ПОВЫШЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ НАНОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА В КИСЛЫХ СРЕДАХ. 3. СТАЛИ И СПЛАВЫ

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
47

ФИЗИКА И ХИМИЯ
2013. Вып. 4

УДК 620.173.3 (045)

В.Г. Маклецов

ПОВЫШЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ НАНОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА 
В КИСЛЫХ СРЕДАХ. 3. СТАЛИ И СПЛАВЫ 

Особенности поведения сталей обусловлено наносоставом поверхности и границ зерен (50-100 Å). Выход на 
поверхность легирующего кислотостойкого компонента при различных процессах – основа повышения коррозионной стойкости наноструктур. Поверхностные сегрегационные процессы обусловлены размером атома, его 
сродством и типом протекающего процесса.

Ключевые слова:  коррозионная стойкость при кислотной коррозии, атомный радиус, поверхностные сегрегации и легирующие компоненты, стали и сплавы на основе железа.

Повышение коррозионной стойкости сталей и сплавов на основе железа – важная научная и при
кладная проблема. Целью настоящей работы является обобщение ранее полученных результатов для 
оценки повышения коррозионной стойкости металлических наноструктур на поверхности железа  в 
кислых растворах различного состава. Выявление и обоснование закономерностей влияния  размера 
легирующего компонента, типа процесса, протекающего в металле, структуры приповерхностных слоев 
металла, а также электрохимическое и коррозионное поведение электродов на основе железа [1].

Обосновать влияние наносостава поверхности и границ зерен на электрохимические процессы 

при термообработке на сталях ШХ15, Н18 и Н18Т3 в условиях коррозионно-электрохимического 
воздействия сред различного состава при кислотной коррозии.

Результаты и их обсуждение

В табл. приведены некоторые свойства ряда элементов, которые использовались в формирова
нии коррозионных структур в сталях и сплавах на основе железа. Первые два элемента можно отнести к неметаллам, остальные – к металлам. Для сравнительного анализа размеров атомов при образовании сплавов лучше использовать не атомный, а ковалентный радиус, который чаще используется 
для описания межатомных расстояний [2; 3].

Таблица 1

Свойства элементов

Элемент
Радиус (нм)
Атомная масса
Плотность, г/см3
Т плавления, оК

S
0,103
32,06
2,08
393

Ni
0,110
58,7
8,96
1455

Р
0,111 
30,94
1,83
323

Si
0,117 
28,08
2,33
1683

Fe
0,116 
55,80
7,86
1808

Cr
0,122
52
7,16
1877

Ti
0,136 
47,9
4,5
1668

Mn
0,119
54,94
7,46
1517

Электрохимическое поведение стали ШХ15. Границы зерен и поверхностные слои занимают в 

поликристаллическом металле незначительный общий объём и долю поверхности, но резко отличаются 
по физико-химическим свойствам [4]. Границы зерен по протяженности близки к наноразмерам. Влияние их на коррозионно-электрохимические характеристики вообще мало. Для сталей существуют специальные виды термообработки (сенсибилизация), которые значительно понижают локальные коррозионные свойства сталей [5]. Одним из таких видов термообработки является старение [6] для мартенситностареющих сталей. Охрупчивание границ зерен является основной причиной разрушения высокопрочных сталей [7]. При этом меняется элементный, химический и фазовый составы границ зерен. Поэтому важно определить влияние данных изменений на коррозионно-электрохимические характеристики сталей.