Коррозия низколегированных сплавов на основе систем алюминий - магний - щелочноземельный металл тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Махсудова, Мусалам Солеховна АВТОР
кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Душанбе МЕСТО ЗАЩИТЫ
2009 ГОД ЗАЩИТЫ
   
02.00.04 КОД ВАК РФ
Диссертация по химии на тему «Коррозия низколегированных сплавов на основе систем алюминий - магний - щелочноземельный металл»
 
Автореферат диссертации на тему "Коррозия низколегированных сплавов на основе систем алюминий - магний - щелочноземельный металл"

На правах рукописи

МАХСУДОВА МУСАЛАМ СОЛЕХОВНА

КОРРОЗИЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМ

АЛЮМИНИЙ - МАГНИЙ -ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЙ МЕТАЛЛ

Специальность: 02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Л

2 б ¿--Э

Душанбе - 2009

003465049

Работа выполнена в лаборатории «Коррозионностойкие материалы» Института химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан

Научные руководители: доктор химических наук, академик

АН Республики Таджикистан, профессор Ганиев Изатулло Наврузович

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Норова Муаттар Турдиевна

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Джураев Тухтасун Джураевич

кандидат химических наук, доцент Вахобова Рано Узбековна

Ведущая организация: Таджикский государственный

педагогический университет им. С. Айни, кафедра общей и неорганической химии

Защита диссертации состоится «1» апреля 2009г. в 12°° часов на заседании диссертационного совета ДМ 047.003.01 при Институте химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан по адресу: 734063 г. Душанбе ул. Айни 299/2. E-mail: gulchera@list.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан.

Автореферат разослан « 27 » февраля 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

^■Саль? Касымова Г.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Алюминий и его сплавы широко применяют в электротехнике в качестве проводникового материала. Как проводниковый материал алюминий характеризуется высокой электро и теплопроводностью, малой плотностью, высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, высокой стойкостью против воздействия химических веществ, нейтральным поведением по отношению к изоляционным материалам, например к маслам, лакам и термопластам (в том числе и при повышенных температурах), малой магнитной восприимчивостью, а также образованием неэлектропроводного, легко устранимого порошкообразного продукта (А 120з) в электрической дуге.

В последние годы для улучшения коррозионной устойчивости и электрохимических свойств алюминиевые сплавы микролегируются щелочноземельными металлами - Са, 8г, Ва. Подобные исследования проводились для сплавов алюминия с кремнием, медью, цинком, бериллием и литием. Настоящее исследование посвящено изучению влияния ЩЗМ, как легирующих добавок, на электрохимическое поведения и окисляемость алюминиево-магниевых сплавов.

Цель работы заключается в разработке составов низколегированных электротехнических сплавов,' на основе систем алюминий-магний-щелочноземельный металл и способа повышения их коррозионной стойкости. '

Для; достижения ' поставленной цели были решены следующие задачи:

-исследовано коррозионно-электрохимическое поведение сплавов, А1+0.2%М£, содержащих ЩЗМ и А1+0.05% ЩЗМ, легированных магнием в нейтральной среде— КаС1;

-методом термогравиметрии исследованы механизм и кинетика окисления сплавов Al+0.2%Mgí содержащих ЩЗМ и А1+0.05% ЩЗМ, легированных магнием;

-изучены кинетические и энергетические параметры процесса окисления алюминиевых сплавов с магнием и ЩЗМ в твердом состоянии;

-расшифрован фазовый состав продуктов окисления сплавов. Научная новизна выполненных исследований состоит в: -установлении электрохимических характеристик процессов коррозии сплавов А1+0.2%М§, содержащих ЩЗМ и А1+0.05% ЩЗМ, легированных магнием;

- выявлен механизм действия ЩЗМ, как эффективной анодной добавки; улучшающей коррозионную стойкость сплавов алюминия с магнием в, среде электролита МаС1;

- определено влияние концентрации хлорид ионов на скорость коррозии сплавов;

-. установлен механизм окисления . алюминиево-магниевых сплавов, легированных ЩЗМ , и влияние магния на окисляемость сплавов алюминия со щелочноземельными металлами; ,, ^ определен фазовый состав., продуктов окисления и выявлена их роль на процесс окисления.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке и оптимизации состава проводниковых алюминиево-магниевых сплавов, легированных ЩЗМ для электротехнической отрасли.

Апробация , работы. Основные результаты диссертационной "■работы докладывались: на Республиканской конференции молодых ученых "Вклад молодых ученых в развитие науки" , (Душанбе, 1999г.), научной конференции «Роль города Душанбе в развитии науки и культуры Таджикистана»,, посвященной 80-летию города Душанбе (Душанбе, 2007г.), научно-практической конференции молодых -исследователей « Молодёжь - создатель будущей страны», (Душанбе, 2006г.), Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования в XXI веке», посвященной 50-летию ТТУ им. М.С. Осими, (Душанбе,, 2С|07г.), ■ Международной конференции, посвященной 100-летию академика С.У. Умарова «Современные проблемы физики», (Душанбе, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано .13 работ, в том ( числе 2 статьи в журнале,- рекомендованном ВАК РФ.. •;:.;; ■;

Объем и структура работы. Диссертация сострит из введения, 1; 'Обзора литературы, трех глав, выводов и списка литературы. Работа 'изложена на 128 страницах компьютерного: набора, , включая 47 таблиц, 28 рисунков и 90 библиографические, ссылки. .... .

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены предпосылки и основные проблемы исследования* обоснована актуальность работы, раскрыта структура диссертации.

В первой главе описаны особенности структурообразования и физико-химические свойства алюминиевых сплавов с магнием и ЩЗМ. Приведены коррозионное и электрохимическое поведение алюминиево-магниевых сплавов и окисление сплавов алюминия, с ЩЗМ.

Из обзора литературы следует:

1. Имеющиеся в литературе данные относятся в основном к коррозии алюминия и известных промышленных сплавов в различных средах. Сообщается о влиянии добавок магния на коррозионное поведение алюминия в различных условиях. Подробные сведения о коррозионном поведении промышленных алюминиево-магниевых сплавов отсутствуют, хотя имеются многочисленные данные о физико-механических свойствах указанных сплавов и влиянии на них термической обработки.

2. Окислению алюминия посвящены многочисленные работы, и незначительная информация имеется о процессах окисления магния и ЩЗМ. Установлено, что кинетика окисления данных сплавов подчиняется параболическому закону. Подробно изучены продукты окисления сплавов и установлена их роль в процессе окисления,

3. Отсутствуют сведения по коррозии алюминиево-магниевых сплавов, легированных ЩЗМ и окислению тройных сплавов систем алюминий-магний-ЩЗМ. В связи с этим была поставлена задача исследования процессов электрохимической коррозии и высокотемпературного окисления алюминиево-магниевых сплавов, легированных ЩЗМ.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ АЛД)МИНИЯ С МАГНИЕМ И ЩЗМ

Методика исследования коррозионно-электрохимических свойсти ,,сплавов. В качестве объекта исследования использовали алюминии -,чарки Л995, магиий-Мг-90 (I ОСТ804-72), кальций,КМ1, стронции QrMl, барий БМ1. Из указанных металлов были получены сплавы.в корундовых тиглях в печи сопротивления при температуре 750-800°С под слоем флюса, состоящего из NaCl, КС1 и LiCl.

Были получены серии сплавов вдоль двух разрезов: сплавы первого разреза содержали постоянное количество ЩЗМ -0.05мас%, а содержание магния изменялось от 0.1 до 1.0мас%;

сплавы второго разреза содержали постоянное количество магния г 0.2мас%, а содержание ЩЗМ изменялось от 0.01 до 0.5мас%.

Из полученного расплава для исследования коррозионно-электрохимических свойств сплавов отливались цилиндрические образцы диаметром 8-10мм и длиной 60-100мм, боковая часть которых изолировалась так, что рабочей площадью служил торец электрода. Каждый образец предварительно отшлифовывали, обезжиривали спиртом и погружали в исследуемый раствор NaCl чда (TQCT 4233-77) для установления стационарного потенциала коррозии. .

Электрохимические исследования алюминиевых сплавов с машисм . и ЩЗМ проводились на . потенциостате ПИ-50-1 в поте ншюлiша м ичес ко м режиме со скоростью развёртки 2мВ/с, выходом на программатор П.Р-8 и самозаписью на ЛКД-4. Температура раствора в ячейке поддерживалась постоянной (20°С) с помощью термостата MJI1II-8. Электродом сравнения служит хлорсеребряный, вспомогательным - платиновый.. , .При электрохимических испытаниях, потенциодинамические образцу поляризовали в положительном направлении от потенциала установившегося при погружении, до резкого возрастания тока в результате питгангообразования. Затем поляризовали в обратном направлении до потенциала -1600 мВ, в результате чего происходило родщелачивание щжэлектродного слоя поверхности сплава, наконец, образцы поляризовали вновь в положительном направлении. .,,,,. Гравиметрический метод. Ускоренные испытания на общую коррозию для получения сравнительных данных по коррозионной стойкости сплавов проводили в соответствии с ГОСТом 9.017-74. Испытания проводили на образцах одинаковых размеров и формы, одного способа подготовки поверхности, одного направления вырезки образца по отношению к направлению литья. Поверхность образцов обезжиривши, ацетоном, .травили 10%-ным раствором едкого натра при температуре 55°С в течение 1г2 мин. Далее образцы промывали проточной водой, осветляли в 30%-ном. растворе азотной кислоты в ¡течение, 2-3 минут и вновь промывали в проточной воде, а затем в дистиллированной воде при температуре 70-90°С и высушивали.

Оценку коррозионной стойкости сплавов производили путём взвешивания на анали тических весах с погрешностью не более 0.0001г до и после испытаний в растворе 3%-ного ЫаС1 +0.1% Н2О2, предварительно удалив продукты коррозии. Удаление продуктов коррозии производили при температуре 95-98°С и выдержке в течение 10-30 мин. в растворе, содержащем 35 мл 85%-ной фосфорной кислоты, 20г хромового ангидрида и 945 мл дистиллированной воды. После удаления продуктов коррозии образцы промывали в проточной воде, затем в дистиллированной воде, сушили в сушильном шкафу при температуре 105±2°С в течение 5 мин., помещали в эксикатор на 24 часа и затем взвешивали.

Коррозионные потери образца (Дт) в г/и2 вычисляли по формуле

Дт-то-т/Б,

где - то - масса образца до испытания,, т - масса образца после удаления продуктов коррозии, Б - поверхность образца до испытания, м".

Скорость коррозии (К) в г/м2- час вычисляли по формуле:

К= ДтЛ- Б, где: t - продолжительность испытаний, час. Характер коррозии определялся визуально. Влияние магния на коррозионно-электрохимические свойства

сплава А1+0.05% ЩЗМ в среде электролита Исследования проводились в нейтральной средс 3% раствора ЫаС1 согласно ГОСТу 9017 - 74, т.е. в имитате морской воды с учётом влияния хлорид ионов на коррозионно-электрохимическое поведение алюминиево-магниевых сплавов, легированных кальцием. Исследование алюминиево-магниевых сплавов, легированных кальцием проводились также в среде хлорида натрия с концентрацией 0.3 и 0.03% потенциодинамическим методом, со скоростью развёртки потенциала 2 мВ/с. На полученных, таким образом, поляризационных кривых определяли основные электрохимические характеристики сплавов; потенциал питтингообразования (-Епо), потенциал и ток коррозии (Екор и 1кор), потенциал репассивации (ЕрП), определяемый графически как первый изгиб на обратном ходе аноднрй кривой или как точка пересечения прямого и обратного хода. Расчёт тока коррозии как основной электрохимической характеристики процесса коррозии проводили по катодной кривой с. учётом таффеловской наклонной. Вк 0.12В, поскольку в нейтральных средах процесс питтинговой коррозии алюминия и его сплавов • контролируется

катодной реакции ионизации кислорода. Скорость коррозии в свою очередь является функцией тока коррозии, найденной по формуле:

К = 1кор К,

где: К = 0.335 г/А • ч для алюминия.

Исследования временной зависимости потенциала свободной коррозии исходного сплава А1+0.05мас%Са и сплавов, легированных различным количеством магния приведенные в табл.1 свидетельствуют, что в первые минуты погружения сплава в раствор электролита происходит смещение потенциала в положительную область. Так, после одного часа выдержки в растворе электролита 3%-ного ЫаС1 потенциал коррозии нелегированного сплава составляет -0.960 В, а у сплава содержащего 1.0мас% М^ -0.850 В.

Коррозионно-электрохимическое поведение сплавов

исследовалось также от концентрации электролита N<1(21. В табл. 1-2 представлены результаты исследования. С уменьшением концентрации хлорид ионов в 10, 100 раз потенциал свободной коррозии уменьшается, что свидетельствует о повышении коррозионной стойкости сплавов. Это подтверждается исследованиями скорости коррозии сплавов с различным содержанием магния в указанных средах (табл.3). Добавки магния до 1.0 мас% во всех исследованных средах повышают коррозионную стойкость сплавов. ,

Таблица 1

Изменение потенциала свободной коррозии сплава А1+0.05% Са, легированного магнием от концентрации электролита КаС1

содержание М§, мас% Есв. КОрВ

0.03% ЫаС1 0.3% N:\C1 3% №С1

- 0.850 0.920 0.960

0.1 0.810 0.850 0.920

0.2 0.800 0.840 0.910

0.4 0.780 0.820 0.902

1.0 0.720 0.794 0.850

к. Учитывая питтинговый механизм коррозии алюминиево-: магниевых сплавов особое внимание было уделенб, определению ¡потенциала пщтингообразования сплавов и влиянию на него

Таблица 2

Изменение пбтенциала питтиигообразования сплава А1+0.05% ЩЗМ, легированного магнием от концентрации электролита ЫаС1 '

содержание, ЩЗМ и Mg мас% -Ец.о, В

ЩЗМ Mg 0.03% NaCl 0.3%NaCl 3% NaCl

Са - 0.620 0.700 0.750

0.1 0.520 0.650 0.700

0.2 0.520 0.640 0.680

0.4 0.480 0.620 0.680

1.0 0.480 0.620 0.680

Sr - 0.620 0.680 0.725

0.1 0.600 0.620 0.680

0.2 0.590 0.627 0.670

0.4 0.600 0.600 0.660

0.7 0.595 0.600 0.600

1.0 0.595 0.580 0.660

Ва - 0.640 0.680 0.725

0.1 0.640 0.670 0.720

0.2 0.640 0.660 0.720

0.4 0.620 0.640 0.715

0.7 0.610 0.630 0.700

1.0 0.610 0.630 0.700

легирующего элемента, а так же концетрации электролита. Результаты исследования, приведенные в табл.2 показьтают, что добавки магния к сплавам алюминия с ЩЗМ независимо от концентрации электролита смещают потенциал пиггангообразования

в положительную область, делая тем самым, исходный сплав более питтингоустойчивым. Также установлено, что по мере уменьшения концентрации хлорид ионов в электролите потенциал питгинго-образования увеличивается, что свидетельствует о повышении стойкости сплавов к питтинговой коррозии.

Таблица 3

Зависимость скорости коррозии сплава А1+0.05мас% ЩЗМ, _от содержания магния в среде электролита №С1_

содержание, мас% скорость коррозии

0.03% ЫаС1 0.3% №С1 3% ЫаС1

ЩЗМ м§ ю:2 К- 10"г кор 10"" К-10"3 1кор- 10" К- 10"'

А/м: г/м2.ч А/м2 г/м2.ч А/м2 г/м2.ч

Са - 0.012 4.02 0.015 5.02 0.018 6.03

0.1 0.010 3.35 0.012 4.02 0.015 5.02

0.2 0.007 2.34 0,009 3.02 0.012 4.02

0.4 0.006 2.01 0.008 2.68 0.010 3.35 .

1.0 0.005 1.68 0.0075 2.51 0.009 3.02

Бг - 0.013. 4.36 0.016 5.36 0.018 6.03

0.1 0.011 3.68 0.013 4.36 0.015 5.02

0.2 0.0098 3.28 0.011 3.68 0.014 4.69

0.4 0.0092 3.08 0.010 3.35 0.013 4.36

0.7 0.0068 2.28 0.095 3.18 0.012 4.02

1.0 0.0062 2.08 0.0090 3.02 0.011 3.68

Ва - 0.014 4.69 0.018 6.03 0.020 6.70

0.1 0.012 4.02 0.015 5.02 0.017 5.69

0.2 0.010 3.35 0.013 4.36 0.015 5.02

0.4 0.0089 2.98 0.011 3.68 0.014 4.69

0.7 0.0080 2.68 0.011 3 .69 , 0.014 4.69

1.0 ■ 0.0070 2.34 0.010 3.35 0.012 4.02

В табл. 3 приведена зависимость скорости коррозии сплава А1+0.05мас% ЩЗМ от содержания магния при различных концентрациях электролита. Как видно, легирование всех сплавов магнием, уменьшает плотность тока коррозии, что сопровождается снижением скорости коррозии. Повышение коррозионной стойкости сплавов, содержащих до 1.0мас% магния, объясняется, на наш взгляд, образованием защитной плёнки на поверхности образцов отличающихся отсутствием дефектов и устойчивостью к ионам хлора.

Независимо от состава электролита в ряду сплавов систем . А1+ЩЗМ+1\%, наименьшей скоростью коррозии обладают сплавы системы А1-Са-М§.

Влияние ЩЗМ на электрохимические характеристики сплава Л1+0.2%Мц Результаты электрохимического исследования сплава А1+0.2% легированного кальцием представлены в табл. 4-5.

Таблица 4

Влияние кальция на электрохимические характеристики сплава А1+0.2% в среде электролита 3%(х), 0.3%(хх) и 0.03%-ного(.\хх) №С1

содержание Са, мас% среда -Е ^св.кор -Е .кор ^л.о. ^реп. 'КорТ0"2 К-10'3

в А/м2 г/м2 ч

- X 0.940 1.235 0.725 0.800 0.016 5.36

XX 0.880 1.140 0.680 0.750 0.014 4.69

XXX 0.840 1.110 0.620 0.700 0.011 3.69

0.01 X 0.964 1.340 0.680 0.730 0.012 4.02

XX 0.910 1.315 0.640 0.720 0.011 3.69

XXX 0.860 1.260 0.500 0.585 0.010 3.35

0.03 X 0.960 1.342 0.680 0.730 0.011 3.69

XX 0.900 1.315 0.640 0.720 0.010 3.35

XXX 0.850 1.260 0.510 0.580 0.09 3.02

0.1 X 0.985 1.350 0.680 0.730 0.020 6.70

XX 0.920 1.330 0.640 0.710 0.012 4.02

XXX 0.850 1.280 0.520 0.585 0.011 3.69

0.2 X 1.110 1.380 0.680 0.720 0.029 9.72

XX " 0.980 ; 1.340 0.640 0.710 0.019 ' 6.37;

XXX 0.860 1.280 0.520 ■ 0.585 0.014 4:69'

0.5 х' ' 1130 1:400 0.680 0.720 0.031 10.38

' XX ' " 0.980 ' 1.350 0.640 0:710 0.019 6.37

XXX 0.862 1.290 0.520 0.585 0.016 5.36

. Исследование показывает, что с ростом концентрации кальция в сплаве потенциал свободной коррозии смещается в отрицательную область, а с увеличением времени уменьшается.

Так, сплаву с минимальной добавкой кальция (0.03мас%) соответствует минимальное значение потенциала свободной коррозии, а сплаву с максимальной добавкой кальция (0.5мас%) наоборот.

Исследования также показали, что сплавы легирование кальцием не оказывают значительного влияния на потенциалы питгинго-образования и репассивации алюминиево-магниевых сплавов.

Таблица 5

Зависимость скорости коррозии сплава А1+0.2 мас%1^ от __содержания ЩЗМ в среде электролита №С1_

и ■ / содержание, ЩЗМ мас% скорость коррозии

0.03% КаС1 0.3% ЫаС1 3.0% ЫаС1

1ко„- КГ2 К- 10"3 1ко„- Ю"2 К-10"3 *коп Ю"2 К- 10'3

А/м2 г/м2.ч А/м2 г/м2.ч А/м2 г/м2.ч

Са - 0.011 3.69 0.014 4.69 0.016 5.36

0.01 0.010 3.35. 0.011 . 3.69 0.012 4.02

0.03 0.009 3.02 0.010 3.35 0.011 , 3.69

0.1 0.011 3.69 0.012 4.02 0.020 6.70

0.2 0.014 4.69 0.016 5.36 0.025 8.38

0.5 0.016 5.36 0.019 6.37 0.031 10.38

Бг 0.01 0.010 3.35 0.012 4.02 0.014 4.69

0.03' 0.009 3.02 0.011 3.69 0.012 4.02

0.1 0.013 4.36 0.016 5.36 0.022 7.37

0.2 0.014 4.69 0.019 6.37 0.029 9.72

0.5 0.018 6.03 0.022 7.37 0.035 11.73

Ва Г. 0.1 0.01 0.010 3.35 0.012 4.02 0.014 4.69

0.03 0.095 3.18 0.011 3.69 0.012 4.02

0.1 0.013 4.36 0.018 6.03 0.020 6.70

0.2 0.014 4.69 0.020 6.70 0.032 10.72

, 0.5 0.018 6.03 0.023 7.71 0.035 11.73

В целом, исследованные сплавы характеризуются высокой коррозионной стойкостью лишь при минимальном значении концентрации легирующего компонента, т.е. добавки кальция до

0.0.3мас%. Дальнейшее увеличение концентрации легирующего элемента нецелесообразно, так как способствует росту скорости

коррозии, что согласуется с характером расположения анодных кривых сплавов в исследованных средах.

Сплавы обладают минимальной скоростью коррозии в среде 0.03%-ного электролита №0. Такое влияние оказывают и другие ЩЗМ на алюминиево-магниевый сплав.

Что касается сплавов систем с постоянным количеством А1+0.2мас%Г^ легированных кальцием, стронцием и барием, то результаты, приведенные в табл.5 показывают, что с увеличением концентрации ЩЗМ до 0.03мас% наблюдается плавное снижение скорости коррозии. Дальнейшее повышение концентрации легирующего компонента несколько увеличивает скорость коррозии сплавов.

В целом, сплавы алюминия с кальцием, легированные магнием характеризуются достаточно низким значением скорости коррозии, по сравнению со сплавами легированными стронцием и барием.

ЩЗМ по характеру влияния на скорость коррозии алюминиево-магниевых сплавов располагаются следующим образом: Са—>Бг —+ Ва, т.е. по мере увеличения заряда ядра ЩЗМ увеличивается скорость коррозии сплавов.

Исследования влияния кальция, стронция и бария на электрохимическую коррозию сплавов показывают, что щёлочноземельные металлы положительно влияют на коррозионные характеристики исходного сплава Al+0.2мac%Mg. и

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО

ОКИСЛЕНИЯ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЁВЫХ СПЛАВОВ, ЛЕГИРОВАННЫХ ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Влияние магния на кинетику окисления твёрдого сплава А 1+0.05мас% ЩЗМ

Для изучения кинетики окисления сплавов систем А1-М£ и А1-Mg-Ca (Бг, Ва) в изотермических условиях использовали термогравиметрический метод, основанный на непрерывном взвешивании твердого металла. Изменение веса фиксировали по растяжению пружины с помощью катетометра КМ-8. Кинетика окисления твердых сплавов систем Al-Mg исследована в интервале температур 673-723К.

Окисление всех сплавов проведено при температурах 673 и 723К. Предварительно для сопоставления значений скорости окисления

Таблица 6

Кинетические и энергетические параметры процесса окисления твёрдых сплавов систем АН 0.05% ЕЦЗМ, легированных магнием

; содержание сплава, мас% температура окисления, К истинная скорость окисления К10"4,кг м^с1 каж\'щаяся энергии активации окисления, кДж/моль

А1 . Са ,Бг ,Ва м8

.100, , - - 673 723 1.40 2.25 203.1

99.95, 0.05 Са - 673 723 1.41 1.64 171,1

99.85 0.05 0.10 673 723 1.25 1.67 167.1

99.75 0.05 0.20 673 723 ' 1.30 1.67 153.2

99.55 0.05 0.40 673 723 1.33 1.67 153.2

98.95 0.05 1 673 723 1.66 1.94 114.7

99.95 " 0.05 Бг - 673 723 1.38 1.45 191.5

99.85 0.05 0.10 673 723 1.35 1.66 153.2

99.75 0.05 0.20 673 723 1.38 1.87 127.7

99.55 0.05 0.40 673 723 1.38 1.94 114.7

98.95 0.05 1 673 723 . ■ 1.48 2.22 76.6

99.85 • 0.05 Ва 0.10 673 723 1.38 1.66 127.7

99,75 0.05 • 0.20 673 . 723. 1.43. 1.85 .68.2

99.55/ 0.05 0.40 ■ 673 ... ■ ..... 723 1.50 ,, 1.87 . .. 63.6

99.25 ■ 0.05 .0.70 . 673, . . . . 723 ' > 1.66 1.90 ......47.7 ,

исследовали процесс окисления чистого алюминия и его сплавов с кальцием, стронцием и барием при постоянном содержании ЩЗМ равной-0.05мас%. Далее исследовались эти сплавы, легированные от 0.1 до 1.0мас% магнием. Состав и результаты исследования процесса окисления твёрдых сплавов А1+0.05мас% ЩЗМ, легированных магнием, приведены в табл.6.

Видно, что для всех сплавов с повышением температуры скорость окисления растет. Добавки магния к алюминиево-кальциевым сплавам незначительно уменьшают скорость окисления, что сопровождается уменьшением кажущейся энергии активации. Оптимальным можно считать составы легированные 0.1 -0.2 мос%М^, так, как они обладают минимальной скоростью окисления.

Алюминиево-стронциевые сплавы характеризуются такими же закономерностями. Однако защитные характеристики сплава проявляются уже при введении 0.2мac%Mg. Дальнейшее увеличение концентрации легирующего компонента приводит к повышению скорости окисления. Это хорошо проявляется при добавке 1.0мас%К%. Легирование алюминиево-бариевых сплавов магнием нецелесообразно, так как во всем интервале концентрации наблюдается повышение скорости окисления при минимальных энергетических затратах.

В целом можно отметить, что минимальной окисляемостью обладают сплавы микролегированные магнием, т. е. на уровне 0.1-0.2 мас%. Дальнейшее увеличение концентрации магния нецелесообразно. Это по видимом}' связано с тем, что магний является аналогом ЩЗМ, а ЩЗМ являются активными металлами с большим сродством к кислороду.

Влияние ЩЗМ на кинетику окислении твёрдого сплава А1+0.2% М^

Далее исследовалось окисление сплавов второго разреза, т.е. с постоянным содержанием магния и различным количеством ЩЗМ. В качестве примера на рисунке 1 и табл. 7 представлены результаты ! окисления сплавов алюминия с магнием и стронцием. Кинетические' кривые характеризуются относительно высокими скоростями окисления в течение 2-5 мин., затем привес массы сплава растёт незначительно, характер зависимости Аё/э имеет параболическую направленность, и окисление практически заканчивается к 30 мин.

Значения истинной скорости окисления и энергии активации, рассчитанные по кинетическим параметрам, представлены в табл.7

Таблица 7

Кинетические и энергетические параметры окисления твёрдого ■- : сплава А1+0.2% легированного кальцием

содержание температура . истинная скорость кажущаяся энергия

Са, мас% окисления, окисления активации.

К К10"4, кг м"2 с4 окисления, кДж/моль.

673 1.40

А1 723 2.25 203.1

673 1.42

- 723 1.66 191.5

. 673 1.66

0.01 723 2.08 84.9

673 1.67.

0.03 723 2.10 69.6

673 1.87

0.1 723 2.14 63.6

673 1.88

0.2 723 2.22 54.8

673 2.15

0.5 723 2.50 47.9

Характер кривых сплава, содержащего 0.01мас% стронция показывает, что окисление протекает по параболическом}' закону. Формирование оксидной плёнки заканчивается к 30-и минутам взаимодействия с кислородом воздуха, Кривые окисление сплава содержащего 0.03мас% стронция характеризуются низкими скоростями окисления по сравнению с другими составами, однако по сравнению с исходным сплавом выше.

Рис. 1 Кинетические кривые окисления сплава А1+0.2%М§, легированного стронцием, мас.% : 0.01 (а), 0.03 (б).

Кривые окисления алюминиево-магниевых сплавов, содержащих 0.1 мас% стронция за 20 мин. от начала процесса характеризуются прямыми линиями. Затем, по мере формирования оксидной плёнки характер процесса окисления переходит в параболический вид.

Кинетические кривые окисления сплава А1+0.2мас%1\%, содержащего 0.2мас%8г, показывают, что данный сплав

характеризуется наибольшим знамением удельного веса, что подтверждается максимальным значением истинной скорости окисления при исследованных температурах. При этом значение кажущейся энергии активации составляет 76.6 кДж/моль.

По полученным результатам построены изохроны окисления сплавов при температуре 673К, соответствующие 10 и 20 минутам процесса окисления сплавов системы А1+0.2%М§, легированного стронцием. Легирование алюминиево-магниевого сплава стронцием не целесообразно, так как с ростом его концентрации наблюдается увеличение массы сплава, что говорит о повышении скорости коррозии. Повышение скорости сопровождается уменьшением энергии активации.

Таблица 8

Фазовый состав продуктов окисления твердых'сплавов _системы Al-Mg-Sr по данным ИКС _

состав сплавов, мас% частота, см"1 фазовый состав продуктов окисления сплава

А1 М8 Бг

99.79 0.2 0.01 425, 460, 680,640, 685, 790, 877,788, 690, 498, 450, 465,805, 785,646,614 У-А1203 ЗБЮ- А1203 БгО- А1203

99.77 0.2 0.03 425,455,680, 645, 790, 677, 788,775, 450, 785, 646, 614, 465-400 у-А1203 ЗБЮ- А1203 БЮ- А1203

99.70 0.2 0.1 435, 460, 640, 677, 788, 809. 450, 805. 785, 646, 614, 463, ■-. у-А1203 ЗБгО- А1203 БЮ- А1203

99.75 0.2 0.5 425,460,640,610,400, 450,788,690,515,478, 805, 785, 646, 614, 465, 400 У-А120з ЗБЮ- А120з БгО А1гОз

Продукты окисления сплавов исследовались • методом ИК-спёктроскопии. В качестве примера данные ИК-спектров для алюминисво-мпшиевых сплавов' со стронцием приведены в табл.8. Как видно из табл.8 Полосы поглощений в ИК- спектрахпродуктов.

