KOROZE A TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV Přednáška č. 04: Druhy koroze podle vzhledu Autor přednášky: Ing. Vladimír NOSEK Pracoviště: TUL FS, Katedra materiálu
Koroze podle vzhledu (habitus koroze) 2
Přehled druhů korozního napadení Rovnoměrné napadení Nerovnoměrné a skvrnité napadení Důlkové a bodové napadení Nitkové napadení Podpovrchové napadení Selektivní napadení Mezikrystalové napadení Transkrystalové napadení Extrakční napadení Korozní trhliny a lomy 3
Rovnoměrné napadení KPU Přednáška 4 1 - původní povrch 2 po expozici v prostředí Rovnoměrná neboli celková koroze - napadení, které je rovnoměrně rozšířeno po celém povrchu materiálu. Probíhá na všech místech materiálu stejnou rychlostí. Vysoká reaktivita, velký počet aktivních míst, která se postupně mění. Typický příklad: koroze ocelí nebo litin v přírodní atmosféře, půdách nebo vodách. Problémy s rovnoměrnou korozí lze řešit tzv. korozními přídavky. 4
Nerovnoměrné a skvrnité napadení Nízká reaktivita a tedy nízký počet aktivních míst. Vznikají mělké skvrny. Při delším působení prostředí se skvrny spojují a napadení přechází na rovnoměrné. Účinkem rozdílných vlastností kovu, složení prostředí a korozních zplodin v různých částech povrchu vzniká nerovnoměrné napadení. Napadení skvrnité přechází na nerovnoměrné. Hloubka napadení je v různých místech různá. Příčinou jsou koncentrační články, styk odlišných kovů a teplotní rozdíly. 5
Důlkové a bodové napadení Liší se pouze průměrem a hloubkou. Důsledek místního zvýšení aktivity povrchu kovu. Napadena malá část povrchu, ale do značné hloubky, může způsobit proděravění materiálu. Příčinou je nestejnorodost povrchu nebo ochranných vrstev a vlastnosti korozního prostředí. V elektrolytech vzniká především působením iontů pronikajícím pasivní vrstvu, zejména chloridových. 6
Nitkové napadení KPU Přednáška 4 Vzniká nejčastěji pod organickými povlaky, neproniká do hloubky, sleduje povrch materiálu. Příčina proniknutí prostředí pod povlak ke kovu ojedinělým pórem. Napadána místa s nejmenší přilnavostí. Mohou se tvořit puchýře. 7
Podpovrchové napadení KPU Přednáška 4 Podpovrchové napadení lze zjistit na metalografickém výbrusu. Napadení tvar G1 začíná na povrchu v místě s minimální odolností a rozšiřuje se pod povrchem (nerez ocel, hliník, olovo povrch dutiny se nepasivuje Napadení tvar G2 tvorba puchýřků uvnitř kovu (např. ocel v plynném vodíku) Napadení tvar G3 pásmo s nespojitými korozními produkty vnitřní oxidace Napadení tvar G4 při velké rozpustnosti korozní složky prostředí v kovu vnitřní oxidace slitiny ZrSn ve vodní páře 8
Selektivní napadení KPU Přednáška 4 Slitiny s dvou a vícefázovou strukturou v některých prostředích korodují s napadením jedné fáze. Umožňuje-li korodující fáze odstraňování ostatních fází, dochízí k rovnoměrné korozi. Je-li korodující fáze ve struktuře málo, vzniká napadení selektivní. Obvykle má korodující fáze odlišné složení od ostatních, někdy však mohou být napadena některá zrna jednofázové struktury, např. plasticky deformovaná zrna. 9
Selektivní napadení Napadení tvaru H1 odlišné chemické složení fáze a tedy odlišná odolnost. Uplatňují se mikročlánky mezi fázemi. Napadení se zvyšuje s rostoucí velikostí ušlechtilejší fáze. 10
