مقاومة التآكل للمعادن والسبائك: دليل شامل

إن اختيار المواد المقاومة للتآكل هو الإجراء الأكثر فعالية واستباقية لضمان التشغيل الموثوق للمعدات المعدنية.

لذلك، من الضروري أن يكون لديك فهم لمقاومة التآكل للمعادن والسبائك المختلفة، وفهم بيئة العمل المناسبة لكل مادة، وبهذه الطريقة فقط يمكن اتخاذ تدابير فعالة لمكافحة التآكل لتآكل المعدات المعدنية.

1. مقاومة التآكل لسبائك الحديد والكربون

"السبائك القائمة على الحديد (الصلب والحديد الزهر) هي المواد المعدنية الأكثر استخدامًا في الهندسة وتتمتع بمقاومة مرضية للتآكل وخصائص ميكانيكية شاملة جيدة في حالات معينة. ترتبط مقاومتها للتآكل ارتباطًا وثيقًا بمقاومة الحديد النقي للتآكل.

I. مقاومة الحديد للتآكل

الحديد معدن غير مستقر ديناميكيًا حراريًا ومقاومته للتآكل ضعيفة مقارنةً بالمعادن القريبة من إمكانات توازنه، مثل الألومنيوم والتيتانيوم والزنك والكروم والكادميوم.

وبعبارة أخرى، مقارنةً بهذه المعادن، فإن الحديد هو الأقل مقاومة للتآكل في البيئات الطبيعية (الغلاف الجوي، والتربة، والمياه الطبيعية، وما إلى ذلك). ويرجع ذلك إلى الأسباب التالية:

إن الجهد الزائد للهيدروجين والأكسجين للحديد وأكاسيده منخفض نسبيًا، مما يجعل من السهل أن يتعرض لتآكل تطور الهيدروجين وتآكل امتصاص الأكسجين.

تتمتع أيونات الحديد ثلاثية التكافؤ في صدأ الحديد ومحاليله بتأثيرات جيدة لإزالة الاستقطاب.

نواتج تآكل الحديد لها خصائص وقائية ضعيفة.

الحديد عرضة للتآكل بسبب تكوين خلية تركيز الأكسجين.

يتمتع الحديد بقدرة تخميل ضعيفة في الظروف الطبيعية.

يكوّن الحديد نواتج تآكل غير قابلة للذوبان، والمعروفة باسم الصدأ، عند تآكله في معظم المحاليل الحمضية والمتعادلة والقلوية الضعيفة. الصدأ له بنية مسامية وفضفاضة ويوفر حماية قليلة.

في الأحماض غير المؤكسدة، يزداد معدل التآكل أسيًا مع زيادة تركيز الحمض، ولكن في الأحماض المؤكسدة، يزداد معدل التآكل أولاً مع زيادة تركيز الحمض ثم ينخفض بسرعة بسبب بداية التخميل.

تكون الأحماض العضوية ضعيفة بشكل عام على تآكل الحديد، ولكن يمكن تسريع تآكل الحديد مع زيادة درجة الحرارة وانحلال الأكسجين. الحديد مستقر في المحاليل القلوية في درجة حرارة الغرفة.

2. مقاومة الفولاذ الكربوني للتآكل

العوامل التي تؤثر على مقاومة الفولاذ الكربوني للتآكل هي:

1. التركيب الكيميائي

⑴ تأثير الكربون: ⑴ تأثير الكربون: ⑴ محتوى الكربون في الفولاذ الكربوني تأثيرًا كبيرًا على معدل تآكل الفولاذ الكربوني في المحاليل الحمضية، ولكن التأثير ليس واضحًا في المحاليل المحايدة.

في الوسائط غير المؤكسدة والوسائط المؤكسدة الضعيفة، يزداد معدل تآكل المادة مع زيادة محتوى الكربون، لأنه كلما زاد محتوى الكربون في الفولاذ، زاد ترسيب الكربون في الهيكل، وتكوّنت المزيد من البطاريات الدقيقة، وبالتالي تسارع معدل التآكل.

