Влияние олова на анодное поведение сплава aж4. 5 в среде электролита NaCl

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2015, том 58, №9_

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 669.715:.541.127

Ф.Р.Одинаев, А.Г.Сафаров, Д.С.Кучакшоев, А.А.Акобиров, академик АН Республики Таджикистан И.Н. Ганиев

ВЛИЯНИЕ ОЛОВА НА АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВА АЖ4.5 В СРЕДЕ

ЭЛЕКТРОЛИТА КаС1

Физико-технический институт им. С.У.Умарова АН Республики Таджикистан, Институт химии им. В.И.Никитина А.НРеспублики Таджикистан

Потенциодинамическим методом исследовано анодное поведение сплава Al+4.5%Fe (ЛЖ-4.5), легированного оловом в среде электролита различной концентрации в зависимости от времени. Показано, что легирование оловом уменьшает скорость коррозии сплава в 1.5-2 раз в среде электролита ^С1.

Ключевые слова: сплав АЖ4.5 - анодное поведение - коррозия - электролит ^С1 - потенциал коррозии - скорость коррозии.

Алюминий и его сплавы, являющиеся важными конструкционными материалами, применяются в промышленности для изготовления различного рода оборудования. Металлы и сплавы, из которых изготовлено основное и вспомогательное оборудование, контактирующее с водой, могут подвергаться интенсивной коррозии, которая наносит огромный экономический ущерб. Поэтому разработка коррозионностойких сплавов алюминия представляет научный и практический интерес.

В данной работе коррозионные исследования проводились в нейтральной среде электролита различной концентрации согласно ГОСТ 9.О17-74, то есть в имитате морской воды, с целью определения влияния хлорид-ионов на анодные характеристики сплава AЖ4.5, легированного оловом.

Сплав AЖ4.5 с добавкой олова получали в шахтной лабораторной печи типа СШОЛ из промышленного алюминия, загрязнённого железом и олова марки «ч». Из полученного сплава в графитовой изложнице отливали цилиндрические стержни длиной 100 мм и диаметром 10 мм. Поверхность полученных образцов обезжиривали ацетоном и протравливали 10%-ным раствором NaOH при температуре 50-56°С в течение 0.5-2 мин. Далее образцы промывали проточной водой и осветляли 30%-ным раствором азотной кислоты в течение 2-3 мин. Затем образцы промывали проточной, а затем дистиллированной водой при температуре 70-90 °С и высушивали в эксикаторе в течение 24 ч.

При изучении электрохимических свойств сплава AЖ4.5, легированного оловом использован потенциодинамический метод [1-4]. Зависимость потенциала свободной коррозии сплавов от времени играет важную роль в установлении пассивности поверхности в различных средах. Величина потенциала электрода в зависимости от времени фиксировалась катодным милливольтметром встроенным в потенциостат ПИ-50-1.1, а также записывалась самописцем ЛКД-4. Температура раствора в ячейке

Адрес для корреспонденции:Сафаров Амиршо Гоибович. 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 299/1, Физико-технический институт АНРТ. Е-mail: supergold 84 @mail.ru

поддерживалась постоянной (20 °С) с помощью термостата МЛШ-8. Электродом сравнения служил хлорсеребряный, а вспомогательным - платиновый электрод. Потенциалы исследуемого электрода приведены относительно хлор-серебряного электрода. Исследования проводились в нейтральной среде №С1 при концентрациях 0.03; 0.3 и 3.0% (по массе) и скорости развёртки потенциала 2 мВс-1.

Зависимость потенциала свободной коррозии сплава АЖ4.5, легированного оловом, от времени в среде 0.03; 0.3; 3.0%-ного раствора хлорида натрия представлена в табл. 1 и на рисунке.

Как видно из табл.1 и рисунка, легирование сплава АЖ4.5 оловом в различных соотношениях смещает его потенциал коррозии в положительную сторону, что свидетельствует о пассивировании поверхности образцов при контакте с электролитом. Потенциал коррозии сплава АЖ4.5, легированного оловом, устанавливается значительно быстрее. Процесс пассивации, для данных сплавов зависит от концентрации раствора №С1. При увеличении концентрации КаС1 потенциал свободной коррозии уменьшается, что связано, по-видимому, с влиянием хлорид-ионов, которые способствуют растворению пассивной плёнки, формирующейся на поверхности образцов.

Следует отметить, что во всех случаях при погружении образцов в раствор потенциал коррозии более отрицателен и спустя некоторое время смещается в положительную сторону и далее стабилизируется. Постоянство потенциала наблюдается у сплава АЖ4.5 спустя 50 мин, а для сплавов с оловом через 30-40 мин.

Таблица 1

Зависимость потенциала свободной (-Есв.кор., В) коррозии (х.с.э) сплава АЖ4.5, легированного оло-

вом, от времени в среде 3%-ного раствора №С1

Время, мин. Содержание 8и в сплаве АЖ4.5, мас .%

0 0.05 0.1 0.5 1.0

0 0.864 1.200 1.222 1.386 1.400

0.12 0.840 1.120 1.200 1.320 1.350

0.25 0.830 1.074 1.190 1.282 1.320

0.50 0.820 0.990 1.174 1.244 1.280

1 0.810 0.953 1.157 1.200 1.230

2 0.800 0.930 1.142 1.180 1.190

3 0.793 0.900 1.100 1.130 1.160

4 0.786 0.870 0.980 1.115 1.120

5 0.774 0.850 0.940 1.080 1.100

10 0.770 0.822 0.900 1.060 1.085

15 0.762 0.800 0.860 1.050 1.066

20 0.750 0.794 0.850 0.970 1.020

30 0.744 0.790 0.800 0.925 1.000

40 0.740 0.777 0.780 0.900 0.980

50 0.738 0.770 0.780 0.855 0.975

60 0.738 0.770 0.780 0.855 0.970

Рис. Изменение потенциала свободной коррозии сплава АЖ4.5 от времени в среде электролита 0,3% (а) и 0,03%-ного (б) №С1, содержащего олова, мас.%: 1 (0.1%); 2 (1%); 3 (0); 4 (0,05%); 5 (0,5%).