окисления в сплавах систем А1-М£-8г оксид у-АЦОз является доминирующей фазой, что подтверждается наличием частот поглощения при 425, 460, 680, 640, 685 см"1. Эти полосы поглощения чаще всего встречаются в оксидах изучаемых нами сплавов алюминия, содержащих от 0.01 до 0.03 мас% стронция. В системе АЬОз-БгО установлены следующие промежуточные фазы: ЗБгОАЬОз, БгО-А^Оз. По-видимому, вышеуказанные частоты 450, 788, 690, 515, 478, 805, 785, 646, 614, 465, 400 относятся к этим соединениям.

В целом, изучение продуктов окисления исследованных составов сплавов указывает на образование как простых оксидов АЬОз, СаО, БЮ и ВаО, так и оксидов сложного состава

МвА1204, СаАЬ04, 8гА1204 и ВаА1204.

ВЫВОДЫ

1. Потенциостатическим методом со скоростью развертки потенциала 2мВ/с в среде 0.03, 0.3 и 3.0% электролига №С1 определены основные электрохимические характеристики сплавов систем А1 - ЩЗМ -М£, где ЩЗМ- Са, Бг, Ва. Добавки магния при постоянном содержании ЩЗМ уменьшают плотность тока коррозии, что сопровождается понижением скорости коррозии. Независимо от концентрации электролита наименьшей скоростью коррозии обладают сплавы системы А1-^Са■ • . . ч

2. Изучением коррозионно-электрохимического поведения алюминиево-магниевых сплавов, легированных щелочноземельными металлами показано, что добавки ЩЗМ до 0.03мас% независимо от состава электролита уменьшают скорость коррозии исходного сплава. Дальнейшее легирование исходного сплава щёлочноземельными металлами приводит к росту скорости коррозии. ; ^

3. Исследовано влияние хлорид ионов на электрохимические характеристики сплава А1+0.2%М», легированного ЩЗМ и А1+0.05%ЩЗМ легированного магнием и установлено, что снижение концентрации хлорид ионов в 10, 100 раз способствует уменьшению скорости коррозии сплавов и сдвигу электродных потенциалов в более положительную область.

4. Анодное поведение сплава Al+0.2%Mg, легированного ЩЗМ и

сплава А1+0.05%ЩЗМ, легированного магнием показало, что с ростом концентрации ЩЗМ и магния питингоустойчивость сплавов увеличивается, о чем свидетельствует смещение потенциала питтингообразования в более положительную область. Наибольшей устойчивостью к пштинговой коррозии обладают сплавы в среде 0.03 и 0.3% электролита №С1.

5. Изучением кинетики окисления твердых сплавов систем алюминий-ЩЗМ - магний показано, что процесс окисления подчиняется параболическому закону. Добавки магния в количестве до' 0.2мас% снижают окисляемость сплавов систем А1+Са и А1+8г. Легирование А1-Ва сплавов магнием нецелесообразно, так как во всем интервале концентрации наблюдается повышение скорости окисления. Установлено, что добавки ЩЗМ к алюминиево-магниевым сплавам, приводят к росту скорости окисления во всем интервале концентрации.

6. Методом ИК -спектроскопии изучены продукты окисления исследованных сплавов. Определен -фазовый состав продуктов окисления и их влияние на процесс окисления. Установлено

' образование простых, и сложных оксидов на основе алюминия.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикацийх:

1. Махсудова М.С., Курбанова М.З., Назаров Х.Н., Норова М.Т. Коррозионно-электрохимическое поведение алюминиевых сплавов с литием, бериллием, магнием и кальцием. //Тезисы докладов Международной конференции «Горные регионы центральной Азии. Проблемы устойчивого развития», Душанбе. 1999.-е.60.

2. Махсудова М.С., Ганиев И.Н., Назаров Х М; Потенциодинамические исследования алюминиево-кальциевых сплавов, легированных магнием. //Тезисы докладов научно-технической койферСЕЩии. «Теория и гсхнология литсйных сплавов» г. Владимир. 1999.-с.81.

3. Махсудова М.С.^'Норова М.Т., Назаров М.Х:, Худойназаров А:А. Коррозионнй^Аект^о^ШйческОе пбвёДёнйе алюминиевых сплавов с литием, Магнием и ЩЗМ! '//Материалы конференции

«Вклад молодых ученных в науку». Душанбе. 1999.-с.85-86.

4. Махсудова М.С., Баротов P.O., Ганиев И.Н. Разработка малолегированных коррозионностойких алюминиевых сплавов для кабельных предприятий г. Душанбе. //Материалы конференции «Роль города Душанбе в развитии науки и культуры Таджикистана», посвященной 80-летию города Душанбе. Душанбе. 2004.-е. 5-6.

5. Махсудова М.С., Норова М.Т., Обидов Ф.У. Совместное влияние магния и щелочноземельных металлов на коррозионно-электрохимическое поведение алюминия. //Научно-практическая конференция молодых исследователей под названием «Молодёжь создатель будущего страны». Душанбе. 2006.-е.77-78.

6. Махсудова М.С., Ганиев И. Н., Норова М.Т. Электрохимическое

поведение, алюминиево-магниевых сплавов, легированных стронцием в различных средах. //Материалы Международной конференции по физике конденсированных состояний и экологических систем, посвященной 15-ой годовщине государственной независимости Республики Таджикистан, Душанбе. 2006.-С.70-71.

7. Махсудова М.С., Норова М.Т.. Ганиев И.Н., Баротов P.O. Нарзиев Б.Ш. Влияние щелочноземельных металлов на коррозию алюминиево-магниевых сплавов. //Материалы научно -практической конференции «Достижения химической науки и проблемы её преподавания», Душанбе. 2007. -с.78-84.

8. Махсудова М.С., Ганиев И.Н., Баротов P.O., Ганиева Н.И., Норова М.Т.- Анодное поведение и физико-механические свойства, низколегированных электротехнического поведения алюминия. //Труды 11 Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию ТТУ им. М.С. Осими, Душанбе. 2007.-с.266-268.

9. Махсудова М.С., Норова М.Т., Ганиев И.Н. Совместное влияние магния и стронция на коррозионно-электрохимическое поведение алюминия. //Труды 11 Международной научно - практической конференции, посвященной 50-летаю 'ГТУ им. М.С. Осими, Душанбе. 2007. -с.283- 285.

10. Махсудова М.С., Норова М.Т., Курбонова М.З. Коррозия сплава А1 +0.2% Mg легированного титаном. //Материалы научно-практической конференции «Чавонон ва илми муосир». Душанбе. 2007.-С.25-26.

11. Махсудова М.С., Ганиев И.Н., Норова М.Т. Влияние добавок магния на коррозионно-электрохимическое поведение сплава А1 +0.05% Ва в среде электролита ИаС1 //Доклады АН РТ Душанбе. 2007.Т.50.№ 6,-с.621-626.

12. Махсудова М.С., Ганиев Й.Н., ШрОва М.Т., Бердиев А.Э. Кинетика окисления твердых сплавов системы А1-1У^-Са. //Доклады АН РТ Душанбе. 2007.Т:50.№7,;-с.613-617.

13. Махсудова М.С., Ганиев И.11:, Норова М.Т. Влияние добавок магния на коррозионно-электрохимическое поведение сплава А 1+0.05%Ва в среде электролита ЫаС1.//Материалы Международной конференции, посвященной'100-летаю академика С У. Умарова «Современные проблемы физики», Душанбе. 2008. -с. 123-128. . . ^

Сдано в печать 24.02.2009. Разрешено к печати 26.02.09. Формат 60 х 84 1/16. 1,5 п.л. Бумага офсетная. Печать офсетная. Тираж-100 экз.

Отпечатано в типографии «Деваштич», проспект «Дружбы народов», 47. тел: 227-61-47; 223-56-66. E-mail: devashtich@gmaH.com

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Махсудова, Мусалам Солеховна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ И ОКИСЛЕНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ С МАГНИЕМ И

ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ

1.1. Коррозионно-электрохимическое поведение алюминиевых сплавов с магнием.

1.2. Коррозионно-электрохимическое поведение сплавов алюминия с магнием и щелочноземельными металлами.

1.3. Особенности процесса окисления алюминиевых сплавов с магнием и щелочноземельными металлами.

1.4. Структура и свойства оксидных плёнок алюминиевых сплавов с магнием и щелочноземельными металлами.

1.5 Алюминий и его сплавы как проводниковые материалы.

1.6 Обсуждение результатов.

ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИ -ЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ С МАГНИЕМ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ

2.1 Методики исследования коррозионно-электрохимических свойств сплавов.

2.2. Влияние магния на коррозионно-электрохимические свойства сплава А1+0.05% Са в среде электролита NaCl.

2.2.1. Влияние кальция на электрохимические характеристики сплава Al+0.2% Mg в среде электролита NaCl.

2.3. Влияние магния на коррозионно-электрохимические свойства сплава Al+0.05% Sr в среде электролита NaCl.

2.3.1. Влияние стронция на электрохимические характеристики сплава А 1+0.2% Mg вереде электролита NaCl.

2.4. Влияние добавок магния на коррозионно-электрохимические поведение сплава AI +0.05% Ва в среде электролита NaCI.

2.4.1 .Влияние добавок бария на коррозионное-электрохимические поведение сплава AI + 0.2%Mg в среде электролита NaCI.

2.5. Обсуждение результатов.

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСЛЕНИЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМ АЛЮМИНИЙ-МАГНИЙ-ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬ

НЫЙ МЕТАЛЛ

3.1. Методика исследования кинетики окисления металлов и сплавов.

3.2. Влияние магния на кинетику окисления твёрдого сплава А1+0.05%Са.

3.2.1.Влияние кальция на окисление твёрдого сплава Al+0.2% Mg

3.3. Влияние магния на кинетику окисления твёрдого сплава Al+0.05% Sr.

3.3.1 .Влияние стронция на окисление твёрдого сплава Al+0.2% Mg.

3.4. Влияние магния на кинетику окисления твёрдого сплава А1+0.05% Ва.

3.4.1. Влияние бария на кинетику окисления сплава Al+0.2% Mg.

3.5. Исследование продуктов окисления низколегированных сплавов систем алюминий-магний-ЩЗМ

ВЫВОДЫ.

 
Введение диссертация по химии, на тему "Коррозия низколегированных сплавов на основе систем алюминий - магний - щелочноземельный металл"

Актуальность темы. Металлы и сплавы на сегодня остаются основными конструкционными материалами для машиностроения, судостроения, самолетостроения, транспорта, строительства, химической промышленности и других отраслей народного хозяйства, среди которых алюминий и его сплавы по сфере использования занимают второе место, после стали. Широкое применение алюминия и его сплавов объясняется ценным комплексом химических, физических и механических свойств, а так же большими природными запасами алюминия в земной коре. Алюминий и его сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью в различных средах. Однако, в связи с синтезом новых сплавов и внедрением их в технику, а также расширением масштаба применение алюминия и сплавов на его основе, особенно в агрессивных средах, вопросы коррозионностойкости алюминия и его сплавов требует дополнительное изучение. Всё вышесказанное подчёркивает важность изучение механизма коррозии алюминиевых сплавов и поиск эффективных способов их защиты от коррозии.

Алюминий и его сплавы широко применяют в электротехнике в качестве проводникового материала. Как проводниковый материал алюминий характеризуется высокой электро- и теплопроводностью, малой плотностью, высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, высокой стойкостью против воздействия химических веществ, нейтральным поведением по отношению к изоляционным материалам, например к маслам, лакам и термопластам (в том числе и при повышенных температурах), малой магнитной восприимчивостью, а также образованием неэлектропроводного, легко устранимого порошкообразного продукта (А1203) в электрической дуге.

В последние годы для улучшения коррозионной устойчивости и электрохимических свойств алюминиевые сплавы микролегируются щелочноземельными металлами - Са, Sr, Ва. Подобные исследования проводились для сплавов алюминия с кремнием, медью, цинком, бериллием и литием. Настоящее исследование посвящено изучению влияния ЩЗМ, как легирующих добавок, на электрохимическое поведения и окисляемость алюминиево-магниевых сплавов.

Цель работы заключается в разработке составов низколегированных электротехнических сплавов, на основе систем алюминий—магний-щелочноземельный металл и способа повышения их коррозионной стойкости.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: -исследовано коррозионно-электрохимическое поведение сплавов, Al+0.2%Mg, содержащих ЩЗМ и А1+0.05% ЩЗМ, легированных магнием в нейтральной среде -NaCl;

-методом термогравиметрии исследованы механизм и кинетика окисления сплавов Al+0.2%Mg, содержащих ЩЗМ и А1+0.05% ЩЗМ, легированных магнием;

-изучены кинетические и энергетические параметры процесса окисления алюминиевых сплавов с магнием и ЩЗМ в твердом состоянии; -расшифрован фазовый состав продуктов окисления сплавов. Научная новизна выполненных исследований состоит в: -установлении электрохимических характеристик процессов коррозии сплавов Al+0.2%Mg, содержащих ЩЗМ и А1+0.05% ЩЗМ, легированных магнием;

- выявлен механизм действия ЩЗМ, как эффективной анодной добавки, улучшающей коррозионную стойкость сплавов алюминия с магнием в среде электролита NaCl;

- определено влияние концентрации хлорид ионов на скорость коррозии сплавов;

- установлен механизм окисления алюминиево-магниевых сплавов, легированных ЩЗМ и влияние магния на окисляемость сплавов алюминия со щелочноземельными металлами;

- определен фазовый состав продуктов окисления и выявлена их роль на процесс окисления.

Практическая значимость диссертационной работы заключается в разработке и оптимизации состава проводниковых алюминиево-магниевых сплавов, легированных ЩЗМ для электротехнической отрасли.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Республиканской конференции молодых ученых "Вклад молодых ученых в развитие науки" (Душанбе, 1999г.), научной конференции «Роль города Душанбе в развитии науки и культуры Таджикистана», посвященной 80-летию города Душанбе (Душанбе, 2007г.), научно-практической конференции молодых исследователей «Молодёжь - создатель будущей страны», (Душанбе, 2006г.), Международной научно-практической конференции «Перспективы развития науки и образования в XXI веке», посвященной 50-летию ТТУ им. М.С. Осими, (Душанбе, 2007г.), Международной конференции, посвященной 100-летию академика С.У. Умарова «Современные проблемы физики», (Душанбе, 2008 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 2 статьи в журнале, рекомендованном ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, трех глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 127 страницах компьютерного набора, включая 47 таблиц, 28 рисунков и 89 библиографические ссылки.

 
Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

Выводы

1. Потенциостатическим методом со скоростью развертки потенциала 2мВ/с в среде 0.03, 0.3 и 3.0% электролита NaCl определены основные электрохимические характеристики сплавов систем А1 — ЩЗМ -Mg, где ЩЗМ- (Са, Sr, Ва). Добавки магния при постоянном содержании ЩЗМ уменьшают плотность тока коррозии, что сопровождаются понижением скорости коррозии. Не зависимо от концентрации электролита наименьшей скоростью коррозии обладают сплавы системы Al-Ca-Mg.

2. Изучением коррозионно-электрохимического поведения алюминиево-магниевых сплавов, легированных щелочноземельными металлами показано, что добавки ЩЗМ до 0.03мас% независимо от состава электролита уменьшают скорость коррозии исходного сплава. Дальнейшее легирование исходного сплава ЩЗ металлами приводить к росту скорости коррозии.

3. Исследованием влияния хлорид-ионов на электрохимические характеристики сплава Al+0.2%Mg, легированных ЩЗМ и А1+0.05%ЩЗМ легированных магнием установлено, что снижение концентрации хлорид -ионов в 10, 100 раз способствует уменьшению скорости коррозии сплавов и сдвигу электродных потенциалов в более положительную область.

