نام فایل : خوردگی فلزات 95 ص

فرمت : .doc

تعداد صفحه/اسلاید : 65

حجم : 1049 کیلوبایت

مقدمه:
مثال هايي از خوردگي:
تعريف:
جامع ترين تعريف خوردگي، تخريب مواد در اثر واكنش با محيط اطراف است. از لحاظ كاربردي، كلمه مواد به كليه اجزاء ماشين ها، تجهيزات فرايندها و ساير محصولات اطلاق مي شود كه شامل فلزات، پليمرها و سراميك ها مي باشد و محيط ها نيز مايع يا گاز مي باشند گرچه تحت شرايط خاصي واكنش هاي جامد- جامد نيز ممكن است ايجاد خوردگي كند. در زير مثال هاي براي درك بهتر از فرايند خوردگي آمده است كه ابتدا رايج ترين موارد و سپس مواردي كه خاص تر مي باشد ذكر شده است.
زنگ زدن فولادها در آب يا هواي مرطوب يا محيط هاي اسيدي مانند تانك ها و لوله هاي آب، اتومبيل و سازه هاي فولادي
خوردگي آلياژهاي پايه آهن در فرايندهاي شيميايي
خوردگي پره هاي توربين در توربين هاي گازي در اثر گازهاي داغ ناشي از احتراق
خوردگي آلياژهاي پايه آهن توسط فلزات مايع
SCC
و حفره دار شدن فولاد زنگ نزن در آب دريا
مكانيزم هاي خوردگي:
از آن جا كه تعريف خوردگي بسيار وسيع است تعداد مكانيزم هاي آن گسترده است يكي از مكانيزم هاي رايج خوردگي، انتقال آن، مولكولي يا يوني است كه در فصل مشترك ماده رخ مي دهد. اين انتقال ها شامل چند مرحله است و كندترين مرحله ها كنترل كننده سرعت نهايي اين واكنش ها است. البته در مورد خوردگي اين سرعت بايد حتي الامكان كم باشد. زيرا اين فرايندها را نمي توان مستقيما در مقياس اتمي مشاهده كرد و لازم است تا مكانيزم هاي احتمالي را اندازه گيري و مشاهدات غير مستقيم را به دست آورد. هنگامي كه خوردگي الكتروشيميايي رخ مي دهد مي توان مكانيزم ها را با اندازه گيري جريان و پتانسيل الكتريكي به دست آورد. از آن جايي كه خوردگي الكتروشيميايي شامل آزاد شدن يون ها در محيط و حركت الكترون ها در ماده است اين مكانيزم تنها در صورتي مي تواند رخ دهد كه محيط حاوي يون ها و موادي باشد كه حاوي الكترون هستند. از مهم ترين موارد مكانيزم الكتروشيميايي، خوردگي ساده فلزات در محيط هاي آبي است كه اتم ها از سطح فلز به صورت يون وارد محلول مي شوند و الكترون ها از طريق فلز به جايي كه توسط ذرات در تماس با فلز مصرف مي شود منتقل مي شوند و به اين ترتيب روند واكنش حفظ مي شود. خوردگي در اثر حمله مستقيم شيميايي، اغلب موجب انتقال مواد به محيط مي شود حمله مستقيم فيزيكي، غالبا نتيجه اثر مكانيكي محيط است و مي تواند فيلم هاي محافظ را از سطح بر دارد و آن را تخريب كند و يا در اثر نيروهاي موضعي شديد منجر به متلاشي شدن ماده شود.
اهميت تشكيل محصولات جامد خوردگي:تسريع خوردگي و در تطبل آن ايجاد لايپاسيو:
تشكيل محصولات جامد خوردگي مي تواند عامل مهمي در كنترل خوردگي باشد اين محصولات زماني تشكيل مي شوند كه غلظت يون هاي فلز وارد شده به محلول به مقداري بحراني برسد و موجب رسوب ذراتي در محيط شود. از آن جا كه غلظت يون فلزي در محلي كه اين انتقال از فصل مشترك فلز- محلول روي مي دهد داراي بيشترين سزان رشته رسوب در مجاورت يا روي سطح فلز تمايل به تشكيل دارد. هيدروكسيدها، اكسيدها يا مخلوطي پيچيده از اين مواد رايج ترين محصولات جامد خوردگي است.
