PART 8: CORROSION OF METALS

A. READING

Almost all metals and alloys subject to the action of atmospheric air or other surrounding media (for example, sea water, soil, acid and alkali solutions, organic liquids, etc.) are gradually destroyed, beginning from the sur­face, and lose their initial appearance. This progressive destruction of a metallic surface exposed to an external aggressive (active) medium is called corrosion.

Experience shows that corrosive destruction depends mainly upon the following three factors: (1) the chemical nature of the metal or composition of the alloy and their structures; (2) the chemical nature of the surrounding medium and the percentage of aggressive matter in metals (oxygen, moisture, acids, alkalis, etc.) and (3) the tem­perature of the surrounding medium.

As to its character, metal corrosion may be classified as: (1) uniform corrosion, in which the whole surface of the metal or alloy is corroded with equal intensiveness; (2) localised corrosion, in which only certain areas of the surface are attacked; (3) selective corrosion, where only separate structural components of an alloy are affected and (4) intercrystalline corrosion, which involves destruc­tion of the metal or alloy along its grain boundaries.

According to the mechanism of the corrosion process, it is necessary to distinguish between chemical and elec­trochemical corrosion.

Chemical corrosion conforms to the laws of chemical kinetics. A typical example of chemical corrosion is the oxidation and erosion of the valves of internal combustion engines by the incandescent products of combustion. A film of corrosion products, usually oxides, is formed on the surface of metal in the course of chemical destruction. In some cases this film may protect the underlying metal against further corrosion, i. e. make it more passive in respect to the surrounding medium.

Electrochemical corrosion occurs in the presence of liquids which are electrolytes containing free ions. The essence of electrochemical corrosion is that the atoms, on the surface of the metal in contact with the electrolytic solution, pass into the solution as ions and leave an equivalent quantity of electrons in the metal.

The principal corrosion protection methods applied in practice are: (1) alloying metals to obtain chemically inactive alloys of special composition; (2) forming oxide films on the surface of metal parts; (3) applying pro­tective metallic coatings on the parts; (4) protecting the surface of metal with a coat of paint or lacquer.

EXERCISES:

I. Find in the texts the following topical words and phrases, explain what they mean, and add them to your Active Vocabulary:

surrounding media, corrosion aggressive matter, localised corrosion, intercrystalline corrosion,chemical corrosion, electrochemical corrosion.

II. Write out from the texts the sentences or the parts of the sentences which contain the following words and expressions and translate them into Russian:

initial appearance, uniform corrosion, selective corrosion, a film of corrosion products

III. Answer the following questions:

1. What factors does corrosive destruction depend upon?

1. How may metal corrosion be classified?

2. In what groups can corrosion be divided according to the mechanism of the corrosion process?

3. What is a typical example of chemical corrosion?

4. What is the essence of electrochemical corrosion?

5. What may protect the metal against further corrosion?

6. What are the principal corrosion protection methods?

B. TRANSLATION

EXERCISES:

I. Before translating the text, find in it the sentences in which you would be able to use the following topical words and expressions:

atmospheric air, surface, destruction, grain boundaries, erosion, incandescent products, combustion, electrolyte, ions, electrons, inactive alloys, coatings, lacquer.

II. Read the text again, find in it the information about the following questions, and answer them using the topical words and phrases:

1 .What is an aggressive medium for metals?

2. What is the essence of gas corrosion?

3. What is the difference between the active and passive state of metal?

4. Haw can you describe uniform (surface) corrosion?

5. Haw can you describe localised corrosion?

6. What is intercrystalline corrosion?

III. Now translate the text in writing. Use as many topical words and phrases as you can:

Коррозией называется процесс химического или электрохимического разрушения металлов и сплавов вследствие взаимодействия их с окружающей средой. Разрушающей средой при коррозии металлов и сплавов являются кислород воздуха, газы, водные растворы солей, кислот и щелочей. Примером коррозии могут служить ржавление стали или чугуна, образование белого налета на алюминиевых сплавах и зеленого налета на медных и бронзовых изделиях.

Различают два основных вида коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия возникает в результате действия на поверхность, металлов и сплавов атмосферы воздуха, сухих газов и жидкостей, не проводящих электрического тока (бензин, масла и др.).

Коррозия, возникающая при действии на металл газов, на­зывается газовой коррозией. Окисные пленки на поверхности металла образуются очень быстро. Так как в атмосфере всегда содержится влага, газовая коррозия обычно сопровождается электрохимической коррозией, С повышением температуры окис­ление усиливается, пленка становится все толще, при этом ме­няется ее цвет: на поверхности, например, стальных изделий появляются известные уже цвета побежалости. При высоких температурах окисление протекает особенно интенсивно, и окислы образуются в виде окалины.

На искусственном получении сплошных и прочных пленок основаны некоторые способы защиты металлов от химической коррозии.

Электрохимическая коррозия развивается при действии на металл электролитов, т. е. жидкостей, проводящих электриче­ский ток. Такими жидкостями являются водные растворы солей, кислот или щелочей. Сюда относится также коррозия в атмо­сфере, так как в воздухе находятся водные пары, которые сопри­касаются с поверхностью металлических изделий и действуют на них как электролит, что и вызывает электрохимическую кор­розию.

Состояние металла по отношению к действию определенной среды может быть активным или пассивным. Активное состояние характеризует его разрушение в коррозионной среде; например активно железо в окислительной среде при высокой темпера­туре. Пассивностью называется такое состояние металла, при ко­тором он не корродирует в определенной среде. Это объясняется образованием на поверхности металла защитной пленки из окис­лов металла (например, цвет побежалости на поверхности стали или пленка Al₂O₃ на поверхности алюминия), предохраняющей его от коррозии. По внешним признакам коррозионные разру­шения можно разделить на три вида: поверхностную (равномер­ную), местную и межкристаллитную (интеркристаллитную) кор­розию.

Поверхностная коррозия характеризуется равномерным раз­рушением металла или сплава по всей поверхности (рис. 1, а). Этот вид коррозии наиболее часто наблюдается у чистых метал­лов в сильнодействующих средах, препятствующих образова­нию защитной пленки, и у однородных твердых растворов.

Местная коррозия ха­рактерна разрушением ме­талла на отдельных участ­ках поверхности (рис. 1, б). При частичном разрушении защитной пленки, при на­личии в сплаве местной не­однородности, царапин и других дефектов поверхно­сти, обычно возникает мест­ная коррозия.

Межкристаллитная кор­розия характеризуется раз­рушением металла по гра­ницам зерен (рис. 1, в). Такой вид коррозии являет­ся самым опасным, так как разрушение, не вызывая за­метных изменений на по­верхности металла, распро­страняется глубоко внутрь, что может явиться причи­ной серьезных аварий. В ре­зультате нарушения связи между зернами металлы теряют металлический блеск, покрываются слоем продуктов коррозии и выходят из строя.

Рис. 1. Виды коррозионных разрушений металла: а – равномерная коррозия; б – местная коррозия; в – межкристаллитная коррозия

Насколько разнообразны причины, вызывающие коррозию металла, настолько должны быть разнообразны и методы борь­бы за сохранение металла и продление срока службы металли­ческих изделий.

Современные методы защиты от коррозии могут быть разделены на следующие группы:

1) покрытия неметаллическими веществами;

2) металлические покрытия;

3) покрытия плёнками окиси;

4) протекторная защита металлических конструкций;

5) получение химически стойких сплавов.

Каждый из перечисленных методов имеет свои особенности, технологию и область применения, обусловленную технологической и экономической целесообразностью выбранного метода, а также назначением конструкций и изделий, подлежащих защите от коррозии.

UNIT 2: