CC BY
61
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН
2006, том 49, №8
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 620.193
Член-корреспондент АН Республики Таджикистан И.Н.Ганиев, Т.М.Умарова,
З.С.Джалолова
КОРРОЗИОННО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВОВ АЛЮМИНИЯ С МАРГАНЦЕМ, ЛЕГИРОВАННЫХ ЛАНТАНОМ
Борьба с коррозией, как основной причиной вывода из строя металлических изделий, сложного и дорогостоящего оборудования и конструкций, приводящей к безвозвратным потерям металла, остается актуальной и по сей день.
Анализ состава современных деформируемых алюминиевых сплавов показывает, что одним из наиболее распространенных легирующих компонентов в алюминиевых сплавах является марганец. Алюминиево-марганцевые сплавы, содержащие до 2% (вес.) марганца, имеют достаточно высокое отрицательное значение равновесного потенциала, что определяет особенность их электрохимического поведения, в частности коррозионную стойкость.
Редкоземельные металлы (РЗМ) за последние годы вызывают все возрастающий интерес, и это объясняется огромными успехами химической технологии и металлургии, которые позволили методами ионного обмена, металлотермии и вакуумной дистилляции получить все РЗМ в довольно чистом (99.9%) состоянии и тем самым сделать их доступными для металлофизического и металлургического исследований.
Области применения РЗМ, в частности лантана, очень широки. Они применяются в электронной, оптической, а также благодаря высокому поперечному сечению захвата нейтронов и в ядерной технике. Возникновение и последующий рост промышленного применения РЗМ естественным образом стимулирует развитие научных исследований в этой области.
Известно, что все РЗМ, включая и лантан, имеют специфическое электронное строение, обуславливающее их положительное влияние в качестве легирующих добавок. В частности, РЗМ оказывает модифицирующее действие, которое приводит к измельчению структуры сплава, а это в свою очередь улучшает физико-химические и механические свойства, особенно коррозионную стойкость. Учитывая эти свойства РЗМ, в качестве легирующей добавки был выбран лантан.
Целью работы является коррозионно-электрохимическое исследование сплавов алюминия с марганцем, модифицированных лантаном, выявление оптимального состава конструкционного алюминиево-марганцевого сплава с высокой коррозионной стойкостью.
Нами были синтезированы сплавы на основе алюминия марки А8 с добавкой марганца марки Мр00. С целью достижения однородности сплава марганец и лантан вводили в расплавленный алюминий в виде 10% лигатуры. Сплавы получали в шахтных печах, типа
СШОЛ, в интервале температур 950-10000С, разливали в стальную изложницу для получения цилиндрических стержней диаметром 8 мм и высотой 120 мм. Полученный таким образом электрод шлифовали, полировали и обезжиривали спиртом.
Коррозионно-электрохимические исследования проводили на потенциостате ПИ 501.1 с программатором ПР-8, при комнатной температуре. Изучение электрохимических процессов, протекающих на электродах, осуществляли с помощью поляризационных кривых, снятых со скоростью развертки потенциала 2 тВ/сек, в среде 3% раствора хлорида натрия по методике, описанной в работе [1]. В качестве электрода сравнения использовали хлорсереб-ряный электрод, а вспомогательным служил платиновый электрод. Результаты электрохимических исследований приведены в таблице, из которой видно, что добавка лантана к алюминиево-марганцевому сплаву сдвигает потенциалы свободной коррозии и питингообразования (Есв.к; Епо) в более положительную область значений. Потенциалы репассивации и коррозии (Ерп; Екор) незначительно смещаются в отрицательную область, тогда как потенциал начала пассивации (Епас) и потенциал питингообразования после катодной поляризации (Епо) смещаются также в отрицательную область значений более существенно (на 100-110 тВ). Ширина пассивной области сплавов системы Л1-Мп-Ьа находится на уровне пассивной области алюминиево-марганцевых сплавов, т.е. можно заключить, что лантан не оказывает значительного влияния на протяженность пассивной области.
Потенциал свободной коррозии сплавов рассматриваемой системы находится в пассивной области, что свидетельствует о высокой коррозионной стойкости сплавов благодаря наличию устойчивой пассивной пленки. Равномерное снижение плотности токов растворения из пассивного состояния сплавов системы Л1-Мп-Ьа также указывает на повышение коррозионной стойкости. Ток коррозии - как основной показатель коррозионной усталости, показывает, что добавка лантана до 0.1мас.% к алюминиево-марганцевым сплавам благоприятно влияет на коррозионную стойкость, дальнейшее увеличение до 0.5мас.% лантана увеличивает плотность тока коррозии, следовательно, коррозионная стойкость падает, что, вероятнее всего, можно объяснить образованием избыточных фаз с более отрицательным потенциалом.
Таким образом, легирование алюминиево-марганцевых сплавов лантаном (до
0.1мас.%) позволяет увеличить коррозионную стойкость сплава, но так как данные сплавы не отличаются высоким отрицательным электродным потенциалом, то возможное применение их в качестве протекторной основы возможно лишь при условии активации сплава металлом из ряда (Бп, 1п, Бе, V, № и др.), способным смещать значения потенциалов в глубоко отрицательную область.
Таблица
Коррозионно-электрохимические характеристики сплавов системы А1-1.9 Мп легированных
лантаном, в среде раствора 3% №С1
№ п/п содержание La, масс.% потенциалы, В 2 токи, А/м
-E ^св. к -E ^no -E ^pen -E ^кор -E ^нп -E no AE пас Ірпс Ікорр
0 - 0.82 0.59 - 0.73 1.10 0.62 0.50 0.10 0.008
1 0.005 0.81 0.59 0.71 0.72 1.00 0.55 0.43 0.10 0.006
2 0.05 0.80 0.56 0.71 0.72 1.00 0.64 0.36 0.08 0.010
3 0.10 0.80 0.55 0.71 0.73 1.11 0.66 0.43 0.05 0.008
4 0.5 0.76 0.53 0.72 0.73 1.08 0.61 0.46 0.06 0.012
Институт химии им.В.И.Никитина Поступило 28.11.2006г.
АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Ганиев И.Н., Красноярский В.В., Каримова Т.М. - ЖПХ, 1988, №1, с.5.
И.Н.Ганиев, Т.М.Умарова, З.С.Ч,алолова РАВИШИ КОРРОЗИОНИЮ ЭЛЕКТРОКИМИЁВИИ ХУЛА^ОИ АЛЮМИНИЙ БО МАНГАН ВА ЛАНТАН
Таъсири лантан ба хосиятх,ои электрокимиёвй ва коррозионии хулах,ои конст-руксионии алюминий бо манган омухта шудааст.
I.N.Ganiev, T.M.Umarova, Z.S.Jalolova CORROSION-ELECTROCHEMICAL BEHAVIOR OF ALLOYS OF ALUMINUM WITH MANGANESE, ALLOYING LANTHANUM
The influence of lanthanum at corrosion-electrochemically properties of a constructional aluminum-manganese alloys is investigated