في الأحماض التأكسدية، يزداد معدل التآكل مع زيادة محتوى الكربون في البداية، ثم ينخفض عندما يصل محتوى الكربون إلى مستوى معين، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن زيادة محتوى الكربون من السهل تعزيز تخميل الفولاذ الكربوني، ويضعف معدل التآكل.

في البيئة الطبيعية ومحاليل المياه الحمضية الضعيفة، لا يكون تأثير محتوى الكربون على معدل تآكل الفولاذ الكربوني كبيرًا.

ويرجع ذلك إلى أن التآكل الناتج عن إزالة استقطاب الأكسجين هو العامل الرئيسي في مثل هذه البيئات، وأداء الطبقة الواقية على سطح المعدن وسهولة وصول الأكسجين إلى سطح المهبط في المحلول هما العاملان الرئيسيان، ولا علاقة لترسيب الكربون في الفولاذ إلا قليلاً.

⑵ ليس للسيليكون والمنجنيز عمومًا أي تأثير واضح تقريبًا على معدل التآكل.

⑶ تأثير الكبريت والفوسفور

يضر الكبريت بمقاومة الصلب للتآكل، ويزداد معدل الذوبان في المحاليل الحمضية مع زيادة محتوى الكبريت.

من السهل أن تتسبب زيادة محتوى الكبريت في الفولاذ في حدوث تآكل موضعي. ويرجع ذلك إلى أن الكبريت عادةً ما يكون موجودًا في الفولاذ الكربوني على شكل FeS وMnS، وكلاهما شوائب أنودية، مما يسبب تأليبًا وكسرًا إجهاديًا كبريتيًا إجهاديًا.

الفوسفور في الفولاذ هو أيضًا كاثود نشط وضار في المحاليل الحمضية مثل الكبريت. ومع ذلك، يمكن للفوسفور تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل بشكل فعال في البيئات الجوية ومياه البحر، خاصةً عند استخدامه مع النحاس، مع تحقيق نتائج جيدة بشكل خاص.

⑷ تأثير الشوائب

بالنسبة للفولاذ الكربوني، تقلل جميع أنواع الشوائب من مقاومة التآكل.

2. تأثير الهيكل

يعتمد هيكل الفولاذ على تركيبته وحالة المعالجة الحرارية. وبشكل عام، كلما زاد محتوى الكربون في الفولاذ، زاد تأثير المعالجة الحرارية على مقاومته للتآكل.

عندما يكون محتوى الكربون متماثلًا، يتمتع البرليت الحبيبي بمقاومة تآكل أفضل من البرليت الرقائقي، وكلما زاد التشتت زاد متوسط معدل التآكل.

ترتبط مقاومة التآكل في الفولاذ الكربوني غير المخمّد ارتباطًا وثيقًا بمحتواه من الكربون والمعالجة الحرارية.

وبوجه عام، كلما زاد محتوى الكربون، كلما كانت مقاومة التآكل أسوأ؛ تكون مقاومة التآكل في الفولاذ الكربوني المروي عالي الكربون أسوأ، وتتحسن قليلاً بعد التقسية في درجات الحرارة المنخفضة، ويظهر الحد الأقصى لمعدل التآكل بعد التقسية في درجات الحرارة المتوسطة، وبعد التقسية في درجات الحرارة المرتفعة، ينخفض معدل التآكل بشكل ملحوظ بسبب انخفاض مساحة سطح الكاثود النشط.

3. مقاومة التآكل من سبائك الصلب منخفضة السبائك

تشير سبائك الصلب منخفضة السبائك إلى سبائك الصلب التي تحتوي على عناصر السبائك أقل من حوالي 5% في الفولاذ الكربوني. وفقًا للأغراض المختلفة، هناك العديد من أنواع عناصر السبائك المضافة إلى الفولاذ، وتختلف كمية هذه العناصر أيضًا اختلافًا كبيرًا، لذلك هناك العديد من الدرجات من سبائك الصلب.

