धातूचा गंज प्रतिकार

गंज प्रतिकार म्हणजे काय?

गंज प्रतिकार करण्याच्या धातूच्या क्षमतेला गंज प्रतिकार म्हणतात. ही क्षमता विशिष्ट परिस्थितीत गंज दराने निर्धारित केली जाते. परिमाणवाचक आणि गुणात्मक वैशिष्ट्ये गंजच्या डिग्रीचे मूल्यांकन करण्यासाठी वापरली जातात.

गुणात्मक वैशिष्ट्ये आहेत:

• धातूच्या पृष्ठभागाचे स्वरूप बदलणे;

• धातूच्या मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये बदल.

परिमाणवाचक वैशिष्ट्ये आहेत:

• गंज पहिल्या फोकस दिसण्यापूर्वी वेळ;

• ठराविक कालावधीत तयार झालेल्या गंज केंद्रांची संख्या;

• प्रति युनिट वेळेत धातू पातळ करणे;

• प्रति युनिट क्षेत्र प्रति युनिट वेळेत धातूच्या वस्तुमानात बदल;

• गंज दरम्यान शोषलेल्या किंवा सोडलेल्या वायूचे प्रमाण प्रति युनिट पृष्ठभाग प्रति युनिट वेळेत;

• दिलेल्या गंज दरासाठी विद्युत प्रवाह घनता;

• ठराविक कालावधीत मालमत्तेत बदल (यांत्रिक गुणधर्म, परावर्तकता, विद्युत प्रतिकार).

वेगवेगळ्या धातूंची गंज प्रतिकारशक्ती वेगळी असते.गंज प्रतिकार वाढविण्यासाठी, विशेष पद्धती वापरल्या जातात: स्टीलसाठी मिश्र धातु, क्रोम प्लेटिंग, अॅल्युमिनायझेशन, निकेल प्लेटिंग, पेंटिंग, झिंक कोटिंग, पॅसिव्हेशन इ.

लोखंड आणि पोलाद

ऑक्सिजन आणि शुद्ध पाण्याच्या उपस्थितीत, लोह त्वरीत खराब होते, प्रतिक्रिया सूत्रानुसार पुढे जाते:

गंज प्रक्रियेत, गंजाचा एक सैल थर धातूला झाकतो आणि हा थर त्याला पुढील विनाशापासून संरक्षण देत नाही, धातू पूर्णपणे नष्ट होईपर्यंत गंज चालूच राहते. लोखंडाचा अधिक सक्रिय गंज मीठाच्या द्रावणामुळे होतो: जर हवेत थोडेसे अमोनियम क्लोराईड (NH4Cl) असेल तर गंज प्रक्रिया अधिक जलद होईल. हायड्रोक्लोरिक ऍसिड (HCl) च्या कमकुवत सोल्युशनमध्ये, प्रतिक्रिया देखील सक्रियपणे पुढे जाईल.

नायट्रिक ऍसिड (HNO3) 50% पेक्षा जास्त एकाग्रतेमध्ये धातूचे निष्क्रीयीकरण होऊ शकते - ते नाजूक असले तरी, एक संरक्षणात्मक थराने झाकलेले असेल. बाष्पयुक्त नायट्रिक ऍसिड लोहासाठी सुरक्षित आहे.

सल्फ्यूरिक ऍसिड (H2SO4) 70% वरील एकाग्रतेमध्ये लोह निष्क्रिय करते आणि जर स्टील वर्ग St3 90% सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये 40 डिग्री सेल्सिअस तापमानात साठवले जाते, तर या परिस्थितीत गंज दर प्रति वर्ष 140 मायक्रॉनपेक्षा जास्त होणार नाही. जर तापमान 90 डिग्री सेल्सिअस असेल, तर गंज 10 पट जास्त दराने चालू राहील. 50% च्या लोह एकाग्रतेसह सल्फ्यूरिक ऍसिड विरघळते.

फॉस्फोरिक ऍसिड (H3PO4) लोह खराब करणार नाही, तसेच क्षारीय द्रावण, जलीय अमोनिया, कोरडे Br2 आणि Cl2 सारखे निर्जल सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स देखील खराब करणार नाहीत.

