Коррозионно-электрохимическое поведение Cu, Al-, Cu, Sn-сплавов и определение их склонности к селективной коррозии

ВЫВОДЫ.

1. Исследована селективная коррозия алюминиевых и оловянистых бронз как функция содержания в них алюминия и олова в специально выбранных электролитах. Для этого использовались нестационарные электрохимические методы: хронопотенциометрия, хроноамперометрия, потенциодинамика. Токи коррозии определяли методом поляризационного сопротивления. В исследованиях скоростей коррозии использовался метод атомно-абсорбционной спектроскопии анализа продуктов коррозии. Фазовый состав сплавов и продуктов коррозии определяли рентгенофазовым анализом.

2. В качестве оптимального для изучения селективной коррозии был выбран хлоридно-щелочной электролит, в котором происходит активное анодное селективное растворение алюминия и олова из сплавов.

3. Установлено, что первой стадией процесса растворения компонентов бронз является твердофазная диффузия алюминия и олова в поверхностных слоях сплавов, а последующая связана с образованием пассивных слоев, которые лимитируют процесс растворения сплавов.

4. Коррозия алюминиевых и оловянистых бронз в хлоридно-щелочном электролите происходит по электрохимическому механизму, где основной катодной реакцией является восстановление растворенного кислорода с диффузионным контролем (транспортировка к поверхности электрода).

5. На основании данных хронопотенциометри, хроноамперометрии и потенциодинамики сделан вывод, что с увеличением содержания алюминия (или олова) в сплаве увеличивается скорость селективной коррозии сплава.

6. Экспериментально определенные токи коррозии для меднооловянных сплавов Си-1.848п, Си-2.098п и Си-3.038п составляют 1.37−10″ 5 А/см2, 2-Ю" 5 А/см2 и 2.28−10″ 5 А/см2 соответственно.

7. Экспериментально определенные токи коррозии для медноалюминиевых сплавов Си-1.94А1, Си-12.66А1 и Си-16.17А1 составляют 2.5−10″ 6 А/см2, 8.2−10″ 6 А/см2 и 15.5−10″ 6 А/см2 соответственно.

8. На основании электрохимических и коррозионных исследований установлено, что начальная скорость селективного растворения оловянистой бронзы выше скорости селективного растворения алюминиевой бронзы.

9. Установлено, что на поверхности меди и ее сплавов при коррозии в растворе 0.4 М №С1+ 0.6 М ЫаОН формируются пассивные слои, в состав которых по результатам рентгенофазового анализа входят оксиды меди СиО и Си20 и продукты растворения алюминия и олова (в случае сплавов). Пассивные слои оловянистых бронз обладает лучшими защитными свойствами, чем алюминиевых бронз.

10. На основании выполненных электрохимических и коррозионных исследований определены границы применимости алюминиевых и оловянистых бронз в коррозионно-агрессивных средах: солей (хлоридов, сульфатов), а также в щелочах и кислотах. Не следует использовать данные сплавы в хлоридно-щелочных электролитах при рН=12.4 и [СГ]=0.4. а если такое использование вызывается конструктивными соображениями, то предпочтительно использовать оловянистую бронзу. При эксплуатации алюминиевых и оловянистых бронз в хлоридно-щелочных электролитах при рН=12.4 и [С1″ ]=0.4 следует обращать внимание на потенциал сплавов в данной среде, т.к. наиболее опасным для них является минус 260 мВ и выше при которых процессы коррозии наиболее эффективны.

11. На основании проведенной работы следует рекомендовать электролит состава 0.4 М ЫаС1 + 0.6 М ИаОН в качестве коррозионной среды для ускоренных исследований селективной коррозии медных сплавов.

1. Pickering H.W., Wagner С. // J. Electrochem. Soc. 1967. -V.114. -№ 7. -P. 698 705.

2. Флорианович Г. М. // Защита металлов. -1991. -T.27. -№ 4. -C.581−590.

3. Томашов Н. Д., Чернова Г. П. Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы.-М.: Металлургия, 1993.

4. Маршаков И. К., Введенский А. В., Кондрашин В. Ю., Боков Г. А. Анодное растворение и селективная коррозия сплавов. Воронеж. ВГУ. 1988.

5. Чемоданов А. И., Колотыркин Я. М. В кн. Итоги науки и техники. Серия: Коррозия и защита от коррозии. -М.: ВИНИТИ 1981, -Т.8. -С. 102.

6. Томашов Н. Д., Чернова Г. П., Чукаловская Т. В. // Защита металлов. -1970. -Т.6.-№ 1.-С.З-9.

7. Томашов Н. Д., Чукаловская Т. В., Чернова Г. П. // Защита металлов. -1971. -Т.7. -№ 3. -С.279−285.

