Corrosion

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CAPITULO 7 OXIDACION YCORROSIONDE METALES

7.1

DEFINICION

Puede definirse la corrosión como la reacción de un metal con el medio que lo rodea. Esta definición limita el campo de estudio a aquellos procesos en que participan los metales y sus aleaciones, excluyendo aquellos materiales, tales como madera, plástico, cerámica y otros, los que presentan también un proceso natural dedesgaste o envejecimiento, pero que no será objeto de nuestro estudio en este curso. Todos los metales que el hombre utiliza los extrae de la naturaleza. En ella éstos se encuentran generalmente combinados formando compuestos más estables (óxidos y sales). Sólo algunos metales, los denominados metales nobles, pueden ser encontrados en pequeñas cantidades, en su forma elemental como metales puros,como por ejemplo se habla de cobre nativo, oro, plata, etc. Cuando el elemento metálico se encuentra combinado, formando parte de un mineral, el hombre deberá realizar un aporte importante de energía con el propósito de transformarlo y llevarlo a su estado metálico. Dicho proceso que se inicia con el retiro del mineral desde la mina, pasa por una etapa de conminución o reducción de tamaño,continuando por una fase de separación y terminado en una etapa de purificación o refinación. Mientras mayor es la energía requerida para llevar a cabo dicho proceso global, mayor es la inestabilidad del material, es decir mayor es la tendencia del metal de regresar a su estado combinado, lo que ocurre a través de la corrosión del metal, como se muestra en la figura 7.1.

ESTABLE ESTADO COMBINADO: OXIDOSSALES

CONMINUCION CHANCADO MOLIENDA

SEPARACION HIDROMETAL. PIROMETAL.

REFINACION PURIFICACION

INESTABLE METAL

PURO
( Zn, Fe, Cu)

CORROSION Figura 7.1: Ciclo de transformación estado combinado – metal – estado combinado. Analizando la definición de corrosión que hemos aceptado, nos daremos cuenta que ésta presenta ciertas imprecisiones que es necesario aclarar. Para empezar, estáimplícito que durante la reacción con el medio el material se daña lo que no siempre sucede, por ejemplo el cobre
Ciencia de Materiales IN-685. . Departamento de Ingeniería. Universidad Arturo Prat.

112 expuesto durante tiempo prolongado a la atmósfera ambiente forma una capa adherente de una pátina verdosa, lo que corresponde aproximadamente a la estructura de CuSO4x2Cu(OH)2, que aísla elmetal del posterior efecto nocivo de la atmósfera. También el titanio y el aluminio, que son elementos bastante activos químicamente, forman con el oxígeno del aire óxidos protectores que permiten que estos metales puedan resistir prolongadamente el efecto del medio atmosférico. Por otra parte en ocasiones se utiliza la corrosión de determinado material para proteger otro elemento metálico de mayorinterés, como sucede con el desgaste del cinc o del magnesio cuando son utilizados como ánodos de sacrificio para proteger estructuras de acero. Los componentes de un sistema de corrosión Cuando se utiliza un material metálico con un fin determinado, se deben considerar sus propiedades físico-quimicas y mecánicas, pero éstas no pueden separarse de las características del medio en que se encuentrael material, así como de las reacciones que son posibles en la interfase metal/medio ambiente. Los factores que deben considerarse en cada componente de un sistema en corrosión son 1. Metal: su composición, estructura atómica, heterogeneidades microscópicas y macroscópicas. 2. Medio circundante: su naturaleza química, concentración de la especie reactiva, presión, temperatura, velocidad, etc. 3.Interfase metal/medio: la cinética de la disolución del metal, cinética de la reducción de la especie en solución, naturaleza y localización de los productos de la reacción, velocidad de formación y disolución de las capas de óxido, etc. Las heterogeneidades asociadas con el metal han sido clasificadas como: Atómicas: sitios planos, bordes, aristas, dislocaciones, etc. Microscópicas: límites de...