Электрохимические процессы при коррзии углеродистой стали и алитированного железа
Коррозия углеродистой стали и полированного алюминия
Задача 143.
Составьте уравнения процессов, протекающих в каждом из случаев, и схему коррозионного элемента для случая электрохимической коррозии. Укажите тип коррозионного разрушения.
а) Полированная алюминиевая пластина в сухом воздухе при Т=398 К;
б) Пластина из углеродистой стали в растворе K2SО4 при Т=298 К.
Решение:
а) На воздухе алюминий не реагирует с кислородом, потому что оксидная пленка пассивирует реакцию. При обычных условиях реакции с алюминием возможны только после удаления оксидной плёнки. Полированная алюминиевая пластина в сухом воздухе при нагревании подвергается действию кислорода по реакции:
4Al + 3O2 = 2Al2O3.
Это пример
б) При погружении в раствор K2SO4 пластины из углеродистой стали происходит
K2SO4 = 2К+ + SO42-.
На кристаллах Fe и Fe3C, содержащихся в углеродистой связи, возникают разные
Анод: 2|Fe0 – 2e = Fe2+
Катод: 1|O2 + 2H2O + 4e = 4OH–
2Fe0 + O2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4OH–
Кислород растворен в растворе и, участвует в деполяризации - коррозия с
Так как у анода ионы Fe2+ встречаются с ионами SO42-, образуется FeSO4 (Fe2+ + SO42- = FeSO4). У катода будут накапливаться ионы К+ и OH–, образуется КОН (К+ + OH– = КОН).
Схема коррозионного элемента:
(-)Fe|Fe2+||H2O + O2|Fe3C(+).
Коррозия алитированного железа
Задача 144.
Какой металл в алитированном железе1, по отношению к покрываемому металлу, является анодом или катодом? Почему? Составить электронные уравнения анод и катод процессов коррозии изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе. Какие продукты коррозии при этом образуются?
Решение:
Алюминий имеет более электроотрицательный
Коррозия пары металлов Al/Fe в атмосфере влажного газа
Анод 2 |Al0 – 3электрона = Al3+
Катод 3 |1/2O2 + H2O + 2электрона = 2ОН–
Схема коррозии:
2Al + 3/2O2 + 3H2O = 2Al(OH)3
Так как ионы Al3+ с гидроксид-ионами ОН– образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом
Al3+ + 3OH– = Al(OH)3.
1Алитированное железо — это низкоуглеродистая сталь, покрытая тонким слоем алюминия для повышения ее коррозионной стойкости. При насыщении поверхности стали алюминием на глубину 0,02—1,2 мм создается плотная н прочная антикоррозийная пленка. Насыщенная алюминием поверхность стали имеет высокую жароупорность. Алитированная сталь обладает коррозионной стойкостью алюминия и прочностью стального листа.