Питтинговая (точечная) коррозия

Питтинги представляют собой разъедание металла на отдельных участках поверхностного слоя, в результате чего в этих местах образуются углубления. Для возникновения питтинга необходимо наличие электролита. Им могут быть и большой объем жидкости, и влажное твердое вещество, и пленка конденсата, и капельки воды, оставшиеся на поверхности. Для возникновения питтинга необходимо также присутствие кислорода.

Форма питтингов может быть самой различной — от мелких впадинок в форме блюдца до цилиндрических ямок, однако полость питтинга обычно имеет более или менее округлую форму, чаще всего форму полусферы. Этим питтинг отличается от межкристаллитной коррозии, которая происходит как бы в узком тоннеле вдоль границ зерен и обнаруживается только при металлографическом исследовании поперечного сечения. Межкристаллитная коррозия может происходить наряду с питтинговой, при этом трещина развивается в глубь металла и в сторону от питтинга. Первопричиной питтингового поражения служит разность потенциалов на поверхности.

Рост питтинга на ранних стадиях представляет собой автокаталитический процесс. Возникновение питтинга связано с нарушением сплошности поверхностной оксидной пленки на участке, соседнем с катодной частицей. Если в коррозионном растворе присутствует ион меди, то он осаждается на катодной частице и таким образом способствует увеличению разности потенциалов. По мере роста полости питтинга (анода) коррозионная среда в ней становится кислотной (pH = 3/4), а участки, греды, окружающие катодную частицу, - слегка щелочными. Такая локальная неоднородность среды увеличивает движущую силу процесса -разность потенциалов в локальной ячейке, а также ток в питтинге. Как только достигается устойчивое состояние, ток в питтинге становится постоянным и контролируется поверхностным катодом, т.е. участками поверхности, находящимися под влиянием электрической проводимости электролита. Соседние питтинги становятся конкурирующими по отношению к катодным участкам. Как правило, чем больше число питтингов, тем меньше глубина самого глубокого питтинга. В глубоких питтингах, которые прикрыты, как шапкой, продуктами коррозии, роль поверхностных катодных участков меньше, но более важна, по-видимому, величина pH в растворе в полости питтинга.

Состав электролита оказывает сильное влияние на процесс возникновения и скорости роста питтингов на алюминии. Влияние многих анионов и катионов сложно и неполностью понятно. Эти вопросы освещены в работе.

Во всех случаях темп увеличения глубины питтинга значительно снижается во времени. Это обсуждалось ранее, когда рассматривалось влияние различных сред на коррозионное поведение алюминия. Различные стадии питтинговой коррозии описаны в работе Годарда.

Алюминий очень высокой степени чистоты, нолученный методом двойного переплава (марка 1099), отличается высоким сопротивлением питтинговой коррозии, причем оно гораздо выше, чем у любого из промышленных алюминиевых сплавов. У сплава 3003, изготовленного также на основе высокочистого алюминия для экспериментальной кухонной посуды, также обнаружено очень высокое сопротивление питтинговой коррозии. Из промышленных сплавов наименьшие вероятность возникновения питтингов и глубина поражения ими у сплавов серии 5ХХХ. С ними могут сравниться сплавы системы Al-Mn (серия 3ХХХ) с низким содержанием меди (<0,04 %), однако при 0,15 % Cu питтинговая коррозия становится более интенсивной, особенно в морской воде. У алюминия промышленной чистоты (серия IXXX) склонность к питтинговой коррозии уменьшается с повышением чистоты материала и снижением содержания железа и меди в сплаве. В сплавах системы Al-Mg-Si (серия 6ХХХ) питтинговая коррозия сочетается с межкристаллитной. Например, на поверхности прессованных полуфабрикатов из сплава 6351 в тяжелых условиях загрязненной промышленной атмосферы и в морской воде появляются мелкие пузыри. Листы сплавов систем Al-Cu (серия 2ХХХ) и Al-Zn-Mg-Cu (серия 7ХХХ) обычно плакируют для защиты от питтинговой коррозии.