ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ СПЛАВА Zn0.5Al, ЛЕГИРОВАННОГО КАЛЬЦИЕМ, В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ
Аннотация
В статье приведены результаты исследования высокотемпературной и электрохимической коррозии сплава Zn0.5Al, легированного кальцием, в различных средах. Термогравиметрическим методом исследовано взаимодействие сплава Zn0.5Al, легированного кальцием, с кислородом воздуха в интервале температур 523–623 K, в твердом состоянии. Определены кинетические и энергетические параметры процесса высокотемпературного окисления сплавов. Процесс высокотемпературного окисления сплавов системы Zn-Al-Ca характеризуется монотонным снижением истинной скорости окисления и повышением эффективной энергии активации при содержании легирующего компонента в исходном сплаве Zn0.5Al до 1.0 мас.%. При легировании цинк-алюминиевого сплава 0,5 и 1,0 мас.% кальцием показано незначительное увеличение скорости окисления сплавов. Выявлено, что процесс окисления исследованных сплавов кислородом газовой фазы подчиняется гиперболическому закону. Установлено, что добавки кальция в пределах 0,01-0,1 мас.% значительно уменьшают окисляемость исходного сплава Zn0.5Al, а продуктами окисления сплавов являются оксиды ZnO, Al2O3, Al2O3 ∙ ZnO, CaO, Al2O3 ∙ CaO. Потенциостатическим методом в потенциодинамическом режиме со скоростью развертки потенциала – 2 мВ/с показано, что для всех образцов сплавов системы Zn0.5Al-Ca в кислых, нейтральных и щелочных средах наблюдается смещение электрохимических потенциалов коррозии, питтингообразования и репассивации в область отрицательных значений. Выявлено, что цинк-алюминиевые сплавы, легированные кальцием наиболее устойчивы к питтинговой коррозии во всех исследованных средах, соответственно в кислой (0,01н.), нейтральной (0,03-, 0,3-, 3,0 мас.%) и щелочной (0,01н.) среде электролитов HCl, NaCl и NaOH. Установлено, что добавки кальция в пределах 0,01-0.1 мас.% уменьшают скорость коррозии цинк-алюминиевого сплава Zn0.5Al в 2–3 раза. Сплавы с кальцием рекомендуются в качестве как анодных покрытий и протекторов для защиты от коррозии стальных изделий и конструкций, работающих при высоких температурах.
Литература
Кеchin V.А., Lyblinskii Е.Ya. Zinc alloys. М.: Metallurgy. 1986. 247 p. (in Russian).
Obidov Z.R., Ganiev I.N., Eshov B.B., Amonov I.T. Corrosion-electrochemical and physicochemical properties of Al+2.18% Fe alloy alloyed with indium. Russ. J. Appl. Chem. 2010. V. 83. N 2. P. 263–266. DOI: 10/1134/S107042721002014X.
Obidov Z.R., Ganiev I.N., Amonov I.T., Ganieva N.I. Corrosion of Al+2.18% Fe alloy doped with gallium. Protect. Metals Phys. Chem. Surf. 2011. V. 47. N 5. P. 654–657. DOI: 10/1134/S2070205111050133.
Vinokurov E.G., Margolin L.N., Farafonov V.V. Electrodeposition of composite coatings. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [Russ. J. Chem. & Chem. Tech.]. 2020. V. 63. N 8. P. 4-38 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206308.6212.
Menshikov I.A., Lukyanova N.V., Shein A.B. Protection of steel from corrosion in acidic media at elevated temperatures by «Soling» series inhibitors. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 4. P. 103-110 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt20186100.5724.
Shulga E.V., Yuriev A.I., Bazanov M.I. Method for assessing surface quality of copper cathodes. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 2. P. 53-58 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196202.5837.
Obidov Z.R., Ganiev I.N. Anodic behavior and oxidation of the thallium alloyed Al+2.18% Fe alloy. Russ. J. Appl. Chem. 2012. V. 85. N 11. P. 1691–1694. DOI: 10.1134/S1070427212110230.
Amini R.N., Irani M., Ganiev I., Obidov Z. Galfan I and Galfan II doped with calcium, corrosion resistant alloys. Orient. J. Chem. 2014. V. 30. N 3. P. 969–973. DOI: 10.13005/ojc/300307.
