ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Утверждаю
_____________________
Руководитель ООП
по направлению 150400
зав. кафедрой металлургии
проф.
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ»
Направление: 150400 «Металлургия»
Профиль: «Металлургия цветных металлов»
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная
Составитель: асс.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ
Составитель: асс. А. В. ЦЫБИЗОВ
Кафедра металлургии
1. Цели и задачи дисциплины:
Цель дисциплины – научить будущих бакалавров по металлургии цветных металлов методам теоретического и практического исследования коррозии металлов и сплавов, выработать навыки по применению этих методов для разработки средств защиты металлов и изделий из них в условиях металлургического производства.
Задачи дисциплины – изучение теоретических основ газовой, химической и всех видов электрохимической коррозии металлов и сплавов; изучение методов коррозионных исследований и способов защиты металлических конструкций от любых видов коррозионных разрушений.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Учебная дисциплина «Коррозия и защита металлов» является дисциплиной базовой части профессионального цикла.
Для освоения учебного материала данной дисциплины необходимы знания по математике, физике, общей и физической химии. Необходимо работать с информацией из различных источников; уметь пользоваться высокотемпературными установками лаборатории; иметь знания по технике безопасности при работе в пирометаллургической лаборатории.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Изучение дисциплины «Коррозия и защита металлов» направлено на формирование у студентов следующих компетенций: ОК-1, 6, 10, 13, ПК-1, 2, 11, 12, 21.
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать: химическую коррозию металлов; электрохимическую коррозию металлов; коррозийно-механическое разрушение металлов и локальную коррозию; коррозию металлов в различных условиях; коррозию основных конструкционных металлов и сплавов; способы защиты металлов от коррозии; методы коррозионных исследований.
уметь: определять термодинамическую вероятность химической коррозии металлов и сплавов; исследовать кинетику и механизм газовой коррозии и влияние на них внутренних и внешних факторов; оценивать термодинамическую устойчивость металлов на основе диаграмм: потенциал – кислотность; исследовать кинетику электродных процессов и влияние внутренних и внешних факторов на скорость электрохимической коррозии; исследовать коррозию в различных нестандартных условиях; исследовать и оценивать коррозию основных конструкционных металлов и сплавов; применять различные способы защиты металлов от коррозии; использовать различные методы исследования коррозии металлов.
владеть: навыками логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь, работать в команде.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестр |
4 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 90 | 90 |
В том числе: | ||
Лекции | 36 | 36 |
Практические занятия (ПЗ) | 18 | 18 |
Семинары (С) | ||
Лабораторные работы (ЛР) | 36 | 36 |
Самостоятельная работа (всего) | 54 | 54 |
В том числе: | - | - |
Курсовой проект (работа) | ||
Расчетно-графические работы | ||
Реферат | ||
Другие виды самостоятельной работы | 54 | 54 |
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | экзамен | |
Общая трудоемкость час зач. ед. | 144 | 144 |
4 | 4 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Введение. | Понятие о коррозии металлов как о научной дисциплине. Роль отечественных ученых в развитии теории коррозии и защиты металлов. Вред коррозии и значение защиты металлов для народного хозяйства России. Классификация коррозионных процессов по условиям протекания и классификация коррозионных разрушений. |
2. | Химическая коррозия. | Основные факторы коррозии металлов. Положение элементов в периодической системе элементов, термодинамическая активность металлов, состав и структура металлов, наличие в металле механических повреждений и напряжений и др. Термодинамика химической коррозии. Оценка газовой коррозии металлов по величинам изменения энергии Гиббса. Механизм химической коррозии металлов. Адсорбция окислителей на металлах. Образование пленки продуктов коррозии на металлах. Кинетика и механизм газовой коррозии. |
