COROZIUNEA MATERIALELOR COROZIUNEA MATERIALELOR

METALICEMETALICE

I.I. NOTIUNI INTRODUCTIVENOTIUNI INTRODUCTIVE

CoroziuneaCoroziunea = fenomenul spontan de distrugere a suprafeelor metalice sub aciunea factorilor din mediu

ReaciaReacia: M0 Mz+ + ze- OXIDARE

Proces spontan : GR < 0

! Pt ceramici - EROZIUNE

Factori de influenFactori de influen

natura materialului metalic: compoziie, structur, puritate, potenial de oxidare, neomogeniti

mediul coroziv: T, P, umiditate, pH, concentaia elementelor active

prezenta sistemelor redox, prezenta inhibitorilor

interfaa material / mediu aspecte cinetice

tipul produsilor de reacie

CLASIFICARECLASIFICARE

aspectul zonei corodate

1. coroziune generalizat (toat suprafa)

2. coroziune localizat: - S f.mic, h mare n PITTING

- S mare, h mic n PLGI

- S mic, h mediu FISURANT (aliaje)

(la interfaa a 2 metale)

ageni corozivi:

gaze uscate coroziune CHIMIC

electrolii coroziune ELECTROCHIMIC

microorganisme coroziune MICROBIOLOGIC

Aprecierea fenomenului de coroziuneAprecierea fenomenului de coroziune

CALITATIV CALITATIV -- cu ochiul liber

- lup

- microscop metalografic

- control nedistructiv: raze X

ultrasunete

CANTITATIV CANTITATIV -- calcul mrimi:

1. Viteza de coroziune (Vc, Kg) - masa de material corodat n unitatea

de timp i unitatea de suprafa

vc = m / (St) [g / m2 h]

2. Viteza de uzur (vu, Pmm) adancimea pana la care s-ar produce

coroziunea daca piesa ar fi tinut timp de 1 n n mediul coroziv

vu = (vc 8760) / mat [mm/an]

! mat [kg/m3]

II. CII. COROZIUNEA CHIMICOROZIUNEA CHIMIC

Agenti corozivi: gaze in stare uscat

Ex: O2, Cl2, F2, CO, N2

Caracteristici:

produsul ramane pe suprafaa metalului

pelicula format poate fi protectoare: - continu

- omogen

- compact

- aderent

- stabil

- subire (m)

Coroziunea in oxigen/ aer uscatCoroziunea in oxigen/ aer uscat

- standard (model) n coroziunea chimic

Ecuaia de reacie:

2M(s) + z/2 O2(g) -----> M2Oz(s)

COEFICIENTUL DE EXPANSIUNECOEFICIENTUL DE EXPANSIUNE, R - aprecierea calitaii protectoare a peliculei

R = Voxid / V metal

Metal Oxid R ObservatiiK K2O 0.48Li Li2O 0.57Ca CaO 0.78Mg MgO 0.79Pb PbO 1.15Al Al2O3 1.31Zn ZnO 1.58Ag Ag2O 1.58Ni NiO 1.65Cu Cu2O 1.67Cu CuO 1.74Ti TiO2 1.76Fe FeO 1.77Cr Cr2O3 2.02W WO3 3.36 Voluminoas, aderen

scazut, NEPROTECTOARER>2.5

Dens, continu, aderentPROTECTOARE

1

CINETICA COROZIUNIICINETICA COROZIUNII CHIMICECHIMICE

studiul vitezei reaciei de coroziune chimica (oxidarea metalului)

studiul mecanismului de formare a stratului de oxid

Formarea stratului de oxid

Oxid

Metal

O2 (pO2(1))d

pO2pO2(1)

Difuzia oxigenului depinde de:

1. Gradientul de presiune

2. Structura oxidului (+ imperfectiuni)

3. Temperatura

Legi de crestere a peliculelor de oxizi

Y = k ln t - logaritmica

Y

t

12

3

y = k t - liniara

Y2= k t - parabolica

Exemple:

1. Metale R

Observatii:

1. Tipul de lege respectat depinde temperatura

ex. Ti: T>850oC linear T = 360850 parabolic T < 360 logaritmic

2. metalele care prezinta stari multiple de valenta vor genera succesiv oxizi

in toate starile de oxidare

Fe

FeO

Fe3O4

Fe2O3

O2Care oxid se formeaza ultimul?

Fe2O3 pt ca reactia se produce la interfata Fe/Fe O

III. COROZIUNEA III. COROZIUNEA

ELECTROCHIMICAELECTROCHIMICA

Agenti corozivi : - solutii de electroliti: acizi

baze

saruri

? Surse de agenti corozivi in mediu

Asimilata cu 2 procese concomitente:

OXIDARE: M(s) ------> Mz+(aq) + ze-

sau:M + zH2O ------> M(OH)z + ze- + zH+

REDUCERE:

1) Hidrogenului:

zH+ + ze- ------> z/2 H2 pH z/2 H2O pH>7

3) Alte substante:

3z/2 H+ + z/2NO- 3+ ze- ------> z/2HNO2 + z/2H2O, E0 = +0,93V

zFe3+ + ze- ------> zFe2+

NU FORMEAZA PELICULA PROTECTOARE