Safarova F.R., Obidov Z.R., Strucheva N.Е., Ganiev I.N., Novodzhenov V.А. High-temperature oxidation of gallium-doped Zn5Al alloy with gaseous oxygen. Polzunov Vestn. 2019. N 3. P. 112-116 (in Russian). DOI: 10.25712/ASTU.2072-8921.2019.03.020.
Gerasimenko А.А. About features of reception and advantages of use of electrochemical coverings of zinc alloys with tin and molybdenum. Теkhnol. Elektron. Prom. 2010. N 7. P. 33 (in Russian).
Obidov Z.R. Thermophysical Properties and Thermodynamic Functions of the Beryllium, Magnesium and Praseodymium Alloyed Zn-55Al Alloy. High Temp. 2017. V. 55. N 1. P. 150–153. DOI: 10.1134/S0018151X17010163.
Amini R.N., Obidov Z.R., Ganiev I.N., Mohamad R.B. Potentiodynamical research of Zn-Al-Mg alloy system in the neutral ambience of NaCl electrolyte and influence of Mg on the structure. J. Surf. Eng. Mater. Adv. Technol. 2012. N 2. P. 110–114. DOI: 10.4236/jsemat.2012.22017.
Obidov Z.R. Effect of pH on the Anodic behavior of beryllium and magnesium doped alloy Zn55Al. Russ. J. Appl. Chem. 2015. V. 88. N 9. P. 1451–1457. DOI: 10.1134/S1070427215090116.
Amini R.N., Obidov Z.R., Ganiev I.N., Mohamad R. Anodic behavior of Zn-Al-Be alloys in the NaCl solution and the influence of Be on structure. J. Surf. Eng. Mater. Adv. Tech-nol. 2012. N 2. P. 127–131. DOI: 10.4236/jsemat.2012.22020.
Оbidov Z.R. Influence of the рН of the medium on the anod-ic behavior of beryllium and magnesium – doped Zn5Al alloy. Izv. SPbGTI(TU). 2015. N 32 (58). P. 52–55 (in Russian).
Obidov Z.R., Amonova A.V., Ganiev I.N. Influence of the pH of the medium on the anodic behavior of scandium – doped Zn55Al alloy. Russ. J. Non-Ferrous Metals. 2013. V. 54. N 3. P. 234–238. DOI: 10.3103/S1067821213030115.
Obidov Z.R., Ganiev I.N., Aliev D.N., Ganieva N.I. Anodic behavior of Zn5Al and Zn55Al alloys alloyed with calcium in NaCl solutions. Russ. J. Appl. Chem. 2010. V. 83. N 6. P. 1015–1018. DOI: 10.1134/S1070427210060169.
Obidov Z.R. Anodic behavior and oxidation of strontium – doped Zn5Al and Zn55Al alloys. Protect. Metals Phys. Chem. Surf. 2012. V. 48. N 3. Р. 352–355. DOI: 10.1134/S2070205112030136.
Obidov Z.R., Amonova A.V., Ganiev I.N. Effect of scandium doping on the oxidation resistance of Zn5Al and Zn55Al alloys. Russ. J. Phys. Chem. A. 2013. V. 87. N 4. P. 702–703. DOI: 10.1134/S0036024413040201.
Оbidov Z.R. Anodic behavior and oxidation of barium – doped Zn5Al and Zn55Al alloys. Izv. SPbGTI(TU). 2015. N 31 (57). P. 51–54 (in Russian).
Volodin V.N., Tuleushev Y.Z., Burabaeva N.M. Thermodynamics of solutions and azeotropy in zinc-calcium melts. Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. P. 1069–1076. DOI: 10.1134/S0036023620070232.
Оbidov Z.R., Ganiev I.N. Physicochemical of zinc-aluminium alloys with rare-earth metals. Dushanbe: ООО «Аndaleb-R». 2015. 334 p.
Оbidov Z.R., Ganiev I.N. Anode protective of zinc-aluminium covering with II group elements. Berlin: LAP LAMBERT Academic Publishing. 2012. 288 p.
Pratskova S.E., Burmistrov V.A., Starikova A.A. Thermodynamic modeling of oxide melts of CaO-Al2O3-SiO2 sys-tems. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [Russ. J. Chem. