглеродистых сплавов. Такие сплавы относятся к группе легированных сталей и рассматриваются ниже. [c.103] Помимо указанных факторов, коррозия железа в растворах солей в значительной степени зависит от характера катионов и анионов среды, растворимости продуктов коррозии и возможности образования в связи с этим на поверхности железа защитной пленки, обладающей хорошим сцеплением с металлом. [c.104] В водных растворах таких солей, как AI I3, Mg U, подвергающихся гидролизу с образованием свободной минеральной кислоты, железоуглеродистые сплавы сильно корродируют. [c.104] Вернуться к основной статье