3. | Электрохимическая коррозия. | Электродные потенциалы металлов и электрохимический механизм коррозии металлов. Потенциалы металлов в электролитах и факторы, влияющие на их величину. Электрохимический механизм коррозии металлов. Термодинамика электрохимической коррозии металлов. Оценка термодинамической устойчивости металлов на основе диаграмм потенциал – кислотность. Кинетика электродных процессов и работа гальванического коррозионного элемента. Влияние различных факторов на кинетику электродных процессов. Анализ коррозионного процесса с точки зрения работы короткозамкнутого гальванического элемента. Поляризационные кривые. Анодный процесс электрохимической коррозии металлов. Различные факторы, определяющие деполяризацию анода при коррозии. Катодный процесс электрохимической коррозии. Коррозионные процессы с кислородной или водородной деполяризацией. Многоэлектродные системы и структурная коррозия. Пассивность металлов. Термодинамическая устойчивость металлов, состав и структура сплава, состояние поверхности. Влияние на скорость электрохимической коррозии радиоактивного, ультразвукового и микробиологического воздействия. Коррозионно-механическое разрушение металлов и локальная коррозия. Влияние статических напряжений на электрохимическое поведение сплавов и на скорость коррозии. Коррозионное растрескивание. Коррозионная усталость металлов. Коррозия при трении и кавитации. Основные виды локальной коррозии – щелевая, точечная и межкристаллитная коррозия. Коррозия металлов в различных условиях. Атмосферная коррозия. Подземная коррозия. Коррозия в морской воде. Коррозия металлов в расплавленных солях. Коррозия основных конструкционных металлов и сплавов. Общая характеристика металлов и сплавов, применяемых в народном хозяйстве в качестве конструкционных материалов. Жаростойкие и жаропрочные сплавы. Коррозия железа и его сплавов. Коррозия цветных металлов и их сплавов. Способы защиты металлов от коррозии. Защита от коррозии воздействием на металл. Коррозионное легирование. Металлические защитные покрытия. Неметаллические защитные покрытия. Ингибиторы коррозии и антикоррозионные смазки. Электрохимическая защита металлов. Защита от коррозии обработкой коррозионной среды. Основные типы конструкционных материалов, заменяющих металлы в агрессивных средах. Методы коррозионных исследований. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||
1 | 2 | 3 | ||
1. | Теория электрометаллургических процессов | х | ||
2. | Теория гидрометаллургических процессов | х | х | |
3. | Теория пирометаллургических процессов | х | х | |
4. | Металлургическая гидроаппаратура | х | х |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц., час. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин. | СРС | Всего час. |
1. | Введение. | 2 | 2 | ||||
2. | Химическая коррозия. | 10 | 12 | 6 | 27 | 55 | |
3. | Электрохимическая коррозия. | 24 | 24 | 12 | 27 | 87 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1 | 2 | Изучение кинетики высокотемпературной газовой коррозии различных металлов и сплавов | 8 |
2 | 2 | Экспериментально-графическое определение энергии активации газовой коррозии различных металлов и сплавов | 4 |
3 | 3 | Построение поляризационных диаграмм коррозии и графический анализ работы коррозионного элемента | 10 |
4 | 3 | Анодирование алюминия и его сплавов | 10 |
5 | 3 | Изучение основных режимов защиты металлов методом фосфатирования их поверхности | 4 |
7. Практические занятия (семинары)
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. | 2 | Термодинамические расчёты процесса химической коррозии | 6 |
2. | 3 | Термодинамические расчёты процесса электрохимической коррозии | 12 |
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. , , . Справочник "Свойства элементов" в 2 томах. 2003.
2. Основы металлургического производства. Металлургия. 2000. 240 с.
б) дополнительная литература
3. Томашов коррозии и защиты металлов. М.: изд. АН СССР, 1959.
4. Скорчеллетти основы коррозии металлов. Л.: Химия, 1973.
5. Лайнер покрытия металлов. М.: Металлургия, 1973.
6. , Чернова и коррозионно-стойкие сплавы. Учебное пособие. М.: Металлургия, 1981.
7. , , Ефимов и защита металлов.
8. Жук теории коррозии и защиты металлов. Учебное пособие. М.: Металлургия, 1976.
в) учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
1. Кинофильм "Защита от коррозии строительных конструкций предприятий – ТСО № 7/34.
2. Демонстрационные материалы в виде презентаций.
9. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
1. Специализированной лаборатории – нет.
2. Основные приборы (потенциостат, самопишущие милливольтметры, электропечи, установки и стенды) требуют постоянного высококвалифицированного обслуживания и замены.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Программа предусматривает возможность обучения в рамках традиционной поточно-групповой системы обучения. При этом обучение рекомендуется в течение одного семестра: для бакалавров — в IV семестре.