जर तुम्ही सोडियम क्रोमेटचा एक हजारावा भाग पाण्यात मिसळला तर ते सोडियम हेक्सामेटाफॉस्फेट सारखे एक उत्कृष्ट लोह गंज प्रतिबंधक बनेल. परंतु क्लोरीन आयन (Cl-) लोहापासून संरक्षणात्मक फिल्म काढून टाकतात आणि गंज वाढवतात.लोह तांत्रिकदृष्ट्या शुद्ध आहे, त्यात सुमारे 0.16% अशुद्धता आहे आणि गंजण्यास अत्यंत प्रतिरोधक आहे.

मध्यम-मिश्रित आणि कमी-मिश्रित स्टील्स

कमी-मिश्रित आणि मध्यम-मिश्रित स्टील्समध्ये क्रोमियम, निकेल किंवा तांबे मिश्रित जोडल्याने त्यांचा पाण्याचा आणि वातावरणातील गंजांचा प्रतिकार वाढतो. अधिक क्रोमियम, स्टीलचा ऑक्सिडेशन प्रतिरोध जास्त. परंतु जर क्रोमियम 12% पेक्षा कमी असेल तर रासायनिक सक्रिय माध्यमांचा अशा स्टीलवर विनाशकारी प्रभाव पडेल.

उच्च मिश्र धातु स्टील्स

उच्च-मिश्रित स्टील्समध्ये, मिश्र धातुचे घटक 10% पेक्षा जास्त असतात. जर स्टीलमध्ये 12 ते 18% क्रोमियम असेल तर असे स्टील जवळजवळ कोणत्याही सेंद्रिय ऍसिडच्या संपर्कास तोंड देईल, अन्नासह, नायट्रिक ऍसिड (एचएनओ 3), बेस, अनेक मीठ द्रावणांना प्रतिरोधक असेल. 25% फॉर्मिक ऍसिड (CH2O2) मध्ये उच्च मिश्र धातुचे स्टील प्रति वर्ष सुमारे 2 मिमी दराने खराब होते. तथापि, मजबूत कमी करणारे एजंट, हायड्रोक्लोरिक ऍसिड, क्लोराईड्स आणि हॅलोजन उच्च मिश्र धातुचे स्टील नष्ट करतील.

8 ते 11% निकेल आणि 17 ते 19% क्रोमियम असलेले स्टेनलेस स्टील्स केवळ उच्च क्रोमियम स्टील्सपेक्षा गंजण्यास अधिक प्रतिरोधक असतात. अशी स्टील्स क्रोमिक ऍसिड किंवा नायट्रिक ऍसिड सारख्या ऍसिडिक ऑक्सिडायझिंग माध्यमांना, तसेच मजबूत अल्कधर्मी यांचा सामना करतात.

निकेल एक मिश्रित पदार्थ म्हणून स्टीलचा प्रतिरोधक ऑक्सिडायझिंग वातावरण, वातावरणातील घटकांना वाढवेल. परंतु वातावरण हेलोजन आयनांसह अम्लीय, कमी करणारे आणि अम्लीय आहे, - ते पॅसिव्हेटिंग ऑक्साईड थर नष्ट करतील, परिणामी, स्टील ऍसिडचा प्रतिकार गमावेल.

1 ते 4% प्रमाणात मोलिब्डेनम जोडलेल्या स्टेनलेस स्टील्समध्ये क्रोम-निकेल स्टील्सपेक्षा जास्त गंज प्रतिरोधक असतो.मॉलिब्डेनम सल्फ्यूरिक आणि सल्फ्यूरिक ऍसिड, सेंद्रिय ऍसिड, समुद्राचे पाणी आणि हॅलाइड्सला प्रतिकार देईल.

