Анодное поведение сплава aк9, легированного кальцием

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2016, том 59, №11-12_

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 620.193:669.017

М.Ч.Ширинов, академик АН Республики Таджикистан И.Н.Ганиев*, Н.С.Олимов, Н.К.Каримов

АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВА АК9, ЛЕГИРОВАННОГО КАЛЬЦИЕМ

Таджикский государственный педагогический университет им. С.Айни, Институт химии им. В.И.Никитина АН Республики Таджикистан

Приведены результаты исследования анодного поведения сплава AК9, легированного от 0.01 до 1.0 мас. % кальцием, в среде электролита 3%-ного ^а

Ключевые слова: сплав АК9, кальций, потенциостатический метод, коррозия, анодное поведение, питтингообразование, среда ^а

Алюминий с повышенным содержанием железа и кремния практический не используется, за исключением применения его для дегазации и раскисления стали. Цель данных исследований заключалась в разработке сплавов на основе низкосортного алюминия, с тем чтобы превратить данный металл в сплав, который отличался бы прецизионными свойствами и мог применяться в промышленности. Для достижения поставленной цели в качестве объекта исследования был выбран сплав эвтектического состава АК9. Последний подвергался модифицированию кальцием в количествах от 0.01 до 1.0 мас.%.

Сплавы для коррозионно-электрохимических исследований получали в шахтной печи сопротивления типа СШОЛ с использованием алюминиевых лигатур с кремнием (12%) и кальцием (10%). Применение лигатур даёт возможность уменьшить угар легирующих металлов, а также получить сплавы исследуемых систем при более низких температурах. Из полученных сплавов отливали в графитовую изложницу стержни диаметром 8 мм и длиной 140 мм. Нерабочая часть образцов изолировалась смолой (смесь 50% канифоли и 50% парафина). Рабочей поверхностью служил торец электрода. Перед погружением образца в рабочий раствор его торцевую часть очищали наждачной бумагой, полировали, обезжиривали, тщательно промывали спиртом и затем погружали в раствор электролита 3%-ного КаС1. Температура раствора в ячейке поддерживалась постоянная - 20°С с помощью термостата МЬШ-8.

Для изучения электрохимических свойств тройных сплавов применяли следующий метод исследования. Электрохимические испытания образцов проводили потенциостатическим методом в потенциодинамическом режиме на потенциостате ПИ-50-1 со скоростью развёртки потенциала 2 мВ/с, в среде 3%-ного КаС1. Электродом сравнения служил хлорсеребряный, вспомогательным -платиновый [1].

Образцы потенциодинамически поляризовали в положительном направлении от потенциала, установившегося при погружении, до резкого возрастания тока в результате питингообразования.

Адрес для корреспонденции: Ганиев Изатулло Наврузович. 734061, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул. Айни, 299/2, Институт химии АН РТ. E-mail: ganiev48@mail.ru

Затем образцы поляризовали в обратном направлении до потенциала - 1500 мВ, в результате чего происходило подщелачивание приэлектродного слоя поверхности сплава. Наконец, образцы поляризовали вновь в положительном направлении и из анодных кривых определяли основные электрохимические параметры [2-8]. Результаты исследований представлены в табл. 1 и 2.

В табл. 1 обобщена временная зависимость потенциала свободной коррозии сплава АК9, легированного различным количеством кальция. Исследование свидетельствует, что в первые минуты погружения сплава в раствор электролита №С1 происходит резкое смещение потенциала в положительную область. У сплавов с кальцием стабилизация потенциала коррозии наблюдается в течение 30-40 мин.

Таблица 1

Временная зависимость потенциала свободной коррозии (-Есв.кор.,В) сплава АК9 от содержания

кальция, в среде 3%-ного №С1.

Время выдержки, минут Содержание кальция, мас.%

0 0.01 0.1 0.5 1.0

0 0.760 0.852 0.848 0.845 0.840

0.15 0.754 0.850 0.845 0.840 0.836

0.2 0.750 0.849 0.843 0.838 0.834

0.3 0.745 0.847 0.840 0.834 0.831

0.4 0.739 0.845 0.837 0.830 0.827

0.5 0.734 0.843 0.834 0.826 0.823

0.6 0.729 0.841 0.830 0.821 0.818

2 0.721 0.837 0.824 0.813 0.809

3 0.712 0.833 0.820 0.805 0.801

4 0.705 0.828 0.815 0.797 0.794

5 0.694 0.822 0.809 0.790 0.788

10 0.679 0.810 0.797 0.779 0.767

20 0.666 0.790 0.780 0.768 0.756

30 0.647 0.777 0.768 0.756 0.745

40 0.635 0.768 0.756 0.744 0.736

50 0.630 0.760 0.748 0.735 0.733

60 0.630 0.760 0.746 0.735 0.730

Исследования показывают, что добавки кальция в пределах 0.01-1.0 мас.% способствуют смещению потенциала свободной коррозии в отрицательную область. При этом потенциалы питин-гообразования и репассивации смещаются в положительную область значений (табл. 2).

