воздуха, образуя устойчивые смешанные оксидные слои (защитные пленки) со структурой
шпинелей M(II)O ∙ M
2
(III)O
3
, которые препятствуют дальнейшему проникновению коррозийной
среды. Шпинели – группа металлов подкласса оксидов M(II)M
2
(III)O
4
, где M(II) – Fe, Mg, Zn, Mn и
др.; M(III) – Al, Fe, Cr, Ti, Mo, Ni и др. Железо, алюминий, титан, магний, кадмий, цинк и их сплавы
легируют хромом, никелем, молибденом, медью и др. В результате получают сплавы с более
высокой коррозийной стойкостью, чем исходные металлы.
Повышенной коррозийной устойчивостью обладают, как правило, сплавы с определенным
содержанием легирующего компонента, которое определяется некоторым е г о к р и т и ч е с к и м
з н а ч е н и е м ( г р а н и ц е й у с т о й ч и в о с т и ) , выше которого начинается избирательная коррозия:
растворению подвергается легирующий компонент, а основной металл остается в виде «губки» или
порошка.
В промышленности широко применяют объемно-легированные сплавы на основе:
a) железа – с т а л и углеродистые, низколегированные, содержащие до 3% (масс.)
легирующих компонентов, и высоколегированные, или коррозийно-стойкие, среди
которых хромистые и хромоникелевые самые распространенные;
b) меди – б р о н з ы обычные (оловянистые) и специальные (алюминиевые); латуни (сплавы с
содержанием цинка); мельхиор (группа сплавов, содержащих % (масс.): никель, железо,
магний);
c) никеля;
d) алюминия.
Главным недостатком объемного легирования является его дороговизна, так как зачастую
используются легирующие компоненты высокой себестоимости.
Поверхностному легированию подвергаются уже готовые изделия. Его осуществляют методом
ионной имплантации. Этот метод позволяет вводить любую модифицирующую добавку в любой
металл при низкой температуре. На практике железо легируют хромом, никелем, алюминием,
танталом, свинцом; различные сорта сталей – гелием, молибденом, хромом, никелем и др.
Легированный слой формируется в результате бомбардировки поверхности изделия ионами
легирующих компонентов. Ускоренные ионы, проникая вглубь металла, тормозятся при
столкновении с атомами, а затем нейтрализуются их свободными электронами. В результате ионы
встраиваются в кристаллическую решетку металла, замещая узлы или располагаясь в
междоузлиях. Сложность и высокая стоимость оборудования, а также малая толщина
модифицированного слоя ограничивают его применение.
Изменение состава и свойств коррозийной среды, т.е. уменьшение ее агрессивности, осуществляют
либо введением в нее специальных веществ – ингибиторов коррозии, либо соответствующей ее
обработкой.
Защиту ингибиторами применяют в системах с постоянным или мало обновляемым объемом
коррозийной среды (в котлах, цистернах, химических аппаратах). Ингибиторами называют
химические соединения или композиции на их основе, введение которых в небольших количествах
(до 1% (масс.)) в коррозийную среду резко снижает скорость коррозии. По условиям применения
различают – жидкофазные (ингибиторы для растворов) и летучи ингибиторы, дающий защитный
эффект в условиях атмосферной коррозии, по механизму своего действия на процесс
электрохимической коррозии – катодные, анодные и экранирующие (изолирующие) ингибиторы.
Механизм защитного действия большинства ингибиторов заключается в адсорбции
(концентрировании) их на коррозирующей поверхности и последующем торможении анодных
(анодные ингибиторы) и катодных (катодные ингибиторы) процессов электрохимической
коррозии, а также в образовании защитных и пассивирующих пленок (экранирующие
ингибиторы). Анодные ингибиторы — это неорганические соединения, обладающие
окислительными свойствами (хроматы, нитриты, молибдаты и др.). Адсорбируясь на
коррозирующей поверхности, они легко восстанавливаются на ее катодных участках при
плотностях тока, обеспечивающих пассивацию анодных участков (образованию на них защитных
пленок из оксидов или малорастворимых солей), поэтому нередко их называют пассиваторами.
К а н о д н ы м ин г и б и т ор а м относят и ряд веществ, не являющихся окислителями, но
обладающих щелочными свойствами (гидроксид и бензоат натрия, различные фосфаты, силикаты,
тетрабораты и др.). Их ингибирующее действие проявляется лишь в присутствии растворенного
кислорода. Они способствуют его избыточной адсорбции на коррозирующей поверхности. При
избытке кислорода пленка продукта дополнительно окисляется с образованием другой пленки,
имеющей лучшие защитные свойства.
Катодные ингибиторы по защитному действию менее эффективны, чем анодные, однако не
вызывают усиления коррозии при их недостаточном содержании в коррозионной среде. Они
тормозят протекание катодных процессов:
а) путем уменьшения концентрации растворенного кислорода связыванием его в химические
соединения, например – при коррозии с кислородной деполяризацией;
б) за счет повышения перенапряжения катодного выделения водорода добавлением в растворы
таких солей, как AsCl
3
, Bi
2
(SO
4
)
3
и др. — при коррозии с водородной деполяризацией;