Физика твердого тела

Козыркина С.В. Липка О.Ю. Омельян Н.Н.

Днепропетровский государственный аграрный университет

Склонность стали, полученной прямым восстановлением, к атмосферной и кислотной коррозии.

Исследование склонности сталей опытных плавок, полученных прямым восстановлением, к атмосферной и кислотной коррозии проводили по ГОСТ –

17332-71. Были отобраны литые, горячекатаные и холоднокатаные опытные и промышленные стали.

Образцы опытных и промышленных сталей взвесили на аналитических весах и определили общую поверхность (S истинное) с помощью метода парафинирования. В расплавленный парафин погружали предварительно взвешенные образцы и сразу же переносили в кипящую воду для формирования равномерной тончайшей пленки. Сущность метода парафинирования заключается в определении веса парафина, осевшего на поверхность образца. Образцы взвешивали и по формуле S=Δp·k (см²) определяли поверхность каждого образца, где: Δp – коррозионные потери на образце, k – скорость коррозии. Очищенные от парафина образцы взвесили еще раз и пометили в специальную камеру для испытаний на атмосферную коррозию. Условия проведения ускоренных испытаний в атмосферной камере были следующими: влажность 90%; содержание паров – H₂ SO_4- - 10 мл/м³; HCl – 25мл/м³; NO+NO₂ - 7 мл/м³; t – 40⁰С; все увеличено в 200 раз, по сравнению с нормальной атмосферой.

Осмотр образцов, помещенных в атмосферную камеру, проводился ежедневно. При осмотре образцов отмечалось всеобщее равномерное потускнение их поверхности и появление продуктов коррозии. По истечении 12 суток образцы вынули из атмосферной камеры и просушили на воздухе (6 дней). Визуальная оценка результатов испытаний опытных сталей, полученных прямым восстановлением, и промышленных сталей типа 08 показала, что поверхность исследуемых образцов равномерно покрыта рыхлыми, сыпучими, рыжего цвета продуктами коррозии. Далее производилась оценка результатов испытаний по изменению массы образцов. Сначала образцы взвешивали с продуктами коррозии, затем удаляли продукты коррозии путем травления 5% водным раствором едкого натра (NaOH), нагретого до 80% С (время травления 45 минут) и электрощеткой. Очищенные образцы от продуктов коррозии взвесили.

Коррозионные потери стали на образце, скорость коррозии и скорость проникновения коррозии находили по формулам:

ΔP = P₀ – P₁ (г) ( 1 ) ; k = ΔP / S· T (г/м²·год ) (2) ; П= к·10^-3/d (мм/год) (3),

соответственно, где:

ΔP- коррозионные потери на образце, (г);

S – поверхность образца, (м²);

Т – время испытаний, (год);

П – скорость проникновения, (мм/год);

к – скорость коррозии, (г/м²·год);

d – плотность металла (г/ см³).

Исследования склонности образцов к кислотной коррозии опытных и промышленных сталей типа 08 проводили путем травления в 20% серной кислоте нагретой до 80⁰С в течение 40 минут. Для каждого образца применяли только свежий раствор серной кислоты. В процессе травления опытные образцы, погруженные в раствор, вызывали бурную реакцию. Раствор 20% серной кислоты в процессе травления изменял свой цвет: из прозрачного он становился бледно-зеленым, затем зеленым и под конец травления – грязно-зеленым. Образцы промышленных сталей при травлении не вызывали бурной реакции и цвет раствора серной кислоты не изменялся. После 40 минутного травления образцы опытных и промышленных сталей тщательно промыли в воде, нейтрализовали в растворе Na₂CO₃, еще раз промыли в воде и просушили.

После просушки образцы взвесили.

Результаты исследований показали, что стали опытных плавок,

полученных прямым восстановлением, в литом состоянии имеют почти в

2 раза меньшую скорость коррозии, чем промышленная литая сталь 08Ю.

Стали опытных плавок в горячекатаном и холоднокатаном состояниях обладают большей склонностью к кислотной коррозии и имеют большую скорость коррозии, чем промышленные горячекатаные и холоднокатаные стали типа 08Ю,08КП. При этом выяснилось, что холоднокатаная сталь опытных плавок с высокой степенью деформации на 1/3 меньше корродирует, чем промышленная холоднокатаная сталь марки ПС.