8. Сорокин В. Г., Журин А. И. // Журн. Прикладной химии. -1971. -Т.44. -№ 5. -С.1175−1180.

9. Симанова С. А., Мильгунова Л. Г., Кукушкин Ю. Н., Орлов А. М. // Журн. Прикладной химии. -1981. -Т.54. -№ 3. -С.590−595.

10. Кукушкин Ю. Н., Симанова С. А., Маслов Е. Н. и др. // Журн. Прикладной химии. -1974. -Т.47. -№>6. -С.1273−1278.

11. Маршаков И. К. В кн. Итоги науки и техники. Сер. Коррозия и защита от коррозии. -М.: ВИНИТИ, 1971. -Т.1. -С.138−144.

12. Маршаков И. К., Угай Я. А., Алейкин С. М. и др. // Электрохимия. -1970. -Т.6. -№ 12.-С.1865−1971.

13. Mazurkiewier В. // Corros. Sci. -1983. -V.23. -№ 7. -Р.687.

14. Червяков В. Н., Харькова Л. В., Пчельников А. Г., Лосев В. В. // Защита металлов. -1990. -Т.26. -№ 6. -С.913−920.

15. Яменко А. Б., Гречанюк В. Г., Осокин В. А., Руденко И. Ф. // Защита металлов. -1989. -Т.25. -№ 5. -С.751−755.

16. Pryor M.J., Fister J.C. // J. Electrochem. Soc.: Electrochemical Science and Technology.-1984.-V.131.-№ 6.-P.1230−1235.

17. Keir D.S., Pryor M.J. // J. Electrochem. Soc.: Electrochemical Science and Technology. -1980. -V.127. -№ 10. -P.2138−2144.

18. Elsayed A. Asholer, Badr G. Ateya // Electrochemica Acta. -1997. -V.42. -№ 2. -P .243−250.

19. Fritz J.D., Pickering H.W. // J. Electrochim. Soc. -1991. -V.138. -№ 11. -P.3209−3218.

20. Jin-Yun Zon, Di-Hua Wang, Wan-Chuan Qin // Electrochemica Acta. -1997. -V.42. -№ 11. -P. 1733−1737.

21. Вязовикина H.B. // Электрохимия. -1991. -T.27. -№ 4. -C.484−488.

22. Вязовикина H.B. // Электрохимия. -1992. -T.28. -№ 6. -C.917−921.

23. Маршаков А. И., Пчельников А. П., Лосев В. В. // Электрохимия. -1983. -Т.19. -№ 3. -С.356−360.

24. Chen S.J., Sanz F., Ogletree D.F. and et. // Congress, Barcelona. -1993. -V.2. -1664−1672.

25. Тутукина И. М., Кондрашин В. Ю., Маршаков И. К. // Защита металлов. -1988. -Т.24. -№.6. -С.920−924.

26. Зарцын И. Д., Кондрашин В. Ю., Маршаков И. К. // Защита металлов. -1989. -Т.25. -№ 1. -С.7−11.

27. Пчельников А. П., Маршаков А. И., Лосев В. В. // Электрохимия. -1985. -Т.21. -№ 7. -С.949−952.

28. Маршаков И. К., Богданов В. П. // Журн. Физ. Химии. -1963. -№ 37. -С.2767.

29. Маршаков И. К., Богданов В. П., Алейкина С. М. // Журн. физической химии.-1964.-№ 38.-С. 1764−1770.

30. Андреев Ю. Я. Физико-химия металлов и неметаллических материалов. М.: МИСиС. 1993.

31. Новые проблемы современной электрохимиии. Под. ред. Дж.Бокриса. М.: Иностранная литература. 1962.

32. Акимов Г. В. Сб. Исследования по нержавеющим сталям. М.: АН СССР. 1956.

33. Y.G.Chun, S.I. Pyun, C.H.Kim // Materials Letters. -1994. -V.20. -P.265−270.

34. El Wakkad, Shams El Din, Kotb // J. Electrochem. Soc. -1958. -V.47. -P.105.

35. Попов Ю. А. Теория взаимодействия металлов и сплавов с коррозионно-активной средой. М.: Наука. 1995.

36. Алексеев Ю. В., Колотыркин Я. М., Попов Ю. А. // Докл. АН СССР. -1989. -Т.306.-№>.3.-С.639.

37. Попов Ю. А., Алексеев Ю. В. // Защита металлов. -1991. -Т.27. -№.4. -С.575−579.

38. Введенский A.B., Стороженко В. Н., Маршаков И. К. // Защита металлов1993.-Т29.-№ 5.-С.693−703.