फेरोसिलिकॉन (13 ते 17% सिलिकॉनच्या जोडणीसह लोह), तथाकथित लोह-सिलिकॉन कास्टिंग, SiO2 च्या ऑक्साईड फिल्मच्या उपस्थितीमुळे गंज प्रतिरोधक असतो आणि ज्याला सल्फ्यूरिक, नायट्रिक किंवा क्रोमिक ऍसिड नष्ट करू शकत नाही, ते फक्त या संरक्षणात्मक फिल्मला मजबूत करतात. परंतु हायड्रोक्लोरिक ऍसिड (HCl) फेरोसिलिकॉनला सहजपणे खराब करेल.

निकेल मिश्र आणि शुद्ध निकेल

निकेल हे वातावरणातील आणि प्रयोगशाळेतील स्वच्छ आणि खारे पाणी, कार्बोनेट, एसीटेट्स, क्लोराईड्स, नायट्रेट्स आणि सल्फेट्स यांसारख्या क्षारीय आणि तटस्थ क्षारांना अनेक घटकांना प्रतिरोधक आहे. ऑक्सिजन नसलेले आणि गरम नसलेले सेंद्रिय ऍसिड निकेलला हानी पोहोचवू शकत नाहीत, तसेच 60% पर्यंत एकाग्रतेमध्ये एकाग्रता असलेल्या अल्कधर्मी पोटॅशियम हायड्रॉक्साइड (KOH) उकळत नाहीत.

क्षरण माध्यमे कमी करून ऑक्सिडायझिंग केल्याने, अल्कधर्मी किंवा अम्लीय क्षारांचे ऑक्सिडायझेशन, नायट्रोजन, ओलसर वायूयुक्त हॅलोजन, नायट्रोजन ऑक्साईड आणि सल्फर डायऑक्साइड यांसारख्या ऍसिडचे ऑक्सिडायझिंग केल्याने होते.

मोनेल धातू (67% निकेल पर्यंत आणि 38% तांबे पर्यंत) शुद्ध निकेलपेक्षा जास्त ऍसिड प्रतिरोधक आहे, परंतु मजबूत ऑक्सिडायझिंग ऍसिडच्या कृतीचा सामना करू शकत नाही. हे सेंद्रीय ऍसिडस्, मीठ द्रावणाच्या लक्षणीय प्रमाणात उच्च प्रतिकारांमध्ये भिन्न आहे. वातावरणीय आणि पाण्याचा गंज मोनेल धातूला धोका देत नाही; फ्लोराईड देखील त्याच्यासाठी सुरक्षित आहे. मोनेल धातू प्लॅटिनम सारख्या 40% उकळत्या हायड्रोजन फ्लोराईड (HF) ला सुरक्षितपणे सहन करेल.

अॅल्युमिनियम मिश्र आणि शुद्ध अॅल्युमिनियम

अॅल्युमिनियमची संरक्षणात्मक ऑक्साईड फिल्म सामान्य ऑक्सिडायझर्स, ऍसिटिक ऍसिड, फ्लोरिन, केवळ वातावरण आणि लक्षणीय प्रमाणात सेंद्रिय द्रव्यांना प्रतिरोधक बनवते.तांत्रिकदृष्ट्या शुद्ध अॅल्युमिनियम, ज्यामध्ये अशुद्धता 0.5% पेक्षा कमी असते, ते हायड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2) च्या कृतीसाठी खूप प्रतिरोधक असते.

तीव्रपणे कमी करणार्‍या वातावरणात कॉस्टिक बेसच्या कृतीमुळे ते नष्ट होते. सौम्य सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि ओलियम अॅल्युमिनियमसाठी भयंकर नाहीत, परंतु मध्यम-शक्तीचे सल्फ्यूरिक ऍसिड ते नष्ट करेल, तसेच गरम नायट्रिक ऍसिड देखील नष्ट करेल.

हायड्रोक्लोरिक ऍसिड अॅल्युमिनियमची संरक्षणात्मक ऑक्साईड फिल्म नष्ट करू शकते. पारा किंवा पारा क्षारांसह अॅल्युमिनियमचा संपर्क पूर्वीसाठी विनाशकारी आहे.

