Анодное поведение сплава Zn55Al, легированного бериллием, в среде электролита NaCl

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _____________________________________2010, том 53, №2___________________________________

ЭЛЕКТРОХИМИЯ

УДК 669.715.620.193

Амини Резо, академик АН Республики Таджикистан И.Н.Ганиев, З.Р.Обидов, Н.И.Ганиева

АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВА Zn55Al, ЛЕГИРОВАННОГО БЕРИЛЛИЕМ, В СРЕДЕ ЭЛЕКТРОЛИТА КаС1

Институт химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан

Приведены результаты исследования анодного поведения сплава 2п55А1, легированного бериллием, предназначенного в качестве анодного покрытия для защиты от коррозии стальных сооружений.

Ключевые слова: цинк-алюминиевый сплав - анодное поведение - бериллий - электрохимические свойства.

В настоящее время для защиты от коррозии изделий из стали и чугуна применяются металлические покрытия, наносимые на поверхность изделий различными методами. Выбор покрытия и методы нанесения определяются условиями эксплуатации, требованиями надежности и долговечности конструкций.

Наиболее универсальными и распространенными являются цинк-алюминиевые покрытия типа «Гальвалюм» (сплав цинка с 55 мас.% алюминия) с высокими защитными свойствами, которое можно наносить горячим методом путем погружения стальных конструкций в расплав покрываемого металла [1, 2].

Настоящая работа посвящена исследованию влияния добавок бериллия на анодное поведение сплава 2п55А1, предназначенного для нанесения защитных покрытий горячим методом.

В качестве объекта исследования использовали цинк марки ч.д.а., алюминий марки А7 и его лигатуры с бериллием (2% Ве). Из указанных металлов были получены сплавы в тиглях из оксида алюминия в шахтной печи сопротивления типа СШОЛ в интервале температур 750.. ,800°С. Из полученных сплавов отливали в графитовую изложницу стержни диаметром 8 мм и длиной 140 мм, нижняя часть которых покрывалась смесью 50% канифоли + 50% парафина, что позволяло во всех образцах исследовать одинаковую, подготовленную площадь поверхности сплава. Перед погружением образца в рабочий раствор его торцовую часть зачищали наждачной бумагой, полировали, обезжиривали, травили в 10%-ом растворе КаОИ, тщательно промывали этиловым спиртом и затем погружали в раствор №С1 для исследования. В ячейке поддерживалась постоянная температура раствора (20°С) с помощью термостата МЬШ-8. Электродом сравнения служил насыщенный хлорсеребряный, вспомогательным - платиновый электрод.

Коррозионно-электрохимические исследования анодного поведения сплава 2п55А1, легированного бериллием, проводилось в средах электролита КаС1 с концентрациями 0.3, 0.3 и 3% на по-

Адрес для корреспонденции: Амини Резо. 734063, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул. Айни, 299/2, Институт химии. E-mail: reza.amini@mail.ru

тенциостате ПИ-50.1.1 со скоростью развёртки потенциала 2 мВ/сек по методике, описанной в работе

[3].

При электрохимических исследованиях образцы потенциодинамически поляризовали в положительном направлении от стационарного потенциала, установившегося при погружении, до резкого возрастания тока в результате питтингообразования. Затем образцы поляризовали в обратном направлении до потенциала - 1600 мВ, в результате чего происходило подщелачивание приэлектродно-го слоя поверхности сплава. Наконец, образцы поляризовали в положительном направлении, получив потенциодинамические поляризационные кривые вышеуказанных сплавов, далее определяли электрохимические параметры сплава 2и55Л1, легированного бериллием; результаты измерениий приведены в табл. 1 и 2.

В табл. 1 представлены результаты исследования установившегося потенциала свободной коррозии во времени для цинк-алюминиевого сплава от концентрации бериллия в трех исследуемых средах электролита №С1. Наблюдается незначительное смещение потенциала в положительную область значений. Видно, что к 30 мин процесс формирования защитной оксидной пленки завершается.

Таблица 1

Изменение потенциала свободной коррозии (-Есв.корр., В) сплава 2и55Л1, легированного бериллием,

во времени в среде электролита №С1

Среда Содержание бериллия в сплаве, мас.% Время, мин

1/3 2/3 1 5 15 30 45 60

0.03% №С! - 0.992 0.991 0.990 0.988 0.982 0.975 0.972 0.970

0.005 0.925 0.924 0.922 0.920 0.918 0.916 0.916 0.916

0.01 0.955 0.953 0.950 0.948 0.945 0.944 0.944 0.944

0.05 0.962 0.961 0.959 0.956 0.953 0.951 0.951 0.951

0.1 0.975 0.973 0.970 0.967 0.963 0.962 0.962 0.962

0.5 0.986 0.985 0.983 0.982 0.979 0.977 0.977 0.977

1.0 1.012 1.011 1.010 1.007 1.004 1.003 1.003 1.003

2.0 1.045 1.043 1.040 1.037 1.034 1.032 1.032 1.032

0.3% №С! - 1.022 1.022 1.020 1.016 1.009 1.002 1.001 1.000

0.005 0.998 0.997 0.995 0.993 0.990 0.988 0.988 0.988

0.01 1.021 1.020 1.018 1.016 1.014 1.013 1.013 1.013

0.05 1.028 1.028 1.027 1.024 1.023 1.019 1.018 1.018

0.1 1.040 1.038 1.037 1.036 1.035 1.034 1.034 1.034

0.5 1.070 1.070 1.069 1.067 1.064 1.062 1.062 1.062

1.0 1.081 1.080 1.079 1.078 1.075 1.074 1.074 1.074

2.0 1.093 1.092 1.089 1.087 1.085 1.082 1.082 1.082

3% №С! - 1.041 1.040 1.037 1.032 1.027 1.021 1.020 1.020

0.005 1.015 1.014 1.013 1.010 1.007 1.006 1.005 1.005

0.01 1.030 1.030 1.029 1.026 1.023 1.022 1.022 1.022

0.05 1.036 1.035 1.034 1.032 1.029 1.028 1.028 1.028

0.1 1.051 1.050 1.049 1.047 1.045 1.043 1.043 1.043

0.5 1.074 1.073 1.071 1.069 1.067 1.066 1.066 1.066

1.0 1.027 1.027 1.025 1.022 1.020 1.118 1.118 1.118

2.0 1.175 1.174 1.172 1.168 1.165 1.163 1.163 1.163

Результаты коррозионно-электрохимических исследований сплава 2и55Л1, легированного бериллием, представленные в табл. 2, показывают, что добавки бериллия в незначительных количест-

вах (0.005-0.05 мас.%) сдвигают потенциал свободной коррозии (-Есв.корр., В) в положительную область, а дальнейшее увеличение концентрации бериллия последовательно смещает потенциал Есв.корр. в отрицательную область значений. Подобная зависимость характерна и для потенциалов коррозии (-Екорр.), питтингообразования (-Епо.) и репассивации (-Ереп.). С ростом концентрации хлорид-ионов потенциал свободной коррозии сплава 2п55Л1, легированного бериллием, уменьшается, что свидетельствует о снижении коррозионной стойкости сплавов под воздействием хлор-ионов. Подобная тенденция имеет место во всех исследованных средах (табл. 2).

Таблица 2

Коррозионно-электрохимические свойства цинк-алюминиевого сплава 2п55Л1,

легированного бериллием, в среде электролита №С1

Среда Содержание бериллия в сплаве, мас.% Электрохимические свойства Скорость коррозии

-Е -^св.корр. -Екорр. -Епо. -Е -^реп. і -10-2 *корр. А'-/ К-10-3

В А/м2 ч Г--І и

0.03% №С! - 0.970 0.990 0.850 0.870 0.030 0.233

0.005 0.916 0.925 0.811 0.829 0.011 0.086

0.01 0.944 0.951 0.815 0.858 0.005 0.039

0.05 0.951 0.965 0.832 0.863 0.007 0.054

0.1 0.962 0.973 0.840 0.874 0.013 0.101

0.5 0.977 0.985 0.874 0.881 0.017 0.132

1.0 1.003 1.007 0.890 0.902 0.022 0.171

2.0 1.032 1.040 0.893 0.914 0.028 0.218

0.3% №С! - 1.000 1.020 0.880 0.890 0.033 0.257

0.005 0.988 1.000 0.815 0.852 0.012 0.093

0.01 1.013 1.020 0.842 0.870 0.006 0.047

0.05 1.018 1.032 0.855 0.872 0.010 0.078

0.1 1.034 1.050 0.871 0.879 0.014 0.109

0.5 1.062 1.066 0.930 0.951 0.019 0.148

1.0 1.074 1.075 0.949 0.963 0.026 0.202

2.0 1.082 1.087 0.955 0.968 0.030 0.233

3% №С! - 1.020 1.040 0.900 0.920 0.037 0.288

0.005 1.005 1.012 0.840 0.874 0.014 0.109

0.01 1.022 1.030 0.863 0.925 0.008 0.062

0.05 1.028 1.039 0.865 0.927 0.012 0.093

0.1 1.043 1.050 0.874 0.944 0.015 0.117

0.5 1.066 1.073 0.945 0.972 0.024 0.187

1.0 1.118 1.120 0.958 0.985 0.029 0.226

2.0 1.163 1.165 0.975 0.103 0.035 0.272

В целом, выполненные потенциодинамические исследования сплава 2п55А1 с бериллием показали, что незначительное его количество (0.005-0.05 мас.%) улучшает коррозионную стойкость исходного сплава в два-четыре раза. Предложенные составы цинк-алюминиевых сплавов, содержащих бериллий, могут использоваться в качестве защитных покрытий от коррозии стальных изделий и сооружений.

Поступило 15.01.2010 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. 1. Смирягин А.П. Промышленные цветные металлы и сплавы. - М.: Металлургия, 1981, 560 с.

2. 2. Шлугер А.М., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов. - М.: Металлургия, 1981, 216 с.

3. 3.Умарова Т.М., Ганиев И.Н. Анодные сплавы алюминия с марганцем, железом и редкоземельными металлами. - Душанбе: Дониш, 2009, 232 с.

Амини Ризо, И.Н.Ганиев, З.Р.Обидов, Н.И.Ганиева РАФТОРИ АНОДИИ ХУЛАИ Zn55Al, КИ БЕРИЛЛИЙ ДОРАД, ДАР МУСИТИ ЭЛЕКТРОЛИТИ №С1

Институти химияи ба номи В.И.Никитини Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон

Бо усули потенсиодинамикй нишон дода шудааст, ки иловаи бериллий ба хулаи Zn55Al устувории онро дар мудити нейтралй ба коррозия баланд менамояд.

Калима^ои калиди: хулаи синк-алюминий - рафтори аноди - бериллий - хосиятуои электрохимияви.

Amini Reza, I.N.Ganiev, Z.R.Obidov, N.I.Ganieva ANODE BEHAVIOUR OF THE Zn55Al ALLOY, WITH ADDITIVE BERYLLIUM, IN AMBIENCE OF THE NaCl ELECTROLYTE

V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan Potentiodynamical method shoved, that the additive beryllium in structure of Zn55Al alloy raises it stainless property in a neutral ambience.

Key words: zinc-aluminium allous - beryllium - anode behaviour - electrochemical characteristics.