39. Зарцын И. Д., Введенский, A.B., Маршаков И. К. // Электрохимия. -1994. -Т.30. -№.4. -С.544−565.

40. Вязовикина Н. В., Маршаков И. К. // Защита металлов. -1979. -Т.15. -№ 3. -С.656−670.

41. Laurent J., Landolt D. // Electrochem. Acta. -1991. -V.36. -№ 1. -P.49−58.

42. Андреев Ю. Я. // Журн. физической химии. -1998. -Т.72. -№ 3. -С.529−534.

43. Andreev Yu. Ya // Electrochim. Acta. -1998. -V.43. -№ 18. -P.2627−2631.

44. Введенский A.B., Стороженко В. И., Маршаков И. К. // Защита металлов.1994. -Т.30. -№ 1. -С.20−27.

45. Holliday J.E., Pickering H.W. // J. Electrochem. Soc. -1973. -V.120. -№ 4. -P .470−475.

46. СкуратникЯ.Б. // Электрохимия. -1977. -T.13. -№. -C.l 122.

47. Андреев Ю. Я. //Докл. АН СССР. -1984. -Т.278. -№ 5. -С.1153−1155.

48. Андреев Ю. Я. // ФММ. -1985. -Т.60. -№ 6. -C.l 116−1121.

49. Андреев Ю. Я., Назоров И. В., Самаричев C.B. // Защита металлов. -1990. -Т.26. -№ 2. -С.285−288.

50. Рубинштейн Л. И. Проблема Стефана. Рига.: Звайгзне. -1967.

51. Андреев Ю. Я. // Электрохимия. -1986. -Т.22. -№ 8. -С.1039−1043.

52. Лосев B.B., Пчельников А. П., Маршаков И. К. // Итоги науки и техники. Сер. Электрохимия. -1984. -Т.21. -С.77−125.

53. Darken L.S. Trans. AIME. -1948. -V.175. -Р.184.

54. Андреев Ю. Я., Самаричев C.B. // Защита металлов. -1990. -Т.26. -№ 2. -С.236−240.

55. Pickering Н., Wu Y., Gregory D. // J. Vac. Sei and Technol. :B. -1991. -V.9. -№ 2. -Pt2. -P.976−1673.

56. Gniewek J., Riry J., Baker B.G. // J. Electrochem. Soc. -1978. -V.125. -№ 1. -P.17−21.

57. Chen S.J., Sanz F., Ogletree at et. Pragr. Understand and prev Corros. lOth Eur. Corros. Congr., Barcelona, July, 1993, -Vol.2. -London. -P.1664−1673.

58. Chen J.S., Devine T.M. // 43 rd Meet., Cordoba, Sept. 20−25. -1992. Abstr. / Int. Soc. Electrochem. (ISE). -Cordoba. -1992. -C.341.

59. Balakvishank, Venkatesanvk Werkstoffe und Corrosion. -1978. -V.29. -№ 2. -P.113.

60. Грацианский H.H., Каплан H.JI. //Журн. физической химии. -1956. -T.30. -№ 3. -С.650.

61. Грацианский H.H., Калюжная П. Ф. // Журн. физической химии. -1956. -Т.30. -№ 6. -С. 1267.

62. Грацианский H.H., Богачева H.A. // Журн. физической химии. -1956. -Т.ЗЗ. -№ 3. -С.677.

63. Al-Saffar A.N., Ashworth V., Bairamow А.К., Chives D.Y. et at // Corros. Sei. -1980.-V.20.-№l.-P. 127.

64. Плесков Ю. В., Филиновский В. Ю. Вращающийся дисковый электрод. М.: Наука. 1972. 344 с.

65. Вязовикина Н. В., Маршаков И. К., Тутукина Н. М. // Электрохимия. -1981. -Т. 17. -№ 6. -С.838.

66. Лосев В. В., Пчельников А. П. // Итоги науки и техники. Сер. Электрохимия. -М.: ВИНИТИ, 1979. -Т.15. -С.62.

67. Андреев Ю. Я. // Электрохимия. -1979. -Т.15. -№ 1 -С.49−53.

68. Скорчелетти B.B. Теоретическая электрохимия. Л.: Химия 1974.

69. Годулян Л. В., Зацепин В. М. // Электрохимия. -1983. -Т.19. -№. -С.1021−1025.

70. Делахей П. Новые приборы и методы в электрохимии. М.: Издательство иностранной литературы. 1957.

71. Захаров М. С., Баканов Б. И., Пнев В. В. Хронопотенциометрия. М.: Химия. 1978.

72. Галюс 3. Теоретические основы электрохимического анализа. М.: Мир. 1974.

