Влияние гидрокарбонатной обработки на коррозионную стойкость меди, никеля и нержавеющих сталей в расплаве NаOH

Проведено исследование влияния гидрокарбонатной обработки меди, никеля и низкоуглеродистых хромоникелевых нержавеющих сталей в кипящем 1 М растворе NaHСО₃ на их коррозионную стойкость в расплаве NаОН в интервале температур 400–600°С. Гидрокарбонатную обработку материалов проводили в течение 2-х часов после выдержки в предварительно обезвоженном деаэрированном аргоном расплаве NaОH через интервалы, кратные 96 ч. Общая продолжительность коррозионных испытаний составляла 288 ч. Исследована методами рентгенофазового анализа (РФА) и электронной микроскопии микроструктура и фазовый состав поверхностных слоев, образующихся на исследуемых материалах после коррозионных испытаний в расплаве NaOH, в процессе которых проводилась гидрокарбонатная обработка. Установлено, что гидрокарбонатная обработка не оказывает влияния на общую скорость коррозии исследуемых материалов в расплаве NaOH в исследуемом интервале температур. Показано, что гидрокарбонатная обработка никеля, содержащего после выдержки в расплаве NaOH в поверхностном слое преимущественно три оксидные фазы – NiO, Ni(OH)₂ и γ-NiOOH, оказывает влияние на их соотношение. Оксигидроксид никеля NiOOH является неустойчивым в водных слабощелочных растворах, в процессе обработки наблюдается самопроизвольный переход NiOOH → Ni(OH)₂ и на поверхности никеля формируется пассивная пленка, состоящая из двух оксидных фаз NiO и Ni(OH)₂, обладающая высокими защитными свойствами. В процессе гидрокарбонатной обработки меди, содержащей после выдержки в расплаве NaOH в поверхностном слое двухслойную пленку оксидов Cu/Сu₂О/СuО, образование оксидно-карбонатных слоев, характеризующихся более высокими защитными свойствами, не происходит. Нержавеющие стали с повышенным содержанием никеля 17.5 % и 18.5 % и молибдена (6.0 – 6.5) % находятся, как и никель, в расплаве NаOH при температурах, не превышающих 500°С, в устойчивом пассивном состоянии и гидрокарбонатная обработка не вызывает появления локальных разрушений. Добавка в данную сталь таких легирующих элементов, как медь, марганец и кремний, которые при определенных условиях могут вызывать локальную депассивацию стали, не оказывает влияние на свойства защитной пассивной пленки стали, формирующейся в расплаве NаOH, состоящей из оксидов (гидроксидов) преимущественно коррозионностойких компонентов хрома Cr₂O₃, никеля NiO, Ni(OH)₂ или их смешанных оксидов NiCr₂O₄ (NiO∙Cr₂O₃), а также оксидов железа Fe₃O₄ и γ-Fe₂O₃. По мере уменьшения содержания никеля до 13.0 % и молибдена до 2.0 % в стали или повышении температуры расплава NаOH до 600°С для сталей с повышенным содержанием никеля на поверхности формируются более дефектные пористые оксидные слои, содержащие большую долю менее стойких оксидов железа (II, III) и никеля (II): FeO, NiO, Fe₂O₃, а также небольшое количество смешанных оксидов NiCr₂O₄ (NiO∙Cr₂O₃), приводящих к возрастанию скорости коррозии.