title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Коррозия в жидкостях

Коррозия в жидкостях

Коррозионная стойкость циркония обычно очень высока, но зависит от его чистоты и типа образующейся поверхностной пленки. Сопротивление коррозии циркония в щелочах выше, чем тантала, титана, и нержавеющей стали 18-8. Сопротивление, циркония коррозии в кислотах также весьма высоко (за исключением плавиковой кислоты, концентрированных серной и фосфорной кислот). Более высокое по сравнению с цирконием сопротивление коррозии в соляной кислоте имеют только тантал и благородные металлы. Серная кислота при концентрации ниже 70% мало действует на цирконий, но с повышением концентрации ее действие резко усиливается.
Сопротивление циркония. воздействию азотной кислоты исключительно высокое; органические кислоты также оказывают на него незначительное влияние. В царской водке цирконий неустойчив, что служит признаком пассивирования по границам зерен.
Важным фактором, является чистота металла. По опубликованным данным, металл, выплавленный в графитовом тигле, растворяется быстро, в то время как иодидный кристаллический пруток растворяемся либо медленно, либо совсем не растворяется.
Предварительные опыты показали, что цирконий имеет отличную коррозионную стойкость в морской воде.
В течение последних лет о коррозионной стойкости циркония опубликовано много работ. Жийе и Рейнор сравнивали коррозионную стойкость циркония и тантала. Ги и другие, а также Голден и сотрудники исследовали коррозионную стойкость циркония во многих средах. Справочник по коррозии также содержит данные о его коррозионной стойкости. Обстоятельные данные по коррозионной стойкости циркония собрали Джаффи и Кемпбелл. Брумбах описал влияние кислорода, азота, углерода и гафния на коррозионную стойкость циркония в кислотах и газах. Тейлор сравнивал относительную устойчивость тантала, ниобия, циркония и титана в обычных минеральных кислотах. Вильямс осветил вопрос о воздействии морской воды на титан и цирконий при комнатной температуре. Рейнор указывает на отличную коррозионную стойкость циркония в горячих концентрированных растворах едкого натра, а также в Кислотах. Ваггаман и Ги сообщают, что цирконий почти равноценен танталу по коррозионной стойкости в концентрированных минеральных кислотах. Кроме того, он по сравнению с танталом имеет ряд преимуществ: он легче, больше распространен в природе и его производство дешевле. Эванс рассматривает возможности применения титана, циркония и бериллия в качестве конструкционных материалов для ядерных реакторов.
Одной из последних работ пo коррозионной стойкости циркония является работа Голдена. Он приводит обзор большинства прежних работ по коррозионной стойкости циркония, а также результаты собственных исследований циркония, содержащего примесь гафния в количестве от 2 до 2,5% и меньше чем 0,1 %, выплавленного как в индукционной печи с графитовым тиглем, так ив дуговой печи.
Данные о сопротивлении циркония действию различных реагентов по результатам лабораторных исследований приведены в табл. 79—87.
Следует заметить, что большинство данных относится к губчатому цирконию, выплавленному в графитовом тигле. В табл. 87 приведены для сравнения данные по коррозионной стойкости кристаллических прутков, иодидного металла, но так как условия опытов не указываются, то провести сравнение невозможно. Влияние кислорода, азота, углерода и гафния на коррозионную стойкость циркония изучал Брумбах. Опыты проводились без перемешивания или аэрации растворов и при температуре 35°.
Все образцы приготовлялись из кристаллических прутков иодидного металла. Сплавы изготовлялись путем добавки к расплавленному цирконию кислорода и азота в виде лигатур и углерода в виде ламповой сажи. Образцы тщательно очищались и помешались в коррозионную среду на 2 недели. В табл. 88 приведен состав исследованных образцов, а в табл. 89 — результаты коррозионных испытаний. Величина коррозии выражена как в мг/дм2/сутки, так и в мм/год. Результаты, полученные автором, за немногий исключением совпадают с данными других исследователей.
Брумбах сообщает, что в отношении коррозионной стойкости цирконий дуговой плавки (образец № 1, табл. 88) лишь незначительно отличается от холоднокатаного иодидного металла (образец № 12 и 3). Он делает вывод, что дуговая плавка кристаллических прутков иодидного циркония в атмосфере аргона не влияет на его коррозионную стойкость. Содержание кислорода во всех трех образцах было весьма высоким и удивительней всего то, что цирконий дуговой плавки имел наиболее низкое содержание кислорода. Последнее наводит на мысль, что Брумбах, видимо, встретился с обычными трудностями в проведении достоверного анализа на кислород.