Selektivní napadení Napadení tvaru H2 koroze pod povrchem díky spojitosti fáze nebo difuzi prostředí Napadení tvaru H3 vrstvené materiály, kombinované ochranné povlaky z různých kovů, tvářené kovy s vrstevnatou strukturou Napadení tvaru H4 řádkovitě uspořádaná fáze, obvykle po segregaci. Koroduje základní materiál, zejména vlivem pnutí. 11
Selektivní napadení Napadení tvaru H5 a H6 u kovových materiálů s jednofázovou strukturou v místech mechanického porušení povrchu s oblastmi plasticky deformovaných zrn. Příčinou je elastická deformace jako zbytková pnutí nebo plastická deformace. Napadení je omezeno na deformovaná zrna. Napadení tvaru H7 napadení hranic zrn, které se zastavilo v nevelké hloubce. Spojeno např. s nauhličením hranic zrn nerez ocelí nebo okysličením hranic zrn nízkouhlíkových ocelí. 12
Mezikrystalové napadení Příčiny: 1- Precipitát na hranicích zrn vyvolá ochuzení pásma tuhého roztoku podél hranic zrn o prvek způsobující korozní odolnost 2- Vnitřní pnutí vyvolané precipitací podél hranic zrn 3- Spojitě vyloučená fáze po hranicích zrn se sníženou korozní odolností 4- Spojitě nebo i nespojitě vyloučená fáze na hranicích zrn je odolnější než vlastní zrna 5- Hranice zrn tuhého roztoku neobsahují cizí fáze, ale liší se stavbou mřížky od vnitřku zrna 13
Mezikrystalové napadení Nejvýznamějším příklad mezikrystalové koroze koroze austenitických korozivzdorných ocelí KPU Přednáška 4 Příčina - snížení obsahu chrómu v tuhém roztoku podél hranic zrn v důsledku precipitace karbidů bohatých chrómem Výchozí čistě austenitická struktura se získá rozpouštěcím ohřevem při 1050 C a ochlazením do vody. Je-li ocel vystavena teplotám mezi 500 a 900 C, dojde k precipitací karbidů typu Me 23 C 6 a ochuzení o chróm přilehlého pásma, čímž se vyvolá citlivost oceli k mezikrystalové korozi, která se projeví po expozici v agresivním prostředí. 14
Mezikrystalové napadení Křivky C (Rollasonovy křivky) - oblasti zcitlivění austenitických krozivzdorných ocelí k mezikrystalové korozi 15
Mezikrystalové napadení Způsoby ochrany austenitických korozivzdorných ocelí proti mezikrystalové korozi: 1. Odstranění citlivosti novou austenitizací 1000 C/ H 2 O (rozpuštění karbidů) 2. Stabilizace přídavkem titanu nebo niobu (vázání uhlíku v stabilních karbidech) 3. Použití nízkouhlíkových ocelí (ELC = extra low carbon) s obshem uhlíku pod 0,03 % 16
Transkrystalové napadení Síť rozvětvených trhlinek procházejících zrny. Typické příklady : Koroze mosazi v parách amoniaku Koroze antikorozních austenitických ocelí vlivem chloridů 17
Extrakční napadení Přednostní napadení jedné složky vícesložkové slitiny Napadení tvaru L1 a L2 vzniká u jednofázové slitiny, L1- s nižší, L2- s vyšší koncentrací extrahovatelného prvku Napadení tvaru L3 zvýšená koroze hranic zrn Napadení tvaru L4 napadení jedné fáze u dvoufázové slitiny Napadení tvaru L5 slitina s intermediární fází, jejíž rozpustnost v základní fázi se mění s teplotou 18
Korozní trhliny a lomy Klasifikace: 1. Trhliny probíhají zrny kovu transkrystalově, úzké, na povrchu není patrno korozní centrum 2. Trhliny probíhají po hranicích zrn mezikrystalově, úzké, na povrchu není patrno korozní centrum 3. Trhliny vycházejí z korozního centra na povrchu kovu, další průběh může být mezikrystalový nebo transkrystalový 4. Trhliny u povrchu jsou široké, do hloubky se zužují a dostávají tvar mezikrystalové nebo transkrystalové trhliny 5. Trhliny podél povrchu kovu, jsou soustředěny v pásmu určité šířky 19