Ketahanan korosi logam

Apa itu ketahanan korosi?

Kemampuan logam untuk menahan korosi disebut ketahanan korosi. Kemampuan ini ditentukan oleh laju korosi pada kondisi tertentu. Karakteristik kuantitatif dan kualitatif digunakan untuk menilai tingkat korosi.

Ciri-ciri kualitatif adalah:

• mengubah tampilan permukaan logam;

• perubahan mikrostruktur logam.

Sifat kuantitatifnya adalah:

• waktu sebelum munculnya fokus pertama korosi;

• jumlah fokus korosi yang terbentuk selama periode waktu tertentu;

• pengenceran logam per satuan waktu;

• perubahan massa logam per satuan luas per satuan waktu;

• volume gas yang diserap atau dilepaskan selama korosi per satuan permukaan per satuan waktu;

• kerapatan arus listrik untuk laju korosi tertentu;

• perubahan properti selama periode waktu tertentu (sifat mekanik, reflektifitas, hambatan listrik).

Logam yang berbeda memiliki ketahanan yang berbeda terhadap korosi.Untuk meningkatkan ketahanan korosi, metode khusus digunakan: paduan untuk baja, pelapisan krom, aluminisasi, pelapisan nikel, pengecatan, pelapisan seng, pasivasi, dll.

Besi dan baja

Di hadapan oksigen dan air murni, besi cepat terkorosi, reaksi berlangsung sesuai dengan rumus:

Dalam proses korosi, lapisan karat yang lepas menutupi logam, dan lapisan ini sama sekali tidak melindunginya dari kerusakan lebih lanjut, korosi berlanjut hingga logam benar-benar hancur. Korosi besi yang lebih aktif disebabkan oleh larutan garam: bahkan jika ada sedikit amonium klorida (NH4Cl) di udara, proses korosi akan berlangsung lebih cepat. Dalam larutan asam klorida (HCl) yang lemah, reaksi juga akan berlangsung secara aktif.

Asam nitrat (HNO3) dalam konsentrasi di atas 50% akan menyebabkan logam pasif - logam akan ditutup dengan lapisan pelindung, meskipun rapuh. Asam nitrat yang menguap aman untuk zat besi.

Asam sulfat (H2SO4) dalam konsentrasi di atas 70% mempasifkan besi, dan jika baja kelas St3 disimpan dalam asam sulfat 90% pada suhu 40 ° C, maka dalam kondisi ini laju korosi tidak akan melebihi 140 mikron per tahun. Jika suhunya 90 ° C, maka korosi akan berlanjut dengan laju 10 kali lebih tinggi. Asam sulfat dengan konsentrasi besi 50% akan larut.

Asam fosfat (H3PO4) tidak akan menimbulkan korosi besi, juga tidak akan pelarut organik anhidrat seperti larutan basa, amonia berair, Br2 kering dan Cl2.

Jika Anda menambahkan seperseribu natrium kromat ke dalam air, itu akan menjadi penghambat korosi besi yang sangat baik, seperti natrium heksametafosfat. Tapi ion klorin (Cl-) menghilangkan lapisan pelindung dari besi dan meningkatkan korosi.Besi secara teknis murni, mengandung sekitar 0,16% kotoran dan sangat tahan terhadap korosi.

Baja paduan menengah dan paduan rendah

Penambahan paduan kromium, nikel atau tembaga dalam baja paduan rendah dan paduan menengah meningkatkan ketahanannya terhadap air dan korosi atmosfer. Semakin banyak kromium, semakin tinggi ketahanan oksidasi baja. Tetapi jika kromiumnya kurang dari 12%, maka media yang aktif secara kimiawi akan merusak baja tersebut.

Baja paduan tinggi

Pada baja paduan tinggi, komponen paduannya lebih dari 10%. Jika baja mengandung 12 hingga 18% kromium, maka baja tersebut akan tahan kontak dengan hampir semua asam organik, dengan makanan, akan tahan terhadap asam nitrat (HNO3), basa, banyak larutan garam. Dalam asam format 25% (CH2O2) baja paduan tinggi akan menimbulkan korosi dengan laju sekitar 2 mm per tahun. Namun, zat pereduksi kuat, asam klorida, klorida, dan halogen akan menghancurkan baja paduan tinggi.

