Лабораторна робота № 12

Тема: Вивчення процесу корозії металів і сплавів.

Мета роботи: Ознайомитися з процесом корозії металів і сплавів, визначити швидкість корозії, проникнення у глибину металу і втрати ваги.

Необхідні прилади, матеріали та інструменти:

1. Електрична піч.

2. Зразки з вуглецевої і легованої сталі.

3. Фарфорові чашечки.

4. Аналітична вага.

5. Штангенциркуль.

6. Вага технічна.

7. Спирт.

8. Реактив.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Корозією називається процес руйнування металу при його хімічній або електрохімічній взаємодії з навколишнім середовищем.

Метал, уражений корозією, втрачає металевий блиск, покривається шаром продукції корозії і різко знижує механічні властивості. По причині корозії виходить з ладу близько 1 % металу, який перебуває у користуванні, що є 15-30 млн.т на рік для всього світу. Прийнято розрізняти корозію хімічну і електрохімічну.

Хімічна корозія – це руйнування металу у середовищах сухих газів або рідин – діелектриків, які не проводять електричного струму, наприклад, олива, бензин і т. д., а також у термічних печах. Одним з агентів зовнішнього середовища, який викликає корозію металу є газ (кисень, сірчаний газ, сірководень). Метал дотикаючись з газами вступає з ними у хімічну взаємодію, у результаті чого на його поверхні виникає плівка оксидів. Чим вища температура, тим більше підсилюється окислення, плівка оксидів стає товстішою. Хром, алюміній, кремній гальмують процес корозії. Вони утворюють на поверхні міцні захисні оксидні плівки Cr₂O₃, Al₂O₃, SiO₂ .

Електрохімічна корозія – це руйнування металу рідинами, які проводять електричний струм (кислотами, лугами, розчинами солей), при цьому утворюються гальванічні анодні пари і катодні ділянки.

По геометричному характеру руйнувань розрізняють корозію рівномірну, місцеву, міжкристалічну.

При рівномірній корозії метал руйнується з однаковою швидкістю по всій поверхні. Цей вид корозії найбільш частіше спостерігається у чистих металах і однорідних твердих розчинах.

При місцевій корозії руйнування концентрується на окремих ділянках деталі, проникаючи у глибину металу. Чим більш нерівномірна корозія, тим вона шкідливіша.

При міжкристалічній корозії руйнування металів проходить по межах зерен. Зовнішня поверхня металу при цьому залишається чистою і виявити міжкристалічну корозію важко.

Існують якісні методи оцінювання корозії. Визначення швидкості корозії об’ємним методом основане на вимірюванні об’єму виділених або поглинутих газів.

При ваговому методі визначається різниця мас зразка металу до і після корозійних випробувань. Мірою корозійної стійкості при рівномірній корозії є кількість металу, який перейшов у розчин. Ваговий показник швидкість корозії розраховується по формулі:

к=; дек – ваговий показник,

m – втрата або прибуток маси,

S – площа поверхні зразка,

t – час випробування.

Втрату прибуток маси визначають з виразу: m=р₀-р₁ ,

де р₀ – маса зразка до поміщення у реактив,

р₁ – маса зразка після реактиву.

Послідовність виконання роботи.

1. Виміряти поверхню зразка і підготувати його до зважування. Для підвищення точності вимірювань брати зразки з великою площею поверхні, наприклад, товщиною 2…3 мм, шириною 6…8 мм і довжиною 60…80 мм. Поверхня зразка повинна бути відшліфована або протравлена.

2. Покласти зразки у прокалену фарфорову чашечку.

3. Ознайомитися з будовою і роботою аналітичної ваги.

4. Зважити зразки разом з чашечкою на аналітичній вазі.

5. Два зразки нагріти у пічці до температура відповідно 1070 і 1720 К. І витримати при даній температурі протягом 30…60 хв. Для більш інтенсивного окислення доцільно 2-3 рази відкривати дверцята пічки на 1-2 хв.

6. Після завершення видержування зразки разом з чашечкою (обережно, щоб не розсипалась окалина) витягнути з пічки і зважити на аналітичній вазі з точністю до 0,1 мг.

7. Визначити втрату (прибуток) маси по формулі:

Δm = р₀ - р₁ .

8. Визначити ваговий показник по формулі к = і одержані результати занести у таблицю 12.1.

Таблиця 12.1.

Марка сталі	Площа зразка, мм^2	Маса зразка, кг		Температура нагрівання, К	Час видержування, с	Швид- кість корозії, г/мм^2·с
		до нагрівання	після нагрівання

Визначити ваговий показник корозії сталі можна також при проведенні досліду в спеціальному реактиві. Для розрахунку вагового показника зважити на технічній вазі зразок металу, протерти його ватою, змоченою у спирті, після чого помістити його у чашечку з спеціальним реактивом “царська горілка”, видержати 30 хв., промити водою і просушити у сушильній шафі, а потім зважити, визначити втрату (прибуток) ваги і ваговий показник к.

Елементи навчально-дослідної роботи.

При виконанні вказаної лабораторної роботи студентам необхідно звернути увагу на проблеми: характеристика існуючих методів оцінювання корозії металів і сплавів; міжкристалічна корозія – найбільш шкідливий вид корозійних руйнувань; переваги металевих способів захисту від неметалевих; використання інгібіторів корозії для сповільнення її швидкості; захист металів і сплавів від високотемпературної корозії.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 13

Тема:Ознайомлення з основними операціями обробки металів тиском на прикладі ручного кування і листового штампування.

Мета роботи:практичне ознайомлення з основними операціями листового штампування (вирубування, пробивання і витяжка).

Необхідні прилади, матеріали та інструменти:

1. Гідропрес.

2. Вирубний штамп.

3. Витяжний штамп.

4. Штангенциркуль.

5. Листовий метал.