Коррозионно-электрохимическое поведение железо-хром-кремниевых нержавеющих ферритных сплавов

• Автор: Ащеулова, Ирина Ивановна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ . .

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ МИМИ1ИМППЖм1ИИМ1М1МНМвММИНМММИИМН1ММ1МММамМ1м1МММММ

1.1 АКТИВНОРАСТВОРЕНИЕ ЖЕЛЕЗА

. . 1. Механизм активного растворения железа в щелочных и кислых средах.

1.1.2. Начальные стадии растворения железа в кислых средах

. 1.3. Роль компонентов среды при активном растворении железа в кислых средах

1.1.4. Механизм растворения железа в нейтральных средах

Локальная коррозия железа

1.2. . Свойства пассивирующих пленок, образующихся на железе в нейтральных средах

1.2.2. Основные закономерности таптинговой коррозии.

1.2.3. Электрохимические критерии питтингостойкости металлов
1.2.4. Морфология питтингов.
1.2.5. Питтингостойкость железа в слабо концентрированных хлоридных средах
1.2.6. Язвенная коррозия низколегированных сплавов железа.
1.3. Коррозионноэлектрохимическое поведение сплавов РеСя
1.3.1. Некоторые особенности коррозионноэлектрохимического поведения хрома.
1.3.2. Критические составы сплавов системы РеСг
1.3.3. Свойства сплавов системы РеСг по данным СТС и СТМ.
1.4. КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ РЕБ
1.4.1. Структура и свойства ставов .
1.4.2. Влияние кремния на анодное поведение сплавов РеБ1.
1.4.3. Влияние концентрации кремния на коррозионное поведение сплавов Ре.
1.5. КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЛЕГИРОВАННЫХ КРЕМНИЕМ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
1.5.1. Свойства сплавов системы ЯеСг
1.5.2. Нержавеющие стали системы РеСгЯ.
1.5.3. Коррозионноэлектрохимические характеристики нержавеющих сталей и сплавов системы РеСгБ
1.5.4. Влияние 9 на коррозионную стойкость хромированной стали
1.5.5. Влияние 9 на коррозионную стойкость низкоуглеродистой стали 3.
1.5.6. Питтинговая коррозия ставов ГеСг9.
1.5.7. Связь электронного строения и коррозионного поведения
ставов ЯеСг9.
1.6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ГЛАВЕ
II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
.1. Исследуемые материалы.
II. I. . Подготовка поверхности образцов.
.2. Растворы и реактивы.
.3. Приборы и аппаратура
.3.1. Основные приборы
.3.2. Электрохимические ячейки и сосуды для испытаний.
.4. Проведение исследований и испытаний.
.4.1. Электрохимические исследования
.4.2. Коррозионные испытания
.4.3. Натурные испытания
.4.4. Исследования поверхности образцов.
.5. Определение химического состава сталей
.6. Рентгеноспектральный микроанализ металла, избыточных фаз и неметаллических включений.
III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
1.1. Коррозионноэлектрохимическое поведение сплавов системы РеСлБ
III. 1. . Пассивируемость ставов системы РеСгЯ
1.1.2. Электрохимические характеристики питтингостойкости сплавов системы РеСгБ
. 1.3. Питтингостойкость сплавов системы РеСгБ по результатам коррозионных испытаний .
Ш.2. Коррозионноэлектрохимическое поведение сплавов системы РесдБ с небольшими
ДОВАВКАМИ ТРЕТЬЕГО ЛЕГИРУЮЩЕГО ИЛИ МОДИФИЦИРУЮЩНIО КОМПОНЕН ТА
III.2.1. Влияние легирующих и модифицирующих компонентов на пассивируемость сьавов системы
РеСг8.
II 1.2.3. Влияние легирующих и модифицирующих компонентов на питтингостойкость сплавов системы РеСг8.
IV. ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
IV. 1. СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ 1 И 1 НА КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВОВ
СИСТЕМЫ РеСяБ
IV 1.1. Совместное влияние 1е и 5 на характеристики пассивируемости сплавов системы РеСгЬ
IV. 1.2. Совместное влияние Ре и 5 на характеристики начальных стадий пассивации сплавов
системы РеСг
IV. 1.3. Совместное влияние Ре и на характеристики питтиигостоикости сплавов системы ч
IV. 1.4. Гипотетические представления о причинах совместного влияния Ре и 5 на характеристики пассивируемости и питтиигостоикости сплавов системы РеСг
2. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВОВ
СИСТЕМЫ РеСлЯ 1
У.2.1. Энергодисперсионный анализ фазовых выделений епчавов РеСгЗНО
1У.2.2. Коррозионноэлектрохимическое поведение силицидов в кислых средах.
IV.2.3. Коррозионноэлектрохимическое поведение силицидов в нейтральных средах.I
IV.З. ВЛИЯНИЕ ЛЕПРУЮЩИХ И МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК МО. Т, 0 НА КОРРОЗИОННОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕЛЕНИЕ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ РЕС8
У.3.1. Влияние молибдена на пассивируемость и питтингостойкость сплавов системы РеСгВ
IV.3.2. Влияние модифицирующих добавок Т, МЬ на пассивируемость и питтингостойкость сплавм системы РеСгй
V. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
V. 1. Предпосылки разработки новых конструкт тонных материалов
У.2. Новые конструкционные материалы
V.2.1. Феррипшая нержавеющая сталь XС2Б.
У.2.2. Плакированная коррозиопно стойкая сталь
У.з. Свойства новых конструкционных материалов
У.3.1. Химический состав переходного слоя.
У.3.2. Коррозионноэлектрохимическое поведение новых конструкционных материалов.
У.З.З. Натурные испытания разработанных конструкционных материалов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


