خوردگي فلزات و اثر آن بر روي صنايع مختلف
فصل اول
مقدمه
1-1-تعريف خوردگي
خوردگي را تخريب يا فاسد شدن يك ماده در اثر واكنش با محيطي كه در آن قراردارد تعريف مي كنند و بعضي ها اصرار دارند كه اين تعريف بايستي محدود به فلزات باشد . ولي بايستي براي حل اين مسئله هم فلزات و هم غير فلزات را در نظر بگيريم .
مثلاً‌تخريب رنگ و لاستيك بوسيله نور خورشيد يا مواد شيميايي ، خورده شدن جدارة كوره فولاد سازي ، و خوره شدن يك فلز جامد بوسيله مذاب يك فلز ديگر و حتي خورد شدن فولادي كه در داخل تيرهاي بتني برق قرار دارد تماماً خوردگي ناميده مي شوند.
2-1- محيط هاي خورنده :
عملاً‌كليه محيط ها خورنده هستند،لكن شدت خورندگي آنها متفاوت است . مثالهايي در اين مورد عبارتند از : هوا ، رطوبت آبهاي تازه ، مقطر،نمكدار و معدني . اتمسفرهاي روستائي، شهري،صنعتي ، بخار و گازهاي ديگر مثل كلر- آمونياك –سولفور هيدروژن ، دي اكسيد گوگرد وگازهاي سوختني، اسيدهاي معدني مثل اسيد كلريدريك، سولفوريك و نيتريك، اسيدها‌ي‌آلي مثل اسيد نفتيك، استيك و فرميك، قليائي ها ، خاكها ، طلاها، روغنهاي نباتي و نفتي و انواع و اقسام محصولات غذائي، بطور كل مواد «معدني » خورنده تر از مواد «آلي » مي باشند. مثلاً‌خوردگي در صنايع نفت بيشتر در اثر كلرور سديم ، گوگرد ، اسيد سولفوريك و كلريدريك و آب است تا بخاطر روغن ، نفت و بنزين .كاربرد درجه حرارتهاي فشارهاي بالا در صنايع شيميايي باعث امكان پذير شدن فرآيندهاي جديد با بهبود فرآيندها قديمي شده است ، به عنوان مثال ( راندمان بالاتر ) سرعت توليد بيشتر ، يا تقليل قيمت تمام شده . اين مطلب همچنين در مورد توليد انرژي از جمله انرژي هسته‌‌اي ، صنايع فضائي و تعداد بسيار زيادي از روشها و فرآيندها صادق است . درجه حرارتها و فشارهاي بالاتر معمولاً باعث ايجاد شرايط خوردگي شديدتر مي گردند بسياري از فرآيندها و عمليات متداول امروزه بدون استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگي غير ممكن ياغير اقتصادي مي باشند.
زنگ لفظي است كه براي آلياژهاي آهني به كار برده مي شود. زنگ از اكسيدهاي آهن تشكيل شده و معمولاً‌اكسيد نيتريك هيدراته است . موقعي كه در يك آگهي تجاري ادعا مي شود كه يك آلياژ غير آهني زنگ نمي زند ، ادعايي بيش نيست و لكن بدان معني نسبت كه آن فلز خورده نخواهد شد
3-1- فولادهاي كم آلياژي:
فولادهاي كربني با يك يا چند عنصر كرم ، نيكل ، مس ، موليبدن ، فسفر واناديم، به مقادير چند درصد يا كمتر از فولاد كم آلياژي مي نامند. مقادير بالا از عناصر الياژي معمولاً براي خواص مكانيكي و سختي پذيري است . از نقطه نظر مقاومت در برابر خوردگي محدودة تا ماكزيمم 2 درصد بيشتر مورد توجه است . در اين محدوده استحكام فولادها بالاتر از فولادهاي ساده كربني بوده ولي مهمترين خاصيت آنها مقاومت خيلي بهتر در برابر خوردگي آتمسفري است .گاهي اوقات در محيط هاي آبي نيز اين فولادها داراي مزايائي مي باشند
1-3-1- اثرات افزودني هاي ميکروآلياژ کننده :
اين بخش بر روي فولادهاي پرليت – فريت ميکروآلياژ شده تاکيد کرده است ، که از افزودني هاي عناصر آلياژ کننده مثل نيوبيوم و واناديوم براي بالا بردن کربن و يا محتواهاي منگنز استفاده مي کند ( و به اين ترتيب توانايي حمل بار بالا مي رود ) بررسي هاي گسترده در طول دهه 1960 بر روي اثرات نيوبيوم و واناديوم روي خصوصيات مواد يا مصالح درجه ساختماني باعث کشف اين موضوع گرديد که مقادير کم نيوبيوم، واناديوم هر کدام (10/0% ) فولادهاي استاندارد کربن – منگنز را بدون تداخل با بعمل آوري بعدي مستحکم و قوي مي سازند مقدار کربن نيز مي تواند کم شود تا هم قابليت جوش را بالا ببرد و هم چقرمگي را ، چون اثرات مقاومت دهندگي نيوبيوم و واناديوم بخاطر کاهش در استحکام ناشي از کاهش در مقدار کربن جبران مي شوند .
خصوصيات مکانيکي فولادهاي کم آلياژ داراي استحکام بالاي ميکرو آلياژ شده ، فقط در صورت افزايش عناصر ميکرو آلياژ کننده حاصل مي شوند . لازمه ي وجود آستنيت که به اثرات پيچيده طرح آلياژ و تکنيک هاي نورد کاري بستگي دارد ، نيز يک فاکتور مهم در تصفيه دانه اي فولادهاي کم آلياژ داراي استحکام بالاي نورد گرم است . تصفيه دانه اي در صورت وجود آستنيت با روش هاي نورد کاري کنترل شده ، باعث چقرمگي بالا و استحکامهاي تسليم زياد در رنج 345 تا 620 مگا پاسکال(ksi 90 تا 50) مي شود. ]1[
اين توسعه فرآيندهاي نوردکاري کنترل شده همراه با طرح آلياژ، سطوح استحکام تسليم بالايي را توليد کرده است که با پايين آمدن تدريجي مقدار کربن توام مي باشد بسياري از فولادهاي کم آلياژ داراي استحکام بالا ميکروآلياژ شده اختصاصي ، مقادير کربن به كمي 60/0% و يا حتي كمتر دارند ، با اين حال هنوز مي توانند استحکام تسليم حدود 485 مگا پاسکال (ksi 70) را توسعه داده و ايجاد نمايند . استحکام تسليم بالا ، با اثرات ترکيبي اندازه دانه ريز ايجاد شده و در طول نورد کاري گرم کنترل شده و استحکام دهندگي رسوب حاصل مي شود که اين خصوصيت ناشي از حضور واناديوم ، نيوبيوم و تيتانيوم است .