शुद्ध अॅल्युमिनियम हे गंजापेक्षा जास्त प्रतिरोधक असते, उदाहरणार्थ, ड्युरल्युमिन मिश्र धातु (ज्यात 5.5% तांबे, 0.5% मॅग्नेशियम आणि 1% मॅंगनीज), जे गंजण्यास कमी प्रतिरोधक असते. या संदर्भात सिलुमिन (11 ते 14% सिलिकॉन जोडणे) अधिक स्थिर आहे.

तांबे मिश्रधातू आणि शुद्ध तांबे

शुद्ध तांबे आणि त्याची मिश्रधातू खाऱ्या पाण्यात किंवा हवेत गंजत नाहीत. तांबे गंजण्यास घाबरत नाही: पातळ बेस, कोरडे NH3, तटस्थ लवण, कोरडे वायू आणि बहुतेक सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स.

कांस्य सारखे मिश्रधातू, ज्यामध्ये भरपूर तांबे असतात, आम्लांच्या संपर्कात येण्यास तोंड देतात, अगदी थंड केंद्रित किंवा गरम पातळ सल्फ्यूरिक आम्ल, किंवा खोलीच्या तापमानात (25 ° से) एकाग्र किंवा सौम्य हायड्रोक्लोरिक आम्ल.

ऑक्सिजनच्या अनुपस्थितीत, तांबे सेंद्रीय ऍसिडच्या संपर्कात खराब होत नाही. फ्लोरिन किंवा कोरड्या हायड्रोजन फ्लोराइडचा तांब्यावर विनाशकारी प्रभाव पडत नाही.

परंतु तांबे मिश्रधातू आणि शुद्ध तांबे ऑक्सिजन असल्यास, तसेच ओले NH3, काही ऍसिड लवण, ओले वायू जसे की ऍसिटिलीन, CO2, Cl2, SO2 यांच्या संपर्कात असल्यास विविध ऍसिडस्मुळे गंजलेले असतात. तांबे पाराशी सहज संवाद साधतो. पितळ (जस्त आणि तांबे) गंजण्यास फारसा प्रतिरोधक नसतो.

येथे अधिक तपशील पहा - इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये तांबे आणि अॅल्युमिनियम

शुद्ध जस्त

स्वच्छ पाणी, स्वच्छ हवेसारखे, जस्त खराब करत नाही. पण पाण्यात किंवा हवेत क्षार, कार्बन डाय ऑक्साईड किंवा अमोनिया असल्यास झिंकचा गंज सुरू होईल. झिंक तळांमध्ये विरघळते, विशेषत: पटकन — नायट्रिक आम्ल (HNO3) मध्ये, अधिक हळूहळू — हायड्रोक्लोरिक आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये.

सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स आणि पेट्रोलियम उत्पादनांचा सामान्यत: जस्तवर कोणताही गंजणारा प्रभाव नसतो, परंतु संपर्क दीर्घकाळ राहिल्यास, उदाहरणार्थ क्रॅक गॅसोलीनसह, गॅसोलीनची आम्लता वाढेल कारण ते हवेत ऑक्सिडाइझ होते आणि जस्तचा गंज सुरू होईल.

शुद्ध शिसे

पाणी आणि वातावरणातील गंज यासाठी शिशाचा उच्च प्रतिकार हे एक सुप्रसिद्ध सत्य आहे. तो गंजत नाही मी पुढाकार घेतो आणि मातीत असताना. परंतु जर पाण्यात भरपूर कार्बन डाय ऑक्साईड असेल तर शिसे त्यात विरघळेल, कारण शिसे बायकार्बोनेट तयार होते, जे आधीच विरघळते.

सर्वसाधारणपणे, शिसे हे तटस्थ द्रावणांना अत्यंत प्रतिरोधक असते, अल्कधर्मी द्रावणांना माफक प्रमाणात प्रतिरोधक असते, तसेच काही ऍसिडस्: सल्फ्यूरिक, फॉस्फोरिक, क्रोमिक आणि सल्फ्यूरिक. 25 डिग्री सेल्सिअस तापमानात एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिड (98% पासून) सह, शिसे हळूहळू विरघळू शकते.