73. Маршаков И. К. Термодинамика и коррозия сплавов. Воронеж. ВГУ. 1983.

74. Пчельников А. П. // Зашита металлов. -1991. -Т.27. -№ 4. -С.592−602.

75. Tromans D., Sun R. // J. Electrochem. Soc. -1991. -V.138. -№ 11 -P.3235−3244.

76. Пчельников А. П., Ситников А. Д., Полунин A.B. и др. Анодное растворение бинарных сплавов в стационарных условиях // Электрохимия.1980. -Т. 16. -№ 4. -С.477.

77. Молодов А. И., Гамбург И. Д., Маркосьян Г. Н., Лосев В. В. // Электрохимия. -1985. -Т.21. -№ 9. -С.1155−1159.

78. Коррозия. Справочник. Под. ред. Л. Л. Шрайера. М.: Металлургия1981.

79. Pourbaix M. //J/Electrochim. Soc. -1976. -V.123. -№ 2. -P.25.

80. Lucey V.F. // Werkstoffe und Korrosion. -1975. -B.26. -№ 3. -S.185.

81. Розенфельд И. Л. Атмосферная коррозия металлов. М.: Академия наук СССР. 1960.

82. Казакевич A.B. Металлические коррозионно-стойкие конструкционные материалы. М.: МИСиС. 1990.

83. Структура и коррозия металлов и сплавов. Справочник. Под ред. Е. А. Ульянина. М.: Металлургия 1989.

84. Смирягин А. П., Смирягина H.A., Белова A.B. Промышленные цветные металлы и сплавы. М.: Металлургия. 1974.

85. Карелов C.B., Мамяченков C.B., Набойченко С. С. // Изв. вузов. Цветная металлургия. -1993. -№ 1. -С.22−26.

86. Бюлов К. Сб. Коррозия металлов, кн.1. М., Госхимиздат, 1952.

87. Britton. //Engineering. -1941. -V. 152. -Р.78.

88. Hadson J.C. // J. Inst. Metals. -1930. -V.44. -P.409.

89. Z.Tanabe. // Corrosion Sci. -1964. -N4. -P.413.

90. P. Sury and H.R.Oswald // Corrosion Sci. -1972. -N12. -P.77.

91. R.N.Singh. N. Veerma and W.R. Singh // Corrosion. -1989. -V.45. -P.222.

92. RJ. Tzou and H.C.Shih // Corrosion. -1989. -V.45. -C.328.

93. Кондрашин В. Ю., Маршаков И. В. // Защита металлов. -1990. -Т.26. -№ 3. -С.355−359.

94. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. Справочник. Под. ред. Н. Х. Абрикосова. М.: Наука. 1979.

95. Н. П. Жук Курс теории и защиты металлов. М. Металлургия 1976.

96. Аналитический контроль металлургического производства / Ю. А. Карпов, Ф. А. Гимельфарб, А. П. Савостин, В.Д.Сальников/ М.: Металлургия. 1995.

97. Улиг Реви. Коррозия и методы борьбы с ней. М.: Мир. 1989.

98. Мансфелд Ф. Достижения науки о коррозии и технологии защиты от нее. М.: Металлургия. 1980.

99. Бокий Г. Б., Порай-Кошиц М. А. Рентгеноструктурный анализ. Tl. М.: Московский университет. 1964.

100. ГОСТ 1953.3−79. Бронзы оловянистые. Методы определения олова. М.: Изд-во стандартов, 1983.

101. ГОСТ 15 027.2−77. Бронзы безоловянные. Методы определения алюминия. М.: Изд-во стандартов, 1991.

102. Benedetti A.V., Sumodjo Р.Т.А., Nobe К. et al. // Electrochimica Acta. -1995. -V.40. -P.2657−2668.

103. Гальдикенс О., Ошкенас Р., Москус 3 // Электрохимия. -1996. -Т.32. -№ 10. -С.1247−1 251 104.

104. Маршаков А. И., Пчельников А. П., Лосев В. В., Колотыркин Я. М. // электрохимия -1981. -Т. 17. -№ 5. -С.725−732.

105. Лосев В. В., Пчельников А. П., Маршаков А. И. //Электрохимия -1979. -Т.15. -№ 6. -С.837−842.

106. Спектроскопические методы определения следов элементов. Под. ред. Дж. Вайнфорднера. М.: Мир. 1979.

107. Н.Е. Curr-Hyde, DJ. Yong, M.S. Wainwright // J. Electrochem. Soc. -1988. -V.135. -№ 8. -P.1902;1906.

108. Горелик C.C., Скаков Ю. А., Расторгуев Л.H. Рентгенографический и электроннооптический анализ. М.: МИСиС. 1994.