Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Научные открытия в области металловедения и борьбы с коррозией.



Научное открытие "Явление самопассивирования и резкого торможения электрического растворения металлов".

Формула открытия: "Установлено неизвестное ранее явление самопассивирования и резкого торможения электрического растворения металлов, например железа, титана, хрома и сплавов на их основе, при их легировании электроположительными металлами с низким катодным перенапряжением - палладием, платиной, рутением и другими металлами, обусловленное увеличением скорости катодного процесса и смещением потенциала сплава в пассивную область".
Авторы: Н. Д. Томашов, Г. П. Чернова.
Номер и дата приоритета: № 116 от 4 мая 1948 г.


Описание открытия.
Широкое использование полимеров и поиски замены металла другими конструкционными материалами вовсе не означают сокращения металлургической промышленности. Как убедительно подтверждает опыт социалистического и коммунистического строительства, потребность в черных металлах год от года не только не снижается, но, наоборот, рост производства металла неизменно и во многом предопределял и предопределяет масштабы развития экономики страны.
По объему производства стали Советский Союз в 1980 году вышел на первое место в мире.
В СССР было разработано и внедрено более 250 новых марок сталей, в том числе – нержавеющих и кислотостойких сталей, отличающихся прочностью и теплостойкостью. Однако, колоссальный ущерб экономике страны наносит коррозия металлов и сплавов. Около 10% годовой выплавки металла безвозвратно теряется из-за коррозии. Очень остро стоит вопрос защиты от коррозии аппаратов, эксплуатирующихся в химической промышленности. Отсутствие коррозиестойких сплавов часто затрудняет использование новых эффективных технологических процессов. К счастью, во многих случаях коррозионное разрушение металлов и сплавов может быть значительно замедлено – металлы могут быть переведены в пассивное состояние. Важно, чтобы сплавы обладали свойством самопассивирования, т. е. способностью самопроизвольно приходить в пассивное состояние после активации - к примеру, после механического обновления поверхности.

Ряд металлов, например, хром – имеет повышенную склонность к самопассивированию. Это свойство используется для получения коррозиестойких сплавов - нержавеющих сталей с добавлением к железу 12-27% хрома, а иногда еще и 10% никеля. Однако для некоторых агрессивных сред (кислых, содержащих хлор-ионы и др.) самопассивирование нержавеющих сталей и даже чистого хрома и титана оказывается недостаточным.

Заведующий лабораторией коррозии сплавов Института физической химии Академии Наук СССР заслуженный деятель науки и техники, доктор химических наук, профессор Н. Д. Томашов и старший научный сотрудник лаборатории кандидат химических наук Г. П. Чернова открыли новое явление самопассивирования сплавов. Оказалось, что самопассивирование сплава происходит при легировании его не только значительными количествами легкопассивирующегося металла, например хрома, но и ничтожными добавками (0,01-1%) электроположительных (катодных) металлов – палладия, платины, рутения.

Если в первом случае легирующая добавка замедляет анодный процесс растворения металла, то во втором случае она воздействует на катодный процесс (например, на выделение водорода) – смещает потенциал металла к более положительным значениям, при которых основа сплава переходит в пассивное состояние. Анодный процесс растворения сплава сильно замедляется – в десятки, сотни, а иногда и в тысячи раз.

Раньше считалось, что добавка электроположительных металлов в сплав усиливает скорость коррозии. Однако авторы открытия доказали, что это происходит не всегда. Сильный эффект незначительных катодных присадок обусловлен их способностью накапливаться на поверхности сплава в первые моменты активной коррозии, при соприкосновении сплава с коррозионной средой. Самопассивирование сплавов с катодными присадками можно наблюдать даже в очень агрессивных растворах.

Значительное повышение коррозионной стойкости сплавов при очень малых катодных присадках помимо экономических выгод важно также и потому, что физико-механические свойства их основы не меняются. Поэтому промышленное освоение и последующее производство подобных сплавов не требуют разработки новой технологии выплавки, обработки и сварки.

В настоящее время промышленность России выпускает сплав титана с 0,2% палладия. Он имеет гораздо более высокую, чем чистый титан, коррозионную стойкость в растворах соляной кислоты и хлористых солей повышенных концентраций и температур, т. е. в средах, где чистый титан и нержавеющие стали подвергаются интенсивной коррозии. Применение этого сплава позволяет решить проблему аппаратурного оформления для многих важных технологических процессов.

Катодное легирование оказалось перспективным для создания сплавов повышенной стойкости на основе других металлов и сплавов. Есть данные о повышении коррозионной стойкости нержавеющих сталей, особенно хромистых, сплавов свинца и сплавов ниобия - тантала при легировании их 0,2% палладия или платины.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МАТЕМАТИКА
Сайт создан в системе uCoz