4. Анодное поведение сплава Al+0.2%Mg, легированного ЩЗМ и сплава А1+0.05%ЩЗМ, легированного магнием показало, что с ростом концентрации ЩЗМ и Mg питтингоустойчивость сплавов увеличивается, о чем свидетельствует смещение потенциала питтингообразования в более положительную область. Наибольшей устойчивостью к питтинговой коррозии обладают сплавы в среде 0.03 и 0.3% электролита NaCl.

5. Изучением кинетики окисления твердых сплавов системы алюминий ЩЗМ - магний показано, что процесс окисления подчиняется параболическому закону. Добавки магния в количестве до 0.2мас% снижает окисляемость сплавов систем А1+Са и Al+Sr. Легирование сплавов А1-Ва магнием нецелесообразно, так как во всем интервале концентрации наблюдается повышение скорости окисления. Установлено что добавки ЩЗМ к алюминиево-магниевым сплавам, приводит к росту скорости окисления во всем интервале концентрации.

6. Методом ИК-спектроскопии изучены продукты окисления исследованных сплавов. Определены фазовый состав продуктов окисления и их влияние на процесс окисления. Установлено образование как простых, так и сложных оксидов на основе алюминия.

121

 
Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Махсудова, Мусалам Солеховна, Душанбе

1. Умарова Т.М., Ганиев И.Н. Коррозия двойных сплавов в нейтральных средах.-Душанбе, 2007.- 258с.

2. Умарова Т.М., Ганиев И.Н. Коррозионное и электрохимическое поведение алюминия различной степени чистоты в нейтральной среде //Докл. АН РТ.-2003.-Т46, №1-2. С.53-58.

3. Sanad S.H., Ismail A.A. Corrosion of А1- Mg alloys in sodium chloride Solution // Corros. Prev. and Contr.-1982.-V. 29, № 6 P. 21-23.

4. Rolfs U., Kaiser H., Kirsches H. Metallkundliche und electronics Untersuchungen Uber die interkristalline Korrosion on einer AlMg-9.56 Knetlegierung // Werkst. Und Korros.- 1979. V.30, № 8. P. 529-535.

5. Черепахова Г.Л., Шрейер А. В., Исследование влияния ионов охлаждающих вод на питтинговую коррозию сплава Al-Mg. //Журнал прикладной химии. 1972.- Т.45, Вып 9. С. 1958-1963.

6. Ahmed Zaki. Corrosiona and corrosiona prevention of Al- alloys in Desalination plants: a review. Solution // Anti-Corros. Meth. and Mater.-1981, V.28, № 6. P.4-7.

7. Muller I.L. Galvele J.R. Piting Potential of high putity binary aluminum alloys //Corros. Sci.- 1977,V.17, № 12.P. 995-1007.

8. Колотыркин Я.М. //Успехи химии. 1989.-T.31. № 3. 322C.

9. Galvele J.R. Corrosion: aqueous process and passive films Academic Press. //Tratise on Material Science and Technology. 1983.- V.23, P. 50-57.

10. Кеше Г. Коррозия металлов. -M.: Металлургия, 1984.- 400с.

11. Синявский B.C., Вальков В.Д. Коррозия и защита алюминиевых сплавов. -М.: Металлургия, 1979.-224с.

12. Kolotyrkin а.М. //J.Electrochtm. Soc.-1961.-V. 108. № 4.Р.269

13. Синявский B.C. Электрохимическое и фактографическое исследование зарождения питтинговой коррозии в алюминиевых сплавах//Защита металлов.- 1986.-Т.22, №6.-С.903-912.

14. Новиков И.И. ,Золотеревский B.C. Дентридная ликвация всплавах.- М.:Наука, 1966.-156с.

15. Ганиев И.Н., Шукроев М. Влияние рН среды на анодные поляризационные характеристики сплавов системы Al-Sr // Изв.АН Тадж. ССР. Отд-ние физ-мат., хим. и геол. наук.- 1986.- № 1.- с.79 -81.

16. Ганиев И.Н., Красноярский В.В., Жукова Т.И. Коррозия алюминиевых сплавов с кальцием, стронцием и барием в морской воде //Журнал прикладной химии.- 1995.- Т.68, № 7. с.1146 -1149.

17. Белоусов В.В., Бакштейн. Модель быстрой стадии катастрофического окисления металлов//Защита металлов.- 1998.-Т.34, № 1.-С.36-38.

18. Материаловедение и технология конструкционных материалов:

19. Учеб. для вузов. // Солнцев Ю.П., Веселов В.А., Демянцевич В.П., Кузин А.В., Чашников Д.И. М.:МИС и С, 1996.-576 с.

20. Жуков А.П., Малахов А.И. Основы металловедения и теория коррозии: Учебник -2-е изд., переработ, и доп. И.: Выс. шк. 1991.-168 с.

21. Шлугер М.А., Ахсотин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов. М. Металлургия, 1981. -216с.

22. Бирск Н., Майер Дж. Введение и высокотемпературное окисление Металлов: Пер.с англ. //Под ред. Ульянина Е.А.-М.:Металлургия,1984.-184 с.

23. Эванс Р. Коррозия и окисление металлов: Пер.с англ. М. 1962.-855. 855 с.

24. Маттсон Э. Электрохимическая коррозия: Пер.со швед. /Под ред. КолотиркинаЯ.М.-М.: Мееаллургия, 1991.-158 с.

25. Кофстад П. Высокотемпературное окисление металлов.- М.: Мир, 1969.-150 с.

26. Srikanho S., Jakob К. Т. Thermolunamics of aluminium- strontium alloys // Z. Metalikunde.- 1991.-V82, № 9.P.675-683.

27. Auimoze D.N., Gregg S.J., Jepson W.B. Oxiidation of AI in dru oxygen in temperature range 400-650° С //JJnst.Metals.-1960. V.88, №5.P.205-209.

28. Мондольфо Л.Ф. Структуры и свойства алюминиевых сплавов. М.:1. Металлургия. 1973. 639с.

29. Бирск Н., Майер Дж. Введение и высокотемпературное окисление металлов. Пер. с анг. Под ред. Ульянина Е.А. М.: Металлургия. 1987.-184с.

30. Елютин В.П., Митин В.С.,Самотейкин В.В. Влияние давления кислорода на окисление алюминия //Изв. АН СССР. Металлы.- 1971.-№3.- с.227-230.

31. Pilling М.В., Bedvorth R.E. Oxidation of Aluminum in air of High Temperatures // Jn.St. Metals.-1923.

32. Маколкин И.А. Окисление магния и его сплавов при повышенных температурах //Прикладная химия.- 1951 .-Т.23.460с.

33. L-de Broucere. Oxidation of Aluminum in air // Jn St. Metals.-1945.-V.71.-P.131-133.

34. Лепинский Б.И., Кисилёв В. Кинетика окисления жидкого алюминия //ВИНИТИ. Деп. 1976.12с.

35. Белецкий М., Иерусалимский М. Электронографическое исследования окислов недима. // Докл. АН СССР.- I960.- Т.1.- 355 с.

36. Радин А .Я. Исследование кинетики окисления алюминиевых сплавов в жидком состоянии // Вопросы технологии литейного производства. 1961.-Вып. 49-.С. 98-118.

37. Hadinoya L., Fucusako Т. Oxidation of molten Al-Mg alloys in air C02 atmosfere // J. Jn. St. Ligt Metals. 1979.- V-29, № 7.P. 285-290.

38. Hadinoya L., Fucusako T. Oxidation of molten Al-Mg alloys //Trans Jap. J. Jn, St. Ligt Metals. -1983.- V.24, № 9.-613 p.

39. Лепинских Б.М., Киташев A.A., Белоусов A.A. Окисление жидких металлов и сплавов.- М.: Наука, 1979.-116 с.

40. Белоусов А.Н., Лепинский Б.М. Изучение кинетики окисления жидких сплавов барий-алюминий. //ВИНИТИ. № 5.11с.