Данные о содержании углерода в образце № 1 (табл. 88), выраженные величиной 0,17%, несомненно, ошибочны), так как Брумбах отмечает незначительную разницу в коррозионной стойкости между этим образцом и образцами № 2 и 3, не содержащими углерода, тогда как другие образцы, например образец № 9 с содержанием: 0,077% С, показывают отрицательное влияние углерода на коррозионную стойкость циркония.
Присутствие в образцах примесей нескольких элементов затемняет влияние каждой примеси в отдельности, но Брумбах считает, что имеется достаточно данных, показывающих относительное влияние увеличения количества элементов. Он делает вывод, что добавка к цирконию небольших количеств кислорода, азота или углерода лишь незначительно снижает коррозионную стойкость металла в большинстве сред. Однако на коррозии в соляной кислоте это влияние сказывается более сильно.
Брумбах не указывает, что он подразумевает под малыми количествами примесей, но в отношении углерода эта величина может составлять примерно 0,05%. Это количество будет критическим, так как образец № 9, содержащий 0,077% С, корродировал быстро.


Азот снижает коррозионную стойкость в большей степени, чем такое же количество кислорода или углерода. Кислород представляется наименее вредной добавкой из этих трех элементов.
Голден, исследуя коррозионную стойкость образцов циркония, полученного как индукционной плавкой в графитовом тигле, так и дуговой плавкой и содержащего 2—2,5% или менее 0,1% Hf, соответственно приписывает этим металлам ошибочные названия: «нормальный металл» и «металл высокой чистоты».
Цирконий индукционной плавки в графитовом тигле показал исключительно хорошую коррозионную стойкость во всех растворах, кроме растворов самой высокой концентрации. Он почти абсолютно устойчив против действия органических кислот и растворов неорганических хлоридов, но под воздействием растворов хлористого железа и хлористой меди становится хрупким.
Цирконий дуговой плавки, содержавший около 0,02% С, при сравнении с металлом, выплавленным в графитовом тигле и содержащим 0,2% С, в опытах под давлением показал почти полную устойчивость в концентрированной соляной кислоте. Однако Голден отмечает, что на коррозионной стойкости циркония в соляной кислоте вредно сказывается присутствие хлористого железа или азотной кислоты.
Исследования Голдена в области циркониевых сплавов показали, что изготовление сплава с более высокой коррозионной стойкостью, чем чистый цирконий, представляется маловероятной. Поскольку же чистый цирконий получать довольно трудно, для нейтрализации влияния некоторых примесей могут применяться легирующие добавки. В этом отношении типичным примером может служить добавка ниобия к цирконию, содержащему углерод. Добавка 3,7% Nb к цирконию при индукционной плавке в графитовом тигле дает сплав, противостоящий действию концентрированной соляной кислоты под давлением.
Следует отметить, что добавка 1,08 %Та таких результатов не дает.
Добавка к цирконию тантала, молибдена, марганца и алюминия дает сплавы, обладающие хорошим сопротивлением коррозии в соляной кислоте под давлением, но, вообще говоря, увеличение количества легирующих добавок вызывает понижение коррозионной стойкости сплавов. Однако путем значительных добавок циркония оказалось возможным значительно повысить коррозионную стойкость других металлов. В частности, титановый сплав, содержащий 13,8% Zr, полученный путем индукционной плавки в графитовом тигле, показал повышение коррозионной стойкости в 5 %-ном растворе соляной кислоты при 100° в 70 раз. Добавка циркония к титану улучшает также сопротивление последнего действию серной и фосфорной кислот.



title-icon Подобные новости