Baja tahan karat yang mengandung 8 hingga 11% nikel dan 17 hingga 19% kromium lebih tahan terhadap korosi daripada baja kromium tinggi saja.Baja tersebut tahan terhadap media pengoksidasi asam, seperti asam kromat atau asam nitrat, serta basa kuat.

Nikel sebagai aditif akan meningkatkan ketahanan baja terhadap lingkungan non-pengoksidasi, terhadap faktor atmosfer. Tetapi lingkungan bersifat asam, reduksi dan asam dengan ion halogen, - mereka akan menghancurkan lapisan oksida yang mempasivatif, akibatnya baja akan kehilangan ketahanannya terhadap asam.

Baja tahan karat dengan penambahan molibdenum dalam jumlah 1 hingga 4% memiliki ketahanan korosi yang lebih tinggi daripada baja krom-nikel.Molibdenum akan memberikan ketahanan terhadap asam sulfat dan sulfat, asam organik, air laut dan halida.

Ferrosilikon (besi dengan penambahan 13 hingga 17% silikon), yang disebut pengecoran besi-silikon, memiliki ketahanan korosi karena adanya film oksida SiO2 dan yang tidak dapat dihancurkan oleh asam sulfat, nitrat, atau kromat, mereka hanya memperkuat film pelindung ini. Tetapi asam klorida (HCl) akan dengan mudah menimbulkan korosi pada ferrosilikon.

Paduan nikel dan nikel murni

Nikel tahan terhadap banyak faktor, baik atmosfer maupun laboratorium, terhadap air bersih dan asin, terhadap garam basa dan netral seperti karbonat, asetat, klorida, nitrat, dan sulfat. Asam organik yang tidak teroksigenasi dan tidak panas tidak akan merusak nikel, serta mendidihkan kalium hidroksida (KOH) alkali pekat dalam konsentrasi hingga 60%.

Korosi disebabkan oleh media pereduksi dan pengoksidasi, pengoksidasi garam basa atau asam, asam pengoksidasi seperti nitrogen, gas halogen lembab, oksida nitrogen, dan sulfur dioksida.

Logam monel (hingga 67% nikel dan hingga 38% tembaga) lebih tahan asam daripada nikel murni, tetapi tidak tahan terhadap aksi asam pengoksidasi kuat. Ini berbeda dalam ketahanan yang cukup tinggi terhadap asam organik, terhadap sejumlah besar larutan garam. Korosi atmosfer dan air tidak mengancam logam monel; fluoride juga aman untuknya. Logam monel akan aman menahan 40% hidrogen fluorida (HF) mendidih seperti platinum.

Paduan aluminium dan aluminium murni

Film oksida pelindung aluminium membuatnya tahan terhadap pengoksidasi umum, asam asetat, fluor, atmosfer saja, dan sejumlah besar cairan organik.Aluminium murni secara teknis, dengan pengotor kurang dari 0,5%, sangat tahan terhadap aksi hidrogen peroksida (H2O2).

Itu dihancurkan oleh aksi basa kaustik di lingkungan yang sangat mereduksi. Asam sulfat encer dan oleum tidak buruk untuk aluminium, tetapi asam sulfat berkekuatan sedang akan menghancurkannya, seperti halnya asam nitrat panas.

Asam klorida dapat menghancurkan film oksida pelindung aluminium. Kontak aluminium dengan merkuri atau garam merkuri merusak yang pertama.

Aluminium murni lebih tahan terhadap korosi daripada, misalnya, paduan duralumin (di mana hingga 5,5% tembaga, 0,5% magnesium, dan hingga 1% mangan), yang kurang tahan terhadap korosi. Silumin (menambahkan 11 hingga 14% silikon) lebih stabil dalam hal ini.

Paduan tembaga dan tembaga murni

Tembaga murni dan paduannya tidak menimbulkan korosi di air asin atau udara. Tembaga tidak takut korosi: basa encer, NH3 kering, garam netral, gas kering, dan sebagian besar pelarut organik.

Paduan seperti perunggu, yang mengandung banyak tembaga, tahan terhadap paparan asam, bahkan asam sulfat encer dingin atau panas, atau asam klorida pekat atau encer pada suhu kamar (25 ° C).

Dengan tidak adanya oksigen, tembaga tidak menimbulkan korosi jika bersentuhan dengan asam organik. Baik fluor maupun hidrogen fluorida kering tidak memiliki efek merusak pada tembaga.