ОЦК решетки критическая совокупная концентрация хрома и кремния СсгСкр в сплавах, отвечающая резкому изменению характеристик их пассивируемости и питтингостойкости СсгСбО мас. Со и Сб. НВ, выделяющиеся в структуре сплавов при различных видах их обработки термической 0 и 0 С, дополнительном легировании молибденом и модифицировании титаном или ниобием с учетом коррозионноэлектрохимических и механических свойств основного металла и фазовых выделений объяснено влияние термической обработки, легирующих и модифицирующих добавок на характеристики пассивируемости и питтингостойкости металла. XС2Б и биметалл сталь XС2Б, полученный методом электрошлакового наплава. По материалам диссертации сделано 8 докладов. Украина Ежегодных научных конференциях НИФХИ им. Л.Я. Карпова и , Москва VI Международной конференциивыставке Согго8юп , Львов, Украина два доклада Научнотехнической конференции Новые материалы и технологии защиты от коррозии , СанктПетербург два доклада Всероссийской конференции Физикохимические аспекты технологии наноматериалов, их свойства и применение Москва, . Публикации. По материалам диссертации опубликована работа, в том числе 9 статей в рецензируемых журнтах, рекомендуемых ВАК РФ, и 2 патента на изобретения. Закономерности коррозионноэлектрохимического поведения ферритных сплавов системы ЕеСгБ в нейтральных и иеокислительных кислых средах широкого интервала составов. Теоретические представления о роли кремния в формировании нержавеющих свойств сплавов на основе ГеСг с ССг 8 и С1 0,,5 . Основой коррозионно стойких сталей являются сплавы железохром, содержащие Сг . Исследованию коррозионноэлектрохимического поведения основного компонента сплавов железа, посвящено огромное количество работ, систематическое начало которым было положено в х х годах го столетия 2, и было посвящено исследованию анодного поведения железа в щелочных средах. РеОНадс 4 ОН Ре0адс НоО е 1. К СН ехр 1 аЕБ ЯТ, 1. К константа, Сон концентрация ОНионов, Е электродный потенциал, Б константа Фарадея, Я газовая постоянная, Т температура. При а0,5 уравнение 1. Бе в щелочи, сог ласно которым порядок реакции по ионам водорода ЭДадрН тн равен 2, а наклон тафелева участка анодной поляризационной кривой дЕд1а составляет мВ. Позднее было установлено, что рост скорости анодного растворения Бе с повышением наблюдается не только в щелочных, но и в кислых растворах рис. В этом случае простое предположение об участии ОНионов в реакции не может быть принято, поскольку их концентрация в кислых растворах слишком мала. Было высказано предположение, что образование на по верхности металла ОН ионов в кислых растворах обусловлено диссоциацией адсорбирующихся молекул воды. Ре 1ЬО РеОНадС Н 1. РеОН1ДС РеОНмс е 1. Было высказано предположение 5, что в кислых растворах поверхностная концентрация ионов ОН может быть значительно выше объемной за счт диссоциации молекул воды, адсорбированных на поверхности железа. За реакциями 14 следует взаимодействие БеОН с анионом раствора. Например, если растворение железа протекает в кислых сульфатных средах, соответствующие реакции могут быть записаны в виде БеОНЭадсНБО БеБ е Н 1. БеОНЭадсБО БеБ ОН е 1. Если принять, что реакции 1. АехрЕРЯТ 1. Рис. Анодные поляризационные кривые, полученные на железе в растворах серной кислоты и сульфата натрия при различной суммарной концентрации сульфата 1. М и при разных ,9 2 3,8 3 3. Выражая Днеонадс на основе реакций 1. ЛГсОНалс Яц ехр ЕРКТ 1. КрН Н а 1 Р ЕРКГ 1. Полученная опытным путем зависимость от Е наклон Ьй мв согласуется с уравнением 1. Линейная 1. Е и а и при постоянных Е и также подтверждается экспериментально. Кинетика растворения железа в кислых сульфатных средах может быть описана реакциями 16 в том случае, если принять, что стадии 1. Г.6 протекают параллельно с близкими или равными скоростями. Это означает, что с образовавшимися по реакции 1. РеОН могут на равных правах реагировать как анионы ШОТ гак и анионы . При стационарных исследованиях анодного поведения Ге в кислых сульфатных и перхлоратных средах было обнаружено, что порядок реакции по ОН ионам равен 1, что авторы считали близким к двум, а наклон Ьа мв . Реь ОН 2Ре2 ОН2е 1. Ре ОЫ Ре2 ОН2е 1. РеРее 1.