24.01.2015

Исходные составляющие широко применяемых в технике металлов встречаются в земной коре почти исключительно в виде оксидов, отчасти в виде других, иногда сложных соединений. Для того чтобы это сырье перевести в состояние металла, нужно затратить энергию. Затраты на производство металлов зависят от их склонности к окислению, которая связана с их положением в электрохимическом ряду напряжений. Для изготовления 1 т разных конструкционных материалов требуется теплотворность количества нефти, во много раз превышающего полученное количество материала (табл. 14.1).
Соответственно расходу энергии для создания металлического состояния последнее находится на более высоком энергетическом уровне, чем окисленное. Поэтому металлы имеют склонность при снижении свободной энергии Гиббса на величину AG снова перейти в термодинамически более стабильное соединение. Это является движущей силой для протекания коррозионных процессов.
Понятие коррозии определяется по DIN 50900 как реакция металлического материала с окружающей средой, которая вызывает измеряемое изменение самого материала и может привести к нарушению функции металлической детали или всей системы в целом. Тот факт, что коррозия происходит на поверхности раздела фаз металл — окружающая среда, позволяет понять, что степень повреждения детали идет не параллельно с энергией, первоначально затраченной для создания металлического состояния. При таком толковании нелегированная сталь должна бы быть среди конструкционных материалов (см. табл. 14.1) наиболее коррозионностойкой. Однако это не соответствует действительности, что показывает большое значение продуктов реакции, возникающих при коррозионном процессе.
Коррозия

При коррозии в кислородсодержащих водных средах, например, на коррозионностойких сталях и на легких металлах образуются защитные покровные слои, препятствующие процессу растворения металла в среде.
Реакции материала, которые ведут к его изменению при снижении свободной энергии Гиббса, могут иметь электрохимическую или же чисто химическую природу. Освобождающаяся при процессах энергия поэтому эквивалентна электродвижущей силе и/или количеству освобожденного тепла. Коррозионные процессы протекают преимущественно при низкой температуре и при наличии влажности как электрохимические процессы. Реакции происходят на поверхности раздела фаз жидкий — твердый. В области высоких температур происходит первичное разрушение материала на поверхности раздела фаз газообразный — твердый.
Для начала и поддержания коррозионных процессов нужно подвести разрушающую среду к поверхности материала, а также отвести продукты коррозии. Поэтому процессы удаления вещества и электронов происходят по механизмам транспортировки ионов, диффузии и удельной проводимости металла.