Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка

С.А. Балезин
Отчего и как разрушаются металлы

Введение. Часть 1

>> Читать дальше >>

Пожар! Какие бедствия наносит он народному хозяйству! Для борьбы с ним в стране создана государственная служба противопожарной охраны, изданы специальные законы и установлены обязательные мероприятия.

Пожар - это горение, т.е. соединение кислорода с веществом с образованием пламени и выделением теплоты. Для возникновения горения необходимо тело нагреть до температуры воспламенения.

Многие вещества соединяются с кислородом - окисляются и при температуре окружающей среды, но это окисление происходит медленно, без выделения света и не называется горением. Такому медленному окислению подвергаются не только горючие вещества, но и изделия из металлов. Этот своеобразный «пожар» протекает постоянно и всюду, где мы встречаемся с металлом. Скорость такого окисления зависит от многих причин и прежде всего от условий, в которых находятся изделия из металла. Трудно подсчитать, какие убытки, а иногда и бедствия наносит этот медленно, но непрерывно протекающий процесс.

Металл служит примером прочности. Недаром, когда хотят подчеркнуть это свойство, говорят: «прочный как сталь». С понятием «металл», «металлический», «стальной» связано представление о чем-то неизменном, твердом, прочном.

Но заглянем в Исторический музей, где нас познакомят с остатками вооружения наших предков, извлеченных при раскопках древних могил, и мы увидим, что когда-то блестящие и прочные мечи, топоры, стальные кольчуги и другие металлические изделия потеряли блеск и прочность. Они покрыты не только толстым слоем ржавчины, но почти полностью разрушены. Такому разрушению подвергаются металлические предметы, не только оставленные в земле, но и находящиеся в сыром помещении.

Следовательно, металлы оказываются далеко не такими прочными, как об этом гласит народная молва. Под влиянием внешней среды, водных растворов кислот, солей и электрического тока они окисляются, в результате чего разрушаются.

Такого рода разрушение металлов получило название коррозии.

Почему же они разрушаются?

Как известно, все металлы, за исключением золота, платины, серебра, встречаются в природе в виде соединений с кислородом, серой, а также в виде солей серной, соляной и других кислот, т.е. в окисленном состоянии. Чтобы получить их в чистом виде, необходимо затратить химическую или электрическую энергию. Так, например, для получения железа из его руд строятся громадные доменные печи, в которых оно выплавляется.

Другие металлы получают с помощью электрического тока электролизом их соединений. Из расплава поваренной соли получают металлический натрий, из расплава солей и оксидов алюминия - алюминий и т.д. На получение металлов в чистом виде затрачивается огромная энергия. Из естественного, природного (окисленного) состояния они переводятся в металлическое состояние. Это состояние неустойчиво. Металл как бы стремится вновь перейти в то соединение, в котором существует в природе.

Коррозия металлов - это процесс перехода металла в то природное, естественное состояние, в котором мы встречаем его в земной коре.

Почему же все-таки при некоторых условиях металлы не так быстро переходят в свое естественное состояние, в оксиды или соли кислот? Например, каждый из вас слыхал о Царь-пушке, которую еще в 1586 г. отлил русский мастер Андрей Чохов. Эта пушка в настоящее время находится в Кремле. За это время она покрылась слоем оксидов, но полностью не разрушилась. В том же Московском Кремле находится Царь-колокол массой в 12 тыс. пудов, который был изготовлен мастерами Моториными в 1733 г.

Одним из замечательных памятников старого Дели в Индии является минарет Кутуб-Минар, построенный в 1200 г. Во дворе минарета уже более тысячи лет стоит известная Делийская железная колонна. Эта колонна знаменита тем, что она не подверглась разрушающему действию коррозии.

О Делийской колонне рассказывают много легенд, касающихся ее исключительной коррозионной стойкости. Гиды утверждают, что для создания этого памятника была использована нержавеющая сталь. Однако анализ, сделанный индийским ученым Чедари, показывает, что эта колонна в основном состоит из почти чистого железа. Углерода в железной колонне 0.08 %, кремния - 0.046 %, серы - 0.006 %, фосфора - 0.114 %, азота - 0.032 %; остальное - железо. Следует указать, что она была выплавлена и откована из одного куска, что свидетельствует о высокоразвитом искусстве индийских металлургов того времени.

Чем же объясняют исключительную коррозионную устойчивость металла, из которого сделана колонна? Многие объясняют высокую коррозионную стойкость этой колонны тем, что она была смазана маслом. Однако это объяснение не может быть сколько-нибудь удовлетворительным, потому что за много столетий масло должно было окислиться и в окисленной форме не только не защищать металл, но, наоборот, вызывать коррозию. Некоторые утверждают, что металл колонны защищает пленка, которая была образована при обработке металла сверхнагретым паром, но и это допущение отпадает, так как на колонне много царапин, где пленка должна была быть разрушена.

Была выдвинута теория о том, что защищает колонну пленка из шлака, образовавшегося при ее выплавке, Вряд ли это утверждение правильно. Скорее всего, высокую коррозионную стойкость железной колонны в Дели можно объяснить условиями, в которых она находится. Дело в том, что климат Дели, в особенности там, где находится колонна, очень сухой: относительная влажность в течение года не превышает 50 - 60 %, а обычная - в пределах 30 - 40 %.

Английский ученый Верной нашел, что при относительной влажности до 30 % коррозия металла практически не наблюдается, при повышении же влажности до 60 - 70 % наблюдается медленное увеличение коррозии. При влажности выше 70 % коррозия резко возрастает и несколько снижается при влажности выше 90 %. Следует также заметить, что окружающий воздух в данной местности не содержит коррозионно-агрессивных газов.

>> Читать дальше >>

Сопутствующие публикации:
«Ржа ест железо»,
Железная колонна в Дели
Японский булат и колонна в Дели

Использована публикация:
Балезин С.А. Отчего и как разрушаются металлы. Пособие для учащихся. Изд. 3-е, перераб. М., «Просвещение», 1976. 160 с. Введение (стр. 3 - 12)

К началу страницы

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)