Способ определения питтингостойкости хромсодержащих материалов

 

Изобретение относится к области коррозии и электрохимии. Предлагаемый способ для определения питтингостойкости может применяться в ЦЗЛ и НИИ для относительной оценки устойчивости против питтинга хромсодержащих металлических материалов всех типов: металлического хрома, нержавеющих сталей, аморфных сплавов, карбидов хрома, при прогнозировании коррозионной стойкости и подборе конструкционных материалов. Способ заключается в определении электродного потенциала наклона активной ветви анодной кривой и скорости коррозии в растворах галидных солей хрома. Параметры соответствуют равномерной коррозии, протекающей на дне питтинга и по их соотношению определяют питтингостойкость. 1 табл.

Все известные в настоящее время способы определения устойчивости металлов против питтинга основаны на создании той системы и тех условий, при которых на данном металле возникает питтинговая коррозия, и измерении параметров, характеризующих зарождение и развитие питтингов (например, электродные потенциалы зарождения и репассивации питтингов, их число на единицу площади и глубину и т. п. [1-4] .

Общим недостатком способов является то, что получаемые данные относятся к поверхности пассивного металла и условиям в объеме раствора, а не к дну питтинга и раствору в нем.

Наиболее близким к заявляемому способу являются ускоренные электрохимические испытания нержавеющих сталей на устойчивость против питтинговой коррозии (5), в ходе которых измеряют потенциалы коррозии и снимают анодные потенциодинамические кривые для определения потенциалов зарождения и репассивации питтингов.

Недостатками указанного способа являются низкая надежность из-за большого разброса данных при определении потенциалов и отсутствия сведений о скорости коррозии в бестоковом состоянии, а также недостаточная универсальность, так как способ предназначен для определения относительной питтингостойкости только нержавеющих сталей.

Целью изобретения является повышение достоверности и расширение класса испытуемых материалов.

Поставленная цель достигается тем, что определяют наклон активной ветви ΔE_кор/(Δlgi) анодной поляризационной кривой испытуемого материала и потерю массы при потенциале коррозии, а в качестве испытательных растворов используют насыщенные растворы трихлорида или трибромида, или трииодида хрома.

Измерение новых параметров с хорошей воспроизводимостью повышает надежность способа, а применение растворов, обеспечивающих протекание на испытуемых материалах общей равномерной коррозии, соответствующей дну питтинга, вместо локальной питтинговой, обеспечивает его универсальность, так как позволяет оценивать стойкость материалов, на которых не удается вызвать питтинговой коррозии при известных способах оценки.

Анодные поляризационные кривые, имеющие активную ветвь, ранее не использовали при определении питтингостойкости. Измерение скорости равномерной коррозии для оценки питтингостойкости ранее также не применяли. Растворы трихлорида, трибромида и трииодида хрома впервые применены в качестве испытательных.

Для экспериментальной проверки заявляемого способа была определена питтингостойкость сталей 4-х марок, ранее испытанных по способу-прототипу, и имеющих различную питтингостойкость, 2-х аморфных (быстрозакаленных) сплавов с различной скоростью закалки (4) и карбида хрома. Чем положительнее потенциал коррозии (все потенциалы приведены относительно стандартного водородного электрода), меньше потеря массы и наклон активной ветви анодной поляризационной кривой (АПК), тем более стоек испытуемый хромсодержащий материал. Отсутствие активной ветви на АПК в сочетании с низкой скоростью растворения при потенциале коррозии свидетельствует о несклонности материала к питтинговой коррозии (полной питтингостойкости). Колебания потенциала коррозии составляли ± 5 мВ, разброс величин потери массы 20% .

П р и м е р. Результаты экспериментальной проверки способа приведены в таблице.

Относительная хлоридная питтингостойкость (нас. CrCl₃) Результаты испытаний характеризуют относительную питтингостойкость, которую можно оценить согласно предлагаемой классификации: 1 класс - при Е = 0-0,6 Δm = 0-1,01 г/м²˙ч ΔE/(Δlgi) 100 2 класс - при Е = 0-0,1 Δm = 0,01-0,1 ΔE/(Δlgi) 100-120 3 класс - при Е = -0,1 -0,2 Δm = 0,1-5,0 "-" 120 4 класс - при Е < -0,2 Δm > 5,0 ΔE/(Δlgi) 120-150 Из совокупности полученных результатов следует, что питтингостойкость хромсодержащих материалов характеризуется комплексом параметров общей коррозии. Таким образом, заявляемое техническое решение представляет надежный и универсальный способ определения питтингостойкости хромсодержащих материалов. (56) 1. Розенфельд И. Л. Коррозия и защита металлов. М. : Металлургия, 1970, с. 280-377.

2. American National Standаrt ANS/ASTM Y-48-76 (Reopproved in 1980). 1985 Annkoil Book of ASTM Standerts. V. 08.02 Erosien, and wear, metal corrosion.

3. Фрейман Л. И. , Пражак М. , Кристаль М. М. , Данилов И. С. и др. Об унификации методов ускорения испытаний нержавеющих сталей на стойкость против питтинговой коррозии. Основная концепция. Химические испытания. - Защита металлов, 1985, N 5, с. т. 20, с. 698-710.

4. Аморфные металлические сплавы. / Под ред. Ф. Е. Любарского, М. : Металлургия, 1987, с. 474-477.

5. Фрейман Л. И. , Флис Я. , Прожак М. , Гарц И. и др. Об унификации методов ускоренных испытаний нержавеющих сталей на устойчивость против питтинговой коррозии. Электрохимические испытания. Защита металлов. 1986, N 2, т. 22, с. 179-195.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПИТТИНГОСТОЙКОСТИ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ, по которому измеряют бестоковый электродный потенциал в испытательном растворе, затем в этом же растворе поляризуют образец, снимают анодную поляризационную кривую и по параметру кривой определяют относительную питтингостойкость, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и расширения класса испытуемых материалов, в качестве испытательного раствора используют насыщенный раствор трихлорида, или трибромида, или три-иодида хрома, определяют потерю массы образца после измерения бестокового электродного потенциала, в качестве параметра анодной поляризационной кривой используют измеренное значение бестокового электродного потенциала, а при определении относительной питтингостойкости учитывают потерю массы материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1