Коррозия и защита металлов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УТВЕРЖДАЮ
Руководитель Департамента
образовательных программ и стандартов
профессионального образования
_______________________ В.И.Кружалин
"__06_" ____марта____ 2002 г.
ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ
Рекомендовано Минобразованием России для направления подготовки
дипломированных специалистов 651800 Физическое материаловедение
Специальность 070800 Физико-химия процессов и материалов
Москва 2002 г.
1. Цель дисциплины
Научить физико-химическому анализу закономерностей процессов коррозии металлических
материалов и на этой основе - выбору методов защиты их от коррозии; определять коррозионную стойкость металлов и сплавов; проводить долгосрочный прогноз их коррозионного поведения; рационально применять методы защиты от коррозии и оценивать их эффективность.
2. Практические умения и навыки
Уметь проводить коррозионные испытания, в том числе и нормированные ГОСТ; проводить
расчет скорости коррозии и прогнозировать ее на длительный срок; собирать электрохимическую схему и проводить эксперимент для определения лимитирующей стадии коррозионного
процесса, склонности металла к пассивации, влияние состава сплава на коррозию; выбирать для
защиты металла: оптимальный состава сплава, покрытия, состав газовой атмосферы, метод
электрохимической защиты и конструкцию детали.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы (час)
Табл.1
Вид учебной работы
Общая трудоемкость
Аудиторные занятия
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графическая работа
Реферат
Другие виды самостоятельной
работы
Вид итогового контроля
Всего
часов
110
51
34
17
Семестр
9
110
51
34
17
17
59
17
59
экзамен
4. Содержание учебной дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
Табл. 2
2
№
1
2
3
4
Раздел дисциплины
Лекции
Основы теории электрохимической коррозии
*
металлов и сплавов
Методы защиты металлов от
*
электрохимической коррозии
Основы теории газовой коррозии металлов и
*
сплавов
Методы защиты металлов от газовой коррозии
*
ПЗ
С
ЛР
*
*
*
*
*
*
*
*
4.2. Содержание лекционного курса
Раздел 1. Основы теории электрохимической коррозии металлов и сплавов
1.1. Определение термина «коррозия металла». Значение коррозии и защиты металлов для
народного хозяйства. Задачи и научные основы курса. Классификация коррозионных процессов
и видов коррозии.
1.2. Термодинамика и механизм электрохимической коррозии металлов. Обратимые и необратимые потенциалы металлов. Кинетика электрохимической коррозии. Анодные и катодные.
Роль процессов и продуктов для защиты металлов от коррозии.
1.3. Пассивность металла. Анодная характеристика пассивного состояния металла. Пассиваторы
и активаторы. Теории пассивности металлов и значение пассивности металлов для защиты металлов.
1.4. Термодинамика и кинетика коррозии металлов с водородной и кислородной деполяризацией. Скорость коррозии металлов в нейтральных растворах, в кислотах, в промышленной атмосфере, в щелочах. Особенности электрохимической коррозии черных и цветных металлов, конструкционных сплавов и композиционных материалов с металлической матрицей. Методы изучения электрохимической коррозии.
Раздел 2. Методы защиты металлов от электрохимической коррозии
2.1. Принципы коррозионностойкого легирования. Коррозионностойкие стали и сплавы.
2.2. Электрохимическая защита металлов и обработка коррозионной среды.
2.3. Покрытия на металлах и методы их нанесения. Рациональное конструирование и комбинированные методы защиты.
Раздел 3. Основы теории газовой коррозии металлов и сплавов
3.1. Газовая коррозия как совокупность физико-химических процессов. Термодинамическая
возможность и механизм высокотемпературного окисления металлов.
3.2. Адсорбция газов на металлах. Окисные пленки: классификация, условие сплошности, причины разрушения.
3.3. Кинетика процесса окисления металла. Лимитирующие стадии процесса. Линейное уравнение окисления металлов. Градиент химического потенциала в сплошной оксидной пленке.
Связь фазового состава окалины с диаграммой состояния металл- кислород. Параболическое
уравнение окисления металлов.
3.4. Электрохимическая модель параболического окисления металлов. Скорость окисления различных металлов в зависимости от электропроводимости и дефектов атомной структуры окисной пленки.
3
3.5. Логарифмическое и степенное уравнение окисления металлов. Особенности газовой коррозии черных и цветных металлов, конструкционных сплавов и композиционных материалов.
Раздел 4. Методы защиты металлов от газовой коррозии
4.1. Основные теории жаростойкого легирования металлов. Жаростойкие стали и сплавы.
4.2. Покрытия для защиты конструкционных сталей и сплавов. Технологические покрытия при
горячей обработке металлов.
4.3. Защитные атмосферы. Методы уменьшения окисления металлов.
5. Примерный перечень лабораторных работ
Табл. 3
№
Наименование
1 Кинетика окисления металлов на воздухе
2 Жаростойкость металлов и сплавов на воздухе
3 Влияние катодных структурных составляющих сплава на скорость электрохимической коррозии
4 Поляризация и деполяризация электродов работающей коррозионной пары
5 Пассивность стали
6 Защитные металлические покрытия
7 Защита стали внешним током от коррозии
8 Электрохимическая гетерогенность корродирующей поверхности металла
9 Контактная коррозия металлов
10 Неметаллические неорганические защитные покрытия стали
11 Защита стали от коррозии с помощью анодного протектора
12 Диагностика коррозионного разрушения
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
6.1. Рекомендуемая литература
1. Жук Н.П. Теория коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия. 1976. -472 с.
2. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионностойкие сплавы. М.: Металлургия. 1993. - 416 с.
3. Мровец С., Вербер Т. Современные жаростойкие материалы. Справочник. - М.: Металлургия.
1986. - 360 с.
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Компьютерная программа обработки результатов электрохимических измерений.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
4
Специализированная лаборатория с установками и стендами для проведения лабораторных
работ.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО
по направлению подготовки дипломированных специалистов 651800 Физическое материаловедение
Программа составлена на основе рабочей программы МИСиС (ТУ) по данной дисциплине
Программа одобрена на заседании Совета УМО по образованию в области металлургии от 28
января 2002 г., протокол №40
Зам. председателя Совета УМО
В.П.Соловьев
5