اگر رسوب به سطح نچسبد قابليت انحلال آن خيلي كم باشد و فرايند رسوب باعث مي شود كه غلظت يون فلز، كم شود و سرعت خوردگي بالا رود زيرا يون هاي فلزي به طور مداوم از محلول حذف مي شوند و براي جبران اين حذف نيروي محركه اي جهت انتقال يون از فلز به محلول ايجاد مي شود.
عليرغم حالت فوق، رسوباتي كه به شكل فيلم هاي پيوسته و غير متخلف به سطح فلز مي چسبد موجب كاهش شديد سرعت خوردگي مي شوند زيرا در اين حالت نفوذ كند يون ها از ميان فيلم ها، مكانيزم كنترل كننده ي سرعت خوردگي است. حال اگر فيلم محافظ، هادي الكتريكي ضعيفي باشد آنگاه واكنش اكسيد اسيون يا خوردگي به تعويض مي افتد زيرا رسيدن الكترون ها به فصل مشترك محلول براي انجام واكنش كاتدي، به سختي انجام مي شود. سرعت خوردگي فلزاتي كه محصولات خوردگي آن ها تشكيل فيلم هاي محافظ مي دهد به مقدار زيادي و گاهي تا چند صد برابر كاهش مي يابد. اين فيلم ها در شرايط اكسيد كننده بحراني تشكيل مي شوند در اين حالت گفته مي شود فلز روئين شده است و همان طور كه انتظار مي رود يا افزايش خواص خورندگي محيط به جاي آن كه فعال تر شود. غير فعال و پسيو مي شود. سرعت خوردگي به صورت تابعي از قدرت اكسيد كفندگي است. شكل و موقعيت منحني بستگي به فلز پا آلياژ و عوامل محيطي از جمله ي
PH
، دما و حضور برخي از آنيون هاي غير اكسيد كننده به ويژه يون كلرايو دارد بديهي است فلز يا آلياژ مورد نظر بايد توانايي تشكيل فيلم محافظ پسيو را در محيط مورد استفاده داشته باشد. همچنين بايستي شرايط محيطي به گونه اي تنظيم شود كه شرايط اكسيد كنندگي لازم براي تشكيل فيلم محافظ پسيو روي سطح فلز ايجاد شود.
بعضي از مواد در بعضي از محيط ها، قادر به تشكيل فيلم پسيو براي حفاظت در برابر خوردگي نمي باشند. دراين حالت با افزايش قدرت اكسيد كنندگي محيط سرعت خوردگي به طور مداوم افزايش مي يابد و استفاده رضايت بخش از اين مواد بستگي به پايين نگه داشتن شرايط اكسيد كنندگي به منظور پايين آوردن سرعت خوردگي تا حد مورد قبول دارد. آهن در اكثر محيط صاپسيو نمي شود و در نتيجه زماني بيشترين كارايي را دارد كه حتي الامكان قدرت اكسيد كنندگي محيط به عنوان مثال با هوازدگي پايين آورده شود. تعداد زیادی از آلیاژهای صنعتی نیازمند شرایط اکسید کنندگی کافی هستند تا فیلم پسیو محافظ روی آنها ایجاد شود. از جمله آلیاژها شامل فولادهای زنگ نزن است. نمودار زیر نشان دهنده تأثیرافزایش قدرت اکسیدکنندگی محیط روی خوردگی یک آلیاژ اکتیوپسیو فولاد زنگ نزن است.
شکل 1: نمایش شماتیک تأثیر افزایش قدرت اکسیدکنندگی محیط روی خوردگی آلیاژ اکتیو – پسیو فولاد زنگ نزن با افزایش مقادیر در محور افقی این نمودار موارد زیر را داریم.
...