Скорость коррозии сплавов, содержащих 0.01-1.0 % кальция в 3.0 раза меньше, чем у исходного алюминиевого сплава АК9 (табл. 2).

Таблица 2

Коррозионно-электрохимические характеристики сплава АК9,

легированного кальцием, в среде 3%-ного №С1

Содержание кальция в сплаве АК9, мас.% Электрохимические потенциалы(Х.С.Э) Скорость коррозии

-Е -Е Еп.о. Ерп. ^кор К10-3

В А/м2 г/м2час

- 0.630 1.124 0.580 0.620 0.030 10.05

0.01 0.760 1.108 0.570 0.600 0.019 6.36

0.1 0.746 1.056 0.550 0.580 0.016 5.36

0.5 0.735 1.002 0.520 0.560 0.010 3.35

1.0 0.730 0.998 0.510 0.550 0.009 3.02

Физическая химия

М.Ч.Ширинов, И.Н.Ганиев и др.

1.2

Рис. Потенциодинамические анодные поляризационные кривые (2мВ/с) сплава АК9 (1), содержащего кальций,

мас.%: 0.01(2), 0.1(3), 0.5(4), 1.0(5), в среде 3%-ного №С1.

Добавки кальция к сплаву АК9 способствуют снижению скорости анодной коррозии, о чём свидетельствует смещение в более положительную область потенциодинамических анодных кривых легированных сплавов (рис

Поступило 16.10.2016 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фрейман Л.И., Макаров В.А., Брыксин И.Е. Потенциостатические методы в коррозионных исследованиях и электрохимической защите. /Под ред. акад. Я.М.Колотыркина. - Л.: Химия, 1972, 240 с.

2. Джайлоев Д.Х.,Ганиев И.Н., Амонов И.Т., Азимов Х.Х. Анодное поведение сплава Л1+2.18%Ре, легированного кальцием в среде электролита №С1. - Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2015, т.58, №12, с. 38-42.

3. Назаров Ш.А., Ганиев И.Н., Норова М.Т., Ганиева Н.И., Irene Calliari. Потенциодинамическое исследование сплава Al+6%Li с иттрием в среде электролита NaCl. - Вестник МГТУ им. Г.И.Носова, 2016, т.14, №2, с. 95-100.

4. Назаров Ш.А., Ганиев И.Н., Норова М.Т., Ганиеа Н.И., Irene CaIIiari. Влияние лантана на анодное поведение сплава Al+6%Li. - Обработка сплошных и слоистых материалов, 2016, №1 (44), с. 49-53.

5. Раджабалиев С.С., Ганиев И.Н., Амонов И.Т. Влияние свинца на анодное поведение сплава Al+2.18% Fe. - Вопросы материаловедения, 2016, №2 (86), с. 147-152.

6. Азимов Х.Х., Ганиев И.Н., Амонов И.Т. Потенциодинамическое исследование сплава Al+2.18% Fe, модифицированного литием, в среде электролита NaCl. - Известия вузов. Химия и химическая технология, 2016, т.59, №2, с. 74-79.

7. Одинаев Ф.Р., Ганиев И.Н., Сафаров А.Г., Якубов У.Ш. Потенциодинамическое исследование сплава AЖ 4.5, легированного свинцом, в среде электролита NaCl. - Обработка сплошных и слоистых материалов, 2016, №2 (45), с. 68-71.

8. Одинаев Ф.Р., Ганиев И.Н., Сафаров А.Г., Курякшоев Д.С., Акобиров А.А. Влияние олова на анодное поведение сплава АЖ 4.5 в среде электролита NaCl. - ДАН РТ, 2015, т.58, №9, с. 835-839.

М.Ч.Ширинов, И.Н.Ганиев*, Н.С.Олимов, Н.К.Каримов

РАФТОРИ АНОДИИ ХУЛАИ АК9, КИ БО КАЛСИЙ ^АВ^АРОНИДА

ШУДААСТ

Донишго^и давлатии омузгории Тоцикистон ба номи С.Айни, *Институти химияи ба номи В.И.Никитинаи Академияи илм^ои Цумхурии Тоцикистон

Дар натичаи тадкикоти рафтори анодии хулаи АК9, ки аз 0.01 то 1.0% вазн бо калсий дар мудити электролитии NaCl чавдаронидашуда нишон дода шудааст, ки суръати коррозии хулаи аввалия то 3 маротиба кам мешавад.

Калима^ои калиди: хулаи АК9, усули потенсиостатикй, калсий, коррозия, хулци аноди, мудити NaCl, питтингуосилкунй.

M.Ch.Shirinov, I.N. Ganiev*, O.S.Olimov, N.K.Karimov ANODE BEHAVIOUR OF ALLOY AC9, ALLOYED BY CALCIUM

S.Aini Tajik State Pedagogical University, V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan

In this article results of research of anode behaviour of alloy AC9 alloyed from 0.01 to 1.0 weight % calcium in the environment of electrolit 3 %-s' NaCl are given.

Key words: alloy AC9, calcium, potentsio-static a method, corrosion, anode behavior, pittingo-formation, NaCl environment.