41. Лепинский Б.М., Белоусов А.Н. Физико- химические свойства жидких сплавов щелочноземельных металлов с алюминием // Тр. Инс-та металлургии УНЦ АН СССР,- 1978.- № 31.- С29-39.

42. Hadinoya I. Oxidation of molten Al-Mg alloys in air I I J. Jap. Jn. St. Ligt Metals.- 1974.- V-27, № 7.-P. 364-371.

43. Belitskus D.L., Kinosz D.L. Oxidation of aluminium melts in air, oxygen, Flrugas and carbon dioxid //Met. Trans.- 1977. V. 8-.P.323-332.

44. Лепинский Б.М., Киташев А.А., Белоусов А.А. Окисление жидких металлов и сплавов.- М.: Наука, 1979.- 116 с.

45. Ганиев И.Н., Джураева Л.Т. Окисление сплавов системы алюминий-кальций в неизотермических условиях // Доклады АН Тадж. ССР. 1987. Т.30,№ 5.-С.308-311.

46. Чистяков Ю.Д., Мальцев М.В. Электронографическое изучение процессов окисления алюминиевых сплавов // Кристаллография. 1957 Т.2, Вып.5.-С. 628-633.

47. Белоусов А.Н., Лепинский Б.М. Окисление жидких сплавов системы алюминий- кальций. //ВИНИТИ. Деп. № 5. 13с.

48. Ганиев И.Н., Джураева Л.Т. Окисление сплавов системы алюминий-кальций в неизотермических условиях // Докл. АН Тадж. ССР.- 1987.-Т.30,№5.- С.308-311.

49. Джураева Л. Т. Окисление алюминиевых сплавов с редкоземельными Металлами: Диссертация кан.хим.наук. Душанбе, 1988.-С. 121-123.

50. Элиот Р.П. Структуры двойных сплавов. М.: Металлургия. 1970.Т.1. 456с., Т.2.472с.

51. Азимов И.С. Системы Al-Sr-Li, Al-Sr-Be и сплавы на их основе: Диссертация канд. хим.наук. Душанбе, 1998.- 84 с.

52. Торопов Н.А., Барзаковскый В.П., Лапин В.В., Курцева Н.Н. Диаграмма состояния силикатных систем: Справочник.- Л., 1969.- 207с.

53. Дриц М.Е., Бочвар А.Р. Диаграмма состояния систем на основе алюминия и магния.- М.: Наука, 1977.- 142с.

54. Белянкин Д. С., Дилакторский Н. Л., Избр. труды акад. Д.С. Белянкина, 1, /Изд. АН СССР, М., 1956.-198с.

55. Кауфман Л., Бернстейн X. Расчет диаграмм состоянии с помощью ЭВМ.1. М.:Мир,11972.-326с.

56. Hinnov Е., Ohlendorf W. Measrement of barium pressure,-J.Chem. Phes., 1969,v.50.№7,p.3005-3010.

57. Smith J., Smith R. Vapor precsure measurements over Calcium, magnesium and their allays ahd the thermadynamien of formation of CaMg2 —Acta metallurg.1959, v.7,№4.p.261-267c.

58. Bruzzone G., Merlo F. Crystal Chemikal Remarks on the alloying Behavior of Calcium, Strontium and Barium // J.Less- Common. Metals. 1982.V.85. Ж2.Р.285-306.

59. Haginaya I. Oxidation of molten Al-Mg alloys in air // J.Jap. Inst. Light. Metals.- 1974. V.27.P.364-371

60. Nayeb- Hashemi A.A., Clfrk J.B/ The M- Ca system// Bull. Alloy Phase. Diagrams. 1987.V.8.№1. P.58-65

61. Haginaya I., Fucusako T. Oxidation of molten Al-Mg alloys //Trans. Jap.Inst. Metals.-1983. V.24.№9.P.613.

62. Вахобов A.B., Ганиев И.Н. Диаграммы состояния двойных и тройных систем с участием бария и стронция. Душанбе.: Дониш. 1992.- 296 с.

63. Srikantho S., Jacob К.Т. Thermodunamics of aluminium-strontium alloys //Z. Metalikunde. 1999. V.82.//9.P.675-683.

64. Ли Ф. M. Химия цемента и бетона: Пер. с англ. /Под ред. С. М. Рояка.-М., Стройиздат. 1961.-С.300.

65. Auimoze D.N., Gregg S.J., Jepson W.B. Oxidation of A1 in dm oxygen in temperature range 400-650° С //J.Jnst. Metais. 1960. №5 V.88.P.205-209.

66. Алюминий ( свойства и физическое металловедение). Справочник. М.: Металлургия, 1989.- 423с.

67. Горбунова К.М., Никифирова А.А. Физико-химические основы процесса химического никелирования. М.: Изд-во АН СССР. 1960.-112с

68. Storchheim S., Aluminum Powder Metallugy Finally Made Commeercially Praktikal, Progress in Powder Metallugy, Vol 18, 1962, p 124-130.

69. Storchheim S., Porous Aluminum Bearing, Produkt Engineering. 1962,1. V.13. P. 53-519.

70. Алюминиевые сплавы.-М.: Металлургия,1979.- с.679.

71. Вязовкина ЯЗ.// Защита металлов.- 1997.- Т.ЗЗ, № 4,- С.372.

72. Vyarovikina N. V., Ponomarev S.S. // Meeting Abstrakts. Tht 1997 Joint International Meeting.- Paris,-V. 1997. V. 97-2,- № 350.- P. 428.

73. Полинг А. Общая химия. M.: Мир, 1974.- 846 с.

74. Краткий справочник физико-химических величин /Под ред. Равеля А.А., Пономаревой A.M. —JL: Химия, 1983.- 232.с.

75. Кеше Г. Коррозия металлов.- М.: Металлургия, 1984.-400с.

76. Байнер А.С. и др. Справочник по защитно- декоративным покрытиям.-М.: Металлургия, 1951. -ЗОО.с.

77. Кеше Г. // Под ред. Колотыркина Я.И., Лосева В.В.-М.: Металлургия, 1985.-420с.

78. Лепинских В.М., Киселев В.И. Об окислении жидких металлов и сплавов из газовой фазы // Изв. АН СССР. Металлы.-1974.-№5.-С.51-54.

79. Вахобов А.В., Ганиев И.Н. Диаграммы состояния двойных и тройных систем с участием стронция и бария,- Душанбе: Дониш,1992.-296с.

80. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов,-М.:Металлургия., 1979.-30с.

81. Филиппов С. Физико-химические исследования металлургических процессов. -М.: Металлургия, 1969. -166 с.

82. Семёнова О.Н., Ганиев И.Н., Железняк Л.В. Влияние химического состава и условий получения сплава АЛЧСК на его свойства. //Литейное производство.- 1982.- № 12.- С. 19-20.

83. Вахобов А.В., Джураев Т.А. Диаграммы состояния систем алюминий-стронций и свинец-стронций. //Изв. АН СССР. Металлы.- 1975.-№ 1.- С. 104-107.

84. Хансон М., Андерко К. Структуры двойных сплавов.-М.: Металлургия, 1962. Т.-1.-154 с.

85. Bruzzone Y., Merle F. The strontium-aluminum and barium aluminum systems. - g. Sees-Common Metals. 1975.V. 39,1, P. 1-6.

86. Бурылёв Б.Л., Вахобов A.B., Джураев Т.Д. Расчёт линии равновесия расплава с химическим соединением по данным об измерении давления насыщенного пара. Термодинамические свойства металлических сплавов. Баку: Элле, 1975.- С. 35-39.

87. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов.-М., 1979. 863 с.

88. Васильев Е.К., Назмансов М.С. Качественный рентгеноструктурный анализ. Новосибирск: Наука, 1986.- 200 с.

89. Ушинский Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия.- М.: Металлургия, 1982.- 632 с.