1. فولاذ منخفض السبائك مقاوم للتآكل في الغلاف الجوي

يُعرف أيضًا الفولاذ منخفض السبائك المقاوم للتآكل الجوي باسم الفولاذ المقاوم للعوامل الجوية، ويشار إليه ببساطة باسم الفولاذ المقاوم للعوامل الجوية.

وتتمثل عناصر السبائك الفعّالة في النحاس والفوسفور والكروم التي تُثري سطح الفولاذ وتعزز تكوين حالات غير متبلورة، وبالتالي تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل في البيئات الجوية.

يشمل الفولاذ التمثيلي منخفض السبائك المقاوم للتآكل الجوي 16MnCu، 10MnSiCu، 09MnCuPTi، 15MnVCu، 10AuRe، 08MnPRe، إلخ.

2. فولاذ منخفض السبائك مقاوم للتآكل بمياه البحر

في البيئات البحرية، تكون أقسى ظروف التآكل في منطقة الرذاذ التي تكون جافة ورطبة بالتناوب، ويصعب حمايتها، وتكون عرضة لتأثير مياه البحر.

التالي هو منطقة الغمر في المياه الضحلة.

يختلف تأثير عناصر السبائك على مقاومة الفولاذ للتآكل في الأقسام المختلفة: النحاس هو الأبرز في تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل في منطقة الرذاذ، كما أن الفوسفور له تأثير كبير.

والجمع بين الاثنين له تأثير أفضل. يمكن أن يقلل السيليكون والموليبدينوم من ميل تآكل الفولاذ في منطقة الرش، كما أن للكروم والألومنيوم بعض التأثير.

بالنسبة لمقاومة الفولاذ للتآكل في ظروف الغمر الكامل، فإن الكروم له التأثير الأكثر وضوحًا، يليه الفوسفور والنحاس والسيليكون والنيكل.

يشمل الفولاذ منخفض السبائك المقاوم للتآكل في مياه البحر الذي تم تطويره في الصين بشكل أساسي 10MnPNbRe، و09MnCuPTi، و10CrMoAl، و10NiCuAs، و10CrMoCuSi، إلخ.

3. سبائك الفولاذ منخفضة السبائك المقاومة للتآكل الهيدروجيني والنيتروجيني في درجات الحرارة العالية والضغط العالي

في صناعة المعالجة الهيدروجينية للبترول وصناعة الأمونيا الاصطناعية، يعمل الفولاذ في بيئات هيدروجينية عالية الحرارة والضغط العالي، وتتآكل مصفوفة الكربون بسهولة من خلال التفاعل مع ذرات الهيدروجين النشطة التي تخترق الفولاذ.

لذلك، يمكن إضافة عناصر سبائك الكربون إلى الفولاذ، والتي تشكل كربيدات مستقرة مع الكربون، وبالتالي تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل الهيدروجيني. وقد أظهرت الدراسات أن إضافة الكروم والمونيوم وكميات صغيرة من V وNb وTi إلى الفولاذ يمكن أن يحسّن مقاومته للتآكل الهيدروجيني.

يشمل الفولاذ منخفض السبائك المقاوم للتآكل بالهيدروجين والنيتروجين في الصين بشكل أساسي 10MoMoWVNb، و10MoVNbTi، و12SiMoVNb، و0.8SiWMoTiNb؛ ويُعتبر الفولاذ الأجنبي النموذجي المضاد للهيدروجين 2.25Cr1Mo حاليًا أحد أفضل أنواع الفولاذ المضاد للهيدروجين.

تُصنع جميع مفاعلات المعالجة الهيدروجينية تقريبًا في صناعة البتروكيماويات من هذا الفولاذ.