48% च्या एकाग्रतेमध्ये हायड्रोजन फ्लोराईड गरम केल्यावर शिसे विरघळते. शिसे हायड्रोक्लोरिक आणि नायट्रिक ऍसिडसह फॉर्मिक आणि ऍसिटिक ऍसिडसह तीव्र प्रतिक्रिया देते. सल्फ्यूरिक ऍसिड लीड क्लोराईड (PbCl2) च्या किंचित विरघळलेल्या थराने शिसे झाकून टाकेल आणि पुढील विघटन पुढे जाणार नाही. एकाग्र केलेल्या नायट्रिक ऍसिडमध्ये, शिशावरही मिठाचा थर लावला जाईल, परंतु पातळ नायट्रिक ऍसिडमुळे शिसे विरघळेल. क्लोराईड, कार्बोनेट आणि सल्फेट्स शिशाच्या दिशेने आक्रमक नसतात, तर नायट्रेट द्रावण उलट असतात.

शुद्ध टायटॅनियम

चांगला गंज प्रतिकार हे टायटॅनियमचे वैशिष्ट्य आहे.हे मजबूत ऑक्सिडायझर्सद्वारे ऑक्सिडाइझ केलेले नाही, मीठ द्रावण, FeCl3, इत्यादींचा सामना करते. एकाग्र खनिज ऍसिडमुळे गंज होईल, परंतु नायट्रिक ऍसिड 65% पेक्षा कमी, सल्फ्यूरिक ऍसिड - 5% पर्यंत, हायड्रोक्लोरिक ऍसिड - 5% पर्यंत - टायटॅनियमचे गंज होणार नाही. बेस, अल्कधर्मी क्षार आणि सेंद्रिय ऍसिडचा सामान्य गंज प्रतिकार टायटॅनियमला ​​इतर धातूंपासून वेगळे करतो.

शुद्ध झिरकोनियम

झिरकोनियम हे टायटॅनियमपेक्षा सल्फ्यूरिक आणि हायड्रोक्लोरिक ऍसिडला अधिक प्रतिरोधक आहे, परंतु एक्वेरेजिया आणि ओले क्लोरीनला कमी प्रतिरोधक आहे. हायड्रोजन पेरॉक्साइड (H2O2) ला प्रतिरोधक, बहुतेक बेस आणि ऍसिडसाठी उच्च रासायनिक प्रतिकार आहे.

ठराविक क्लोराईड्सची क्रिया, उकळत्या एकाग्र हायड्रोक्लोरिक ऍसिड, एक्वा रेजीया (केंद्रित नायट्रिक HNO3 (65-68 wt.%) आणि खारट HCl (32-35 wt.%) यांचे मिश्रण, गरम केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि फ्युमिंग नायट्रिक ऍसिड-कारण गंज बद्दल, हा हायड्रोफोबिसिटी म्हणून झिरकोनियमचा गुणधर्म आहे, म्हणजेच हा धातू पाण्याने किंवा जलीय द्रावणाने ओले होत नाही.

शुद्ध टॅंटलम

टॅंटलमचा उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिकार काचेसारखाच आहे. त्याची दाट ऑक्साईड फिल्म क्लोरीन, ब्रोमिन, आयोडीनच्या कृतीपासून 150 डिग्री सेल्सियस पर्यंत तापमानात धातूचे संरक्षण करते. सामान्य परिस्थितीत बहुतेक ऍसिड टँटॅलमवर कार्य करत नाहीत, अगदी एक्वेरेजिया आणि एकाग्र नायट्रिक ऍसिडमुळे क्षरण होत नाही. अल्कधर्मी द्रावणांचा टॅंटलमवर व्यावहारिकदृष्ट्या कोणताही प्रभाव पडत नाही, परंतु हायड्रोजन फ्लोराईड त्यावर कार्य करते आणि एकाग्र गरम अल्कली द्रावणाचा वापर केला जातो, टॅंटलम विरघळण्यासाठी अल्कधर्मी वितळण्याचा वापर केला जातो.