Tetapi paduan tembaga dan tembaga murni terkorosi oleh berbagai asam jika ada oksigen, serta bersentuhan dengan NH3 basah, beberapa garam asam, gas basah seperti asetilena, CO2, Cl2, SO2. Tembaga mudah berinteraksi dengan merkuri.Kuningan (seng dan tembaga) tidak terlalu tahan terhadap korosi.

Lihat detail lebih lanjut di sini — Tembaga dan aluminium dalam teknik listrik

Seng murni

Air bersih, seperti udara bersih, tidak menimbulkan korosi pada seng. Tetapi jika ada garam, karbon dioksida atau amonia di dalam air atau udara, maka korosi seng akan dimulai. Seng larut dalam basa, terutama dengan cepat — dalam asam nitrat (HNO3), lebih lambat — dalam asam klorida dan sulfat.

Pelarut organik dan produk minyak bumi umumnya tidak memiliki efek korosif pada seng, tetapi jika kontak berkepanjangan, misalnya dengan bensin retak, keasaman bensin akan meningkat karena teroksidasi di udara dan korosi seng akan dimulai.

Timbal murni

Resistensi timbal yang tinggi terhadap korosi air dan atmosfer adalah fakta yang terkenal. Itu tidak menimbulkan korosi aku memimpin dan ketika di dalam tanah. Tetapi jika air mengandung banyak karbon dioksida, maka timbal akan larut di dalamnya, karena timbal bikarbonat terbentuk, yang sudah larut.

Secara umum, timbal sangat tahan terhadap larutan netral, cukup tahan terhadap larutan basa, serta beberapa asam: belerang, fosfat, kromat, dan belerang. Dengan asam sulfat pekat (dari 98%) pada suhu 25 ° C, timbal dapat larut perlahan.

Hidrogen fluorida pada konsentrasi 48% akan melarutkan timbal saat dipanaskan. Timbal bereaksi kuat dengan asam klorida dan nitrat, dengan asam format dan asam asetat. Asam sulfat akan menutupi timbal dengan lapisan timbal klorida (PbCl2) yang sedikit larut dan pembubaran lebih lanjut tidak akan berlanjut. Dalam asam nitrat pekat, timbal juga akan dilapisi dengan lapisan garam, tetapi asam nitrat encer akan melarutkan timbal. Klorida, karbonat, dan sulfat tidak agresif terhadap timbal, sedangkan larutan nitrat sebaliknya.

Titanium murni

Ketahanan korosi yang baik adalah ciri khas titanium.Itu tidak teroksidasi oleh oksidator kuat, tahan larutan garam, FeCl3, dll. Asam mineral pekat akan menyebabkan korosi, tetapi bahkan asam nitrat yang mendidih dalam konsentrasi kurang dari 65%, asam sulfat - hingga 5%, asam klorida - hingga 5% - tidak akan menyebabkan korosi pada titanium. Ketahanan korosi normal terhadap basa, garam alkali, dan asam organik membedakan titanium dari logam lain.

zirkonium murni

Zirkonium lebih tahan terhadap asam sulfat dan asam klorida daripada titanium, tetapi kurang tahan terhadap aquaregia dan klorin basah. Ini memiliki ketahanan kimia yang tinggi terhadap sebagian besar basa dan asam, tahan terhadap hidrogen peroksida (H2O2).

Tindakan klorida tertentu, asam klorida pekat mendidih, aqua regia (campuran HNO3 pekat pekat (65-68% berat) dan HCl salin (32-35% berat%), asam sulfat pekat panas dan asam nitrat berasap-penyebab Mengenai korosi, ini adalah sifat zirkonium seperti hidrofobisitas, yaitu logam ini tidak dibasahi oleh air atau larutan berair.

Tantalum murni

Ketahanan kimia Tantalum yang sangat baik mirip dengan kaca. Film oksida padatnya melindungi logam pada suhu hingga 150 ° C dari aksi klorin, brom, yodium. Sebagian besar asam dalam kondisi normal tidak bekerja pada tantalum, bahkan aquaregia dan asam nitrat pekat tidak menyebabkan korosi. Larutan alkali praktis tidak berpengaruh pada tantalum, tetapi hidrogen fluorida bekerja padanya, dan larutan alkali panas pekat digunakan, lelehan alkali digunakan untuk melarutkan tantalum.