4. فولاذ منخفض السبائك مقاوم للتآكل الكبريتي

في صناعات تكرير البترول والغاز الطبيعي وغاز المدن، هناك حاجة إلى عدد كبير من سبائك الفولاذ منخفضة السبائك لتصنيع خطوط الأنابيب وصهاريج التخزين وغيرها من المعدات التي تعمل غالبًا في بيئات تحتوي على الكبريت وتكون عرضة للتآكل الكبريتي الخطير.

يعتقد البحث الحالي أن البنية المجهرية للفولاذ هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على كسر التآكل الكبريتي للفولاذ منخفض السبائك. إن تكوين مارتينسايت يجب أن تكون البنية المجهرية في الفولاذ بدقة

2. فولاذ مقاوم للصدأ وفولاذ مقاوم للأحماض

يُعرف الفولاذ المقاوم للتآكل في الظروف الجوية والإلكتروليتات المحايدة باسم "الفولاذ المقاوم للصدأ"، بينما يُعرف الفولاذ المقاوم للتآكل في الكواشف الكيميائية والوسائط شديدة التآكل باسم "الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للأحماض".

يشير الناس عمومًا إلى كل من الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للأحماض ببساطة على أنه فولاذ مقاوم للصدأ. عادةً ما يشير الفولاذ المقاوم للصدأ إلى الفولاذ الذي يحتوي على نسبة كروم أكبر من 12%، ومصطلح "غير قابل للصدأ" هو مفهوم نسبي. يمكن أن يكون الفولاذ نفسه غير قابل للصدأ في بعض البيئات ولكن ليس في بيئات أخرى.

تصنيف الفولاذ المقاوم للصدأ:

استنادًا إلى التركيب الكيميائي، يمكن تقسيمها إلى فولاذ الكروم، وفولاذ الكروم والنيكل، وفولاذ الكروم والمنغنيز، إلخ.

استنادًا إلى البنية المجهرية، يمكن تقسيمها إلى فولاذ مارتينسيتي، وفولاذ حديدي، وفولاذ أوستنيتي، وفولاذ أوستنيتي-فريتي ثنائي الطور.

بناءً على الاستخدام، يمكن تقسيمها إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم لمياه البحر، والفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل المقاوم للإجهاد، والفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم لحمض الكبريتيك، إلخ.

I. مقاومة التآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ الكروم

فولاذ الكروم المقاوم للصدأ يشير إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يحتوي على الكروم فقط أو المضاف إليه كمية صغيرة من عناصر السبائك الأخرى، باستثناء الحديد وC.

الكروم هو أهم عنصر من عناصر السبائك في الفولاذ المقاوم للصدأ، وله ثلاثة أدوار بارزة في تحسين مقاومة التآكل لمواد الحديد والصلب:

أولاً، يعزز تخميل السبائك القائمة على الحديد، مما يحسن من قدرة المادة على التخميل;

ثانيًا، يرفع من إمكانات القطب الكهربائي للمحلول الصلب (عادةً أنود خلية التآكل)، أي الاستقرار الديناميكي الحراري لبنية المصفوفة;

ثالثًا، يتسبب في تكوين طبقة واقية كثيفة وثابتة على سطح الفولاذ، وبالتالي تحسين مقاومة الفولاذ للتآكل.

الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ

الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ يشمل بشكل أساسي الفولاذ المقاوم للصدأ من نوع Cr13 (باستثناء 0Cr13). هذا النوع من الفولاذ يحتوي على نسبة عالية من الكربون ويمكنه الحصول على القوة والصلابة من خلال المعالجة الحرارية، لكن مقاومته للتآكل ليست جيدة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي والفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ، وكلما زاد محتوى الكربون زادت مقاومة التآكل.

هذا نوع الفولاذ مناسبة للحالات التي تتطلب خواص ميكانيكية ومقاومة التآكل ليست عالية جدًا.

زيادة محتوى الكروم في الفولاذ وإضافة كمية صغيرة من النيكل يمكن أن يحسن من مقاومة التآكل في الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ؛ على سبيل المثال، 1Cr17Ni2 هو أكثر المارتنسيتات مقاومة للتآكل، مع مقاومة جيدة للأحماض المؤكسدة ومعظم الأحماض العضوية.

الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي

الفولاذ المقاوم للصدأ الحديدي يشمل نوع Cr13، نوع Cr17، نوع Cr25-28، إلخ. نظرًا لمحتواه العالي من الكروم ومحتواه المنخفض من الكربون، فإن مقاومته للتآكل ومقاومته للأكسدة في درجات الحرارة العالية أفضل من الفولاذ المارتنسيتي المقاوم للصدأ، خاصة مقاومته للتآكل الإجهادي.

ومع ذلك، يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي بمقاومة ضعيفة للتنقر و التآكل بين الخلايا الحبيبية المقاومة.

يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي بشكل أساسي في صناعة المعدات والأجزاء المقاومة للأكسدة في درجات الحرارة العالية، وتآكل حمض الكبريتيك المركز، وتآكل الكبريت الغازي.

2. مقاومة التآكل في الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من الكروم والنيكل

ويتمتع النيكل بقدرة سلبية أقوى من الحديد، كما أنه أكثر استقرارًا من الناحية الديناميكية الحرارية، وهو أمر مواتٍ لتحسين مقاومة الفولاذ للتآكل.

بإضافة كمية معينة من النيكل إلى الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن الحصول على هيكل من الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ أحادي الطور، مما يحسن بشكل كبير من صلابة المادة واللدونة وأداء المعالجة.

فولاذ الكروم والنيكل المقاوم للصدأ هو أكثر أنواع الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ نموذجياً، ويحتوي على أكثر من 181 تيرابايت 3 تيرابايت من الكروم، وأكثر من 81 تيرابايت 3 تيرابايت من النيكل، ويشكل أنواعاً من فولاذ الكروم والنيكل المقاوم للصدأ مثل 18-8 (أو 18-9)، 18-12، 25-20 (HK40)، إلخ.

يمتاز الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من الكروم والنيكل بمقاومة ممتازة للتآكل في كل من الوسط المؤكسد وغير المؤكسد، ولكن مقاومته للتآكل الموضعي مثل التآكل الإجهادي والتآكل بين الخلايا الحبيبية والتنقر ضعيفة.

يمكن تثبيط التآكل الموضعي عن طريق صناعة السبائك، مثل التحكم في محتوى الكربون، وتقليل محتوى الفوسفات والنيتروجين، وزيادة النيكل، وإضافة سيليكون، ومو والنحاس والنحاس وغيرها من المواد التي يمكن أن تحسن من مقاومة التآكل الإجهادي.

أوستنيت-الفولاذ ثنائي الطور الفريت هو نوع آخر من الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من الكروم والنيكل، والذي يجمع بين خصائص الفريت والفولاذ الأوستنيتي ويتميز بأداء مكمل.

وبالإضافة إلى ذلك، ينتمي الفولاذ المقاوم للصدأ المتصلب بالترسيب (PH) أيضًا إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المصنوع من الكروم والنيكل.

3. فولاذ مقاوم للأحماض

يشير الفولاذ المقاوم للأحماض إلى الفولاذ المقاوم للصدأ مع مقاومة خاصة للتآكل في بعض الوسائط القوية المسببة للتآكل.

بالنسبة لبعض أنواع الفولاذ المقاوم للأحماض، فإنه يتمتع فقط بمقاومة تآكل متميزة في بعض الوسائط المحددة.

ولذلك، عند اختيار الفولاذ المقاوم للأحماض، من الضروري النظر بشكل شامل في خصائص وحالة الوسط المتآكل، وإجراء اختبارات الجدوى المناسبة لضمان عمل المادة بشكل موثوق في الوسائط القوية المسببة للتآكل.

3. مقاومة التآكل للمعادن غير الحديدية

تشمل المعادن الملونة الشائعة المستخدمة في الإنتاج الألومنيوم والنحاس والمغنيسيوم والتيتانيوم وغيرها. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تُستخدم المعادن الملونة مثل الزنك والقصدير والكادميوم والذهب والفضة والرصاص كمواد طلاء وبطانات.

I. الألومنيوم وسبائك الألومنيوم

1. مقاومة الألومنيوم النقي للتآكل

يتميز الألومنيوم النقي بثبات كيميائي ضعيف، ولكنه يتمتع بأداء تخميل جيد، والذي يمكن أن يولد بسرعة طبقة أكسيد كثيفة ومحمية جيدًا في الهواء، وبالتالي يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل.

يكون Al2O3 مذبذبًا، لذلك عندما يكون الرقم الهيدروجيني للوسط أقل من 4 أو أكبر من 10، يصبح غشاء الأكسيد غير مستقر ومتضررًا، وتضيع الحماية، مما يتسبب في تآكل الألومنيوم للتكثيف. يتميز الألومنيوم بمقاومة جيدة للتآكل في الهواء والماء.

2. مقاومة التآكل لـ سبائك الألومنيوم

سبائك الألومنيوم أقوى بشكل عام من الألومنيوم النقي، ولكنها أقل مقاومة للتآكل. تتمتع سبائك الألومنيوم بمقاومة عالية للتآكل في الجو الصناعي والجو البحري والمياه العذبة ومياه البحر، ولكنها قد تعاني من التنقر.

تتمتع سبائك الألومنيوم بمقاومة عالية للتآكل في الوسائط المؤكسدة نظرًا لسهولة تخميلها، ولكنها تتعرض بسهولة للتآكل الموضعي مثل التنقر والتآكل الشقوق والتآكل الإجهادي في الوسائط غير المؤكسدة.

2. المغنيسيوم وسبائك المغنيسيوم

1. مقاومة المغنيسيوم للتآكل

المغنيسيوم غير مستقر في معظم الأحماض غير العضوية والأحماض العضوية، ولكنه مستقر تمامًا في حمض الكروميك وحمض الهيدروفلوريك، ويرجع ذلك إلى دخول الطبقة السطحية الواقية في الحالة السلبية. المغنيسيوم غير مقاوم للتآكل في الجو البحري والجو الصناعي.

2. مقاومة التآكل لـ سبائك المغنيسيوم

فيما يتعلق بمقاومة سبائك المغنيسيوم للتآكل، فإن سبائك المغنيسيوم القابلة للتشوه أقل مقاومة للتآكل من سبائك المغنيسيوم المصبوب، حيث إنها أكثر حساسية للتآكل في حالة التآكل الجزئي.

ومع ذلك، وبصفة عامة، فإن مقاومة سبائك المغنيسيوم للتآكل ضعيفة بشكل عام، ويجب اتخاذ تدابير وقائية فعالة أثناء الاستخدام.

3. النحاس وسبائك النحاس

1. مقاومة النحاس للتآكل

يتمتع النحاس بثبات كيميائي عالٍ نسبيًا وإمكانات قطب كهربائي موجبة، لذلك لا يتآكل بشكل عام في المحاليل الحمضية.

في الأحماض غير المؤكسدة، يتمتع النحاس بدرجة عالية من الثبات الكيميائي في الأحماض غير المؤكسدة، ولكن مقاومته للتآكل ضعيفة في الأحماض المؤكسدة.

يتعرض النحاس للتآكل الشديد في الوسائط المؤكسدة الأخرى أيضًا.

يتميز النحاس بمقاومة جيدة للتآكل في مختلف الظروف الجوية، ولكنه يتعرض للتآكل الشديد في الهواء الرطب الذي يحتوي على غازات SO2 وH2S وCl2.

بالإضافة إلى ذلك، يتآكل أيضًا في محاليل هيدروكسيد الأمونيوم والسيانيد بسبب تكوين أيونات معقدة.

2. مقاومة سبائك النحاس للتآكل

تتمتع سبائك النحاس عمومًا بمقاومة تآكل أفضل من النحاس النقي بسبب التأثير المشترك للثبات الديناميكي الحراري العالي للنحاس الأساسي والطبقة السطحية الواقية التي تشكلها عناصر السبيكة.

ولذلك، يُظهر نمط تآكل سبائك النحاس أحيانًا بعض خصائص المعادن الخاملة.

في الأحماض غير المؤكسدة، تتمتع سبائك النحاس بدرجة عالية من الثبات الكيميائي.

تتمتع سبائك النحاس بمقاومة جيدة للتآكل في مختلف الظروف الجوية. مقاومة التآكل الأخرى هي نفس مقاومة النحاس.

هناك العديد من أنواع سبائك النحاس، والتي يمكن تقسيمها إلى فئتين: النحاس الأصفر والبرونز. ومن الناحية النسبية، فإن مقاومة النحاس الأصفر للتآكل ضعيفة، خاصةً من حيث الميل إلى التشقق الإجهادي (التشقق الموسمي للنحاس الأصفر) والتآكل الانتقائي (التآكل الانتقائي للنحاس الأصفر).

4. التيتانيوم وسبائك التيتانيوم

1- مقاومة التيتانيوم للتآكل

ويتميز التيتانيوم بثبات ديناميكي حراري ضعيف وخصائص كيميائية نشطة، ولكن في الأوساط المؤكسدة، يتشكل على سطحه طبقة أكسيد واقية كثيفة تكون في حالة سلبية مستقرة.

فمن ناحية، تتمتع الطبقة الواقية بخصائص جيدة للشفاء الذاتي، ومن ناحية أخرى، فهي مستقرة للغاية في المحاليل المختلفة (بما في ذلك محاليل الكلوريد). ونتيجة لذلك، يتمتع التيتانيوم بمقاومة ممتازة للتآكل في العديد من الوسائط المسببة للتآكل، وقد استُخدم على نطاق واسع في التطبيقات الهندسية.

2. مقاومة التآكل في سبائك التيتانيوم

مقاوم للتآكل سبائك التيتانيوم يمكن تقسيم العناصر إلى مجموعتين: المجموعة الأولى هي المعادن الثمينة مثل Pd وRu وPt، ويمكن أن تؤدي إضافة كميات ضئيلة منها إلى تحسين مقاومة السبيكة للتآكل بشكل كبير.

المجموعة الأخرى هي Ta، وNb، وMo، وهي أرخص ثمناً ولكن لها تأثير ملحوظ في مقاومة التآكل فقط عندما يكون المحتوى عالياً.

لا يوجد الكثير من سبائك التيتانيوم المتاحة تجارياً ذات مقاومة جيدة للتآكل. قد تتعرض سبائك التيتانيوم لأشكال من التآكل مثل التآكل الشقوق، والهشاشة الهيدروجينية، والتآكل الإجهادي، وتآكل منطقة اللحام، والتآكل الطبيعي المتفجر أثناء الاستخدام.

وختاماً، لا يتمتع التيتانيوم وسبائك التيتانيوم بمقاومة جيدة للتآكل فحسب، بل يتمتعان أيضاً بقوة ومقاومة أعلى للحرارة من المواد الأخرى، مما يجعلهما مادة هيكلية لا غنى عنها في العديد من المجالات، مع توقعات تطبيقية واعدة للغاية.

4. خاتمة

يعرض هذا المنشور بشكل أساسي مقاومة التآكل لبعض المعادن والسبائك شائعة الاستخدام.

من خلال دراسة هذا الفصل، يجب التركيز على إتقان مقاومة التآكل والعوامل المؤثرة في سبائك الحديد والكربون والفولاذ المقاوم للصدأ وبعض المعادن الملونة، بالإضافة إلى فهم الوظائف الرئيسية لعناصر السبائك المقاومة للتآكل ونطاق تطبيق السبائك المقاومة للتآكل.