3.2.CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI : 3.2.1.Ăn mòn hoá h üc : Dạng ăn mòn này xảy ra dotác dụng hoá học của kim loại với môi trường làm việc của chúng và được chia làm hai loại : a-Ăn mòn trong dung dịch không điện ly : Đa số các chất hữu cơ không là chất điện ly, do vậy chúng không dẫn điện nên không xảy ra ăn mòn điện hoá. Ví dụ : thép các bon làm việc trong các dung môi hữu cơ, các nhiên liệu lỏng hình thành từ các loại các bua hydrô không dẫn điện. Nếu có chứa nước sẽ xảy ra ăn mòn điện hóa. b-Ăn mòn khí : Là quá trình ăn mòn hoá học xảy ra trong khí khô ở nhiệt độ cao. Ví dụ : sự ô xy hoá các chi tiết trong lò nung, động cơ đốt trong, động cơ phản lực ... Quá trình ăn mòn khí xảy ra do tác đôûng đồng thời của nhiệt độ cao và các khí ăn mòn (xâm thực) như : O2, SO2, Cl2.. vào kim loại. Tốc độ ăn mòn khí phụ thuộc vào tính chất kim loại và hợp kim, tính chất của môi trường khí ở nhiệt độ cao và tính chất của các sản phẩm ăn mòn. Quá trình ôxy hoá là điển hình nhất của ăn mòn khí và được biểu diễn bởi phương trình sau đây : mn mMe (r) + O2 (k) = MemOmn/2(r) (3.4)4 Để đánh giá khả năng làm việc của kim loại ở nhiệt độ cao ta căn cứ vào hai đặc trưng sau đây : - Bền nhiệt : khả năng kim loại có độ bền cơ học ở nhiệt độ cao. - Chịu nhiệt : khả năng kim lo ûi a bền ăn mòn khí ở nhiệt độ cao.3.2.2.ăn mòn điện hóa 1-Khái niệm : Khi nghiên cứu quá trì h làm viê ûc của pin Cu-Zn trong dung dịch điện lý ta thấy rằng Zn bị mòn dần do hiện tượng hoà tan. Trong pin này kẽm đóng vai trò anôt và phản ứng điện hoá trên anôt như sau : Zn-2e=Zn 2+ Trong vật liệu kim loại có cấu tạo bởi hai hay nhiều pha do vậy giữa các pha này xảy các quá trình anôt và catôt làm cho kim loại bị phá huỷ. Trên bề mặt kim loại hình thành rất nhiều anôt và catôt, do vậy hình thành một hệ thống rất nhiều cực. Tốc độ ăn mòn điện hóa là tổng tốc độ ăn mòn của n ều pin cục bộ và phụ thuộc vào điện thế điện cực. Ăn mòn điện hóa của kim loại gồm baquá trình cơ bản : quá trình anôt, quá trình catôt và quá trình dẫn điện. Quá trình anôt là quá trình ôxy hoá điện hoá, trong đó kim loại chuyển vào dung dịch dưới dạng ion và giải phóng điện tử, kim loại bị ăn mòn theo phản ứng : Me→ Men+ + ne Quá trình catôt là quá trình khử điện hoá, trong đó các chất oxy hoá (Ox) nhận điện tử do kim loại bị ăn mòn giải phóng : Ox + ne Red Red là dạng chất khử (Ox.ne) Ox là dạng chất ôxy hoá, thường là H+ hay O2 thì quá trình catôt sẽ là : H+ + e → Hhp H hp + Hhp → H2 (Hhp là hydrô hấp phụ), trong trường hợp nay gọi là sự ăn mòn với chất khử phân cực hydrô. Nếu Ox là O2 thì : - Với môi trường axit quá trình catôt sẽ là : O 2 + 4H +4n → e 2H2O -Với môi trường trung tính hay bazơ quá trình catôt sẽlà : O2 + 2H2O +4e → 4OH 2-Các dạng ăn mòn điện hoá : Ănmòn điện hoá là dạng ăn mòn phổ biến hơn cả và phá huỷ kim loại nhiều nhất. Các dạng ăn mòn điện hóa được chia ra như sau : ăn mòn đều (1), ăn mòn galvanic hay ăn mòn tiếp xúc (2), ăn mòn do chênh lệch khí (3), ăn mòn lỗ (4), ăn mòn tinh giới (5), ăn mòn nứt do ứng lực (6), ăn mòn mỏi (7), ăn mòn lựa chọn hay sự phân rã hợp kim (8), ăn mòn mài mòn (9). Sau đây ta sẽ khảo sát kỹ lưỡng từng dạng ăn mòn cụ thể. a-Ăn mòn đều : Xảy ra trong điều kiện kim loại đồng nhất, môi trường, nhiệt độ và sự phân bố ứng lực là đồng đều, tốc độ ăn mòn là như nhau trên toàn bộ bề mặt kim loại. Đơn vị đo ăn mòn thông dụng là cm/năm. Ngoài ra còn dùng các đơn vị g/cm2.ngày, mg/dm2.ngày, mA/cm2. b-Ăn mòn tiếp xúc (ănmòn Galvanic) : Dạng ăn mòn này xảy ra khi các kim loại hay hợp kim khác nhau được sử dụng trong cùng một cơ cấu vàcó phần diện tích tiếp xúc với nhau (tiếp diện), trong cùng một môi trường ăn mòn. Do tạo ra các pin ngắn mạch nên gây ra ăn mòn mạnh, kim loại có điện thế âm hơn sẽ bị ăn mòn.c-Ăn mòn do sự chênh lệch khí (ăn mòn khe) : Dạng ăn mòn này xảy ra có thể do môi trường không đồng nhất, chẳng hạn sự khác nhau cục bộ về thông khí hoà tan (ôxy). Lúc này hình thành một pin chênh lệch khí và gây ra ăn mòn.c)Ănmòn đường mớm nước d)Ănmòn do lắng đọng d-Ăn mòn lỗ : Đâylà dạng xâm thực cục bộ tạo nên các lỗ, độ sâu các lỗ có thể lớn hơn đường kính lỗ. Hiện tượng này xảy ra do có các lỗ nhỏ trong lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn đều (các lớp men, lớp phủ hữu cơ, màng ôxyt..). Các lỗ phát triển từ bề mặt vào bêntrong theo hướng gần như thẳng góc. eĂn mòn tinh giới : Dạng ăn mòn này liên quan đến sự có mặt của các pha dị thể ở biên giới hạt trong hợp kim. Loại ăn mòn này thường gặp nhất ở thép không rỉ, ví dụ Cr18Ni10.Các kết cấu kim loại làm việc trong môi trường ăn mòn, dưới tác dụng của lực kéo sẽ gây ra nứt, rạn và gãy. Dạng ăn mòn này gây tổn thất kim loại rấtnhỏ, nhưng khó nhìn thấy nên rất nguy hiểm. g-Ăn mòn mỏi : Là hiện tượng ăn mòn xảy ra trong các kết cấu kim loại làm việc dưới tải trọng thay đổi có chu kỳ. Do tác dụng ăn mòn tạo điều kiện cho các vết nứt mỏi đầu tiên dễ xuất hiện hơn. h-Ăn mòn lựa chọn (sự phân rã hợp kim) : Dạng ăn mòn này xảy ra trong các điều kiện nhất định đối với các hợp kim là dung dịch rắn, trong đó kim loại hoà tan có điện thế ăn mòn âm hơn nhiều so với kim loại nền.i-Ăn mòn mài mòn : Sự mài mòn của kim loại thụ động trong môi trường ăn mòn có thể làm mất lớp bảo vệ và hiện tượng này gọi là ăn mòn mài mòn. 3.3.BẢO VỆ KIM LOẠI CHỐNG ĂN MÒN 3.3.1.Bảo vệ kim loại chống ăn mòn hóa học : 1-Sử dụng các hợp kim chịu nóng Dùng các nguyên tố hợp kim thích hợp (thường là các nguyên tố có màng ôxyt sít chặt, nhiệt độ nóngchảy cao...) với thành phần xác định pha thêm vào kim loại nền để nâng cao khả năng chống ăn mòn khí.a)Ănmòn cục bộ do chảy rối của chất lỏng trong ống ngưng b)Ănmòn mài mòn do sự sủi bọt ở nước làm lạnh trong xylanh 2-Sử dụng các lớp phủ bảo vệ : Sử dụng các lớp phủ bảo vệ bằng kim loại (Al, Si, Cr...), các lớp phủ phi kim loại (các lớp men chịu nhiệt). 3-Xử lýmôi trường : Bằng cách tạo ra xung quanh chi tiết môi trường có tính chất bảo vệ trên nguyên tắc : tạo ra môi trường có khả năng loại trừ các hiện tượng ăn mòn, có nghĩa là thế đẳng nhiệt, đẳng áp của kim loại trong môi trường này là dương.
