Принципы коррозионностойкого легирования

Если легирующий элемент, обладающий более высокой коррозионной стойкостью или лучшей пассивируемостью, образует с основным металлом твердый раствор в достаточно широком диапазоне концентраций, коррозионная устойчивость сплава при условии незначительной диффузионной подвижности его компонентов резко возрастает при определенных содержаниях легирующего элемента, кратных 1/8 его атомной доли (правило n/8 Таммана). Скачкообразное изменение коррозионной стойкости с изменением состава сплава, объясняется образованием в сплаве при определенных концентрациях сверхструктур, характеризующихся упорядоченным расположением атомных плоскостей, обогащенных атомами более благородного или легко пассивирующегося металла. Конкретные значения пороговых концентраций зависят как от природы легирующей добавки, так и от состава коррозионной среды.

В соответствии с правилом n/8 могут быть рассчитаны теоретически возможные пороги устойчивости двойных и тройных металлических систем, что позволяет более рационально подойти к выбору состава коррозионностойких сплавов. Для расчета содержания легирующего элемента в стойком бинарном сплаве, выраженного в массовых процентах применяются соотношения:

: = , (5.1)

Х+У = 100, (5.2)

где X и У - массовые концентрации (в расчете на 100 г сплава), а А_А и А_В - атомные массы компонентов сплава, а параметр n имеем значения oт 1 до 7.

Для тройного сплава:

, (5.3)

X+Y+Z = 100, (5.4)

где, входит массовый процент Z и атомная масса A_С третьего компонента, а также целые числа n₁ и n₂.

Правило Таммана в значительной степени носит феноменологический характер. Исследования по изучению влияния легирования на коррозионную стойкость сплавов показали, что не всегда содержание легирующего компонента, вызывающее скачкообразное увеличение коррозионной стойкости, строго соответствует правилу n/8. При этом скачкообразное увеличение коррозионной стойкости при легировании сплава более легко пассивирующимся компонентом может происходить и без образования упорядоченного твердого раствора.