На основе поляризационных кривых определяли основные электрохимические характеристики сплава AЖ4.5, легированного оловом: Екор - потенциал коррозии, Епо. - потенциал питтингобразо-вания, Ереп - потенциал репассивации и ^ор - ток коррозии. Катодные ветви поляризационные кривых использовалась для количественного расчёта скорости коррозии.

В табл. 2 приведены коррозионно-электрохимические характеристики сплава AЖ4.5, легированного оловом, в среде электролита №С1. Видно, что скорость коррозии исходного сплава АЖ4.5 в 3%-ном растворе №С1 равна 8.04 г/м2ч, а при концентрации 0.3% равна 6.03 г/м2ч и при концентра-

ции 0.03%-ного №С1 равна 4.02 г/м2ч. Увеличение концентрации олова постепенно уменьшает потенциалы ЕКор, Епо и Ереп.

Таблица 2

Коррозионно-электрохимические характеристики (х.с.э) сплава АЖ4.5, легированного оловом, в среде

электролита

Содержание олова, мас.% Электрохимические потенциалы Скорость коррозии

Среда -Е Есв.кор. -Е Еп.о. Ерп. ^кор, Ам-2 К10-3 гм-2час-1

О - 0.482 0.890 0.480 0.640 0.012 4.02

л £ 0.05 0.600 0.930 0.520 0.650 0.0115 3.85

0.1 0.700 0.920 0.530 0.640 0.010 3.35

СП о 0.5 0.700 0.912 0.520 0.642 0.009 3.01

о' 1.0 0.680 0.900 0.520 0.636 0.010 3.35

.3%, №С1 - 0.666 0.980 0.560 0.720 0.018 6.03

0.05 0.740 0.972 0.620 0.760 0.017 5.69

0.1 0.710 0.964 0.606 0.680 0.015 5.02

0.5 0.710 0.970 0.600 0.650 0.0135 4.52

о 1.0 0.700 0.960 0.600 0.640 0.0125 4.19

- 0.738 1.020 0.610 0.784 0.024 8.04

О л 0.05 0.770 0.998 0.740 0.810 0.018 6.03

£ 0.1 0.780 0.965 0.720 0.780 0.017 5.69

СП 0.5 0.855 0.950 0.610 0.760 0.016 5.36

1.0 0.970 0.990 0.610 0.750 0.013 4.36

Коррозионно-электрохимическое поведение сплава АЖ4.5 с оловом в среде электролита КаС1 показывает, что легирование оловом уменьшает скорость коррозии исходного сплава в 1.5-2.0 раза в среде электролита №С1 различной концентрации.

Таким образом, увеличение концентрации электролита КаС1 свыше 0.03% приводит к непрерывному растворению поверхностных плёнок исследуемых образцов, вызванного действием хлорид-ионов, и способствует увеличению скорости коррозии сплавов.

Поступило 14.06.2015 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Розенфельд И.Л., Рубинштейн Ф.И., Жигалова К.А. Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. - М.: Химия, 1987, 224 с.

2. Розенфельд И.Л., Вржосек Г.Г., Зорина В.Е. - Защита металлов, 1979, т.15, № 2, с. 88.

3. Сафаров А. Г., Ганиев И.Н. Шукроев М.Ш. - ДАН РТ., 1996, №11. с. 48.

4. Сафаров А.Г. , Ганиев И.Н. - ДАН РТ, 1998, т. ХЫ, № 11-12, с.110.

Ф.Р.Одинаев, А.Г.Сафаров, Д.С.Кучакшоев, А.А.Акобиров, И.Н.Раниев*

ТАЪСИРИ ЦАЛЪАГЙ БА РАФТОРИ АНОДИИ ХУЛАИ АЖ4.5 ДАР МУ^ИТИ ЭЛЕКТРОЛИТИ NaCl

Институти физикаю техникаи ба номи С.У.Умарови Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон, *Инистути химияи ба номи В.И.Никитини Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Бо усули потенсиодинамикй тадкикоти рафтори анодии хулаи Al+4.5%Fe (АЖ4.5) бо иловаи калъагй дар мухдти электролити NaCl бо консентратсиях,ои гуногун аз вакт омухта шу-дааст. Нишон дода шудааст, ки иловаи калъагй суръати коррозияи хуларо дар электролит 1.52.0 маротиба кам менамояд.

Калима^ои калиди: хулаи АЖ4.5 - рафтори аноди - коррозия - электролити NaCl - потенциали коррозия - суръати коррозия.

F.R.Odinaev, A.G. Safarov, D.S.Kuchakshoev, A.A.Akobirov, I.N.Ganiev* INFLUENCE OF TIN ON THE ANODIC BEHAVIOR OF THE ALLOY AI4.5

IN A MEDIUM ELECTROLYTE NaCl

S.U. Umarov Physical-Technical, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan, V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan By anodic potentiodynamic method behavior of alloy Al+4.5% Fe (AlI4.5), tin-doped medium in NaCl electrolyte of various concentrations are studied. It has been shown that alloying the tin reduces the corrosion rate of the alloy is 1.5-2 times in NaCl electrolyte medium.

Key words: alloy AII4.5 - anodic behavior - corrosion - electrolyte NaCl - corrosion potential - corrosion rate.