Коррозионностойкие материалы

металлические и неметаллические материалы, способные противостоять разрушительному действию агрессивных сред. Применяются для изготовления аппаратов, трубопроводов, арматуры и др. Изделий, предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия кислот, щелочей, солей, агрессивных газов и др. Агентов. Под стойкостью материала понимают его способность сопротивляться коррозии в конкретной среде или в группе сред. Материал, стойкий в одной среде, может интенсивно разрушаться в другой. Способность материалов сопротивляться окислению при высоких температурах в газообразных средах (воздух, О2, СО2 и т. Д.) называется жаростойкостью. К жаростойким материалам относятся сплавы железа с хромом (нержавеющие стали), сплавы титана, циркония, молибдена, тантала.

Основной метод повышения жаростойкости сплавов на основе железа — легирование их элементами, способными создать на поверхности металла защитную окисную плёнку, препятствующую дальнейшему окислению. Такими элементами, кроме хрома, являются кремний, алюминий. В тех случаях, когда наряду с жаростойкостью требуется высокая прочность, применяют сплавы на никелевой основе, типа нимоников, инконелей. Стойки к окислению в газообразных и многих жидких средах благородные металлы. Платина, золото. В кислых окислительных средах, например в азотной кислоте, коррозионностойки хромоникелевые и хромистые нержавеющие стали. Наиболее широко применяется хромоникелевая аустенитная нержавеющая сталь 1X18H10T, содержащая 0,1% С, 18—20% Cr, 9—11% Ni и 0,35—0,8% Ti.

Титан или заменяющий его ниобий вводятся для устранения специфического вида разрушения — межкристаллитной коррозии. При указанном содержании никеля сталь имеет аустенитную структуру, обеспечивающую высокую пластичность и способность к технологическим обработкам, в частности к сварке. Однако никель — дорогой и дефицитный легирующий элемент. Поэтому в ряде аустенитных нержавеющих сталей он частично или полностью заменен на марганец. Нержавеющая сталь, содержащая лишь хром, труднее поддаётся технологической обработке, но более прочна. Для изделий, в которых требуется сочетание высокой коррозионной стойкости и прочности, применяют хромистые стали мартенситного класса, содержащие 0,2—0,4% С и 12—14% Cr. Стали с 25%-ным содержанием Cr обладают высокой стойкостью, но непрочны и плохо поддаются технологической обработке.

В концентрированных азотной и серной кислотах стойки железо и низколегированные (содержащие менее 2—3% легирующих элементов) стали. Стойкость сталей в этих условиях определяется их способностью к пассивированию в результате образования на их поверхности тонких, но очень плотных окисных плёнок (см. Пассивирование металлов). Легирование стали хромом увеличивает эту способность. В горячих растворах серной кислоты стойки стали, легированные 25% Cr, 25% Ni, 2—3% Cu, сплавы титана, свинец. В средах, содержащих хлориды, аустенитные нержавеющие стали, а также сплавы алюминия подвергаются язвенной коррозии и особому виду разрушения — коррозии под напряжением (см. Коррозия металлов). Для борьбы с коррозией под напряжением (коррозионным растрескиванием) повышают содержание Ni в сталях до 40% или вводят в них до 1,5% Cu.

В хлоридсодержащих средах, в том числе в растворах соляной кислоты, стойки сплавы титана и сплав на никелевой основе, включающий в качестве компонента молибден, — хасталлой. В природных водах (пресной и морской) при температурах до 100 °С стойки медь и её сплавы (бронза, латунь), а также алюминий и сплавы алюминия. Среди неметаллических К. М. Неорганического происхождения можно отметить графит, алюмосиликаты, чистый кремнезём. Кварцевое стекло, в частности, стойко во многих средах и широко применяется для изготовления химической посуды. Для футеровки металлических корпусов аппаратов в производстве минеральных кислот широко применяют различные природные материалы (горные породы андезит, базальт и др.). Стоек во многих водных средах и ряд органических материалов.

Фторопласты (тефлон), полиэтилен, полистирол и т. Д. Однако все они применимы при температурах не свыше 100—200 °С. Коррозионную стойкость материалов можно повысить, если нанести на них защитные покрытия. Для защиты от атмосферной коррозии широко применяют Цинкование, Анодирование, Алитирование (покрытие алюминием), Никелирование, Хромирование, Эмалирование, а также нанесение органических материалов — лакокрасочных покрытий. Для замедления разрушения материалов в агрессивных средах широко используют ингибиторы коррозии (см. Ингибиторы химические). Лит. Розенфельд И. Л., Коррозия и защита металлов, М., 1970. Клинов И. Я., Коррозия химической аппаратуры и коррозионностойкие материалы, 3 изд., М., 1960. Химушин Ф. Ф., Нержавеющие стали, М., 1963.

Тодт Ф., Коррозия и защита от коррозии, пер. С нем., М.— Л., 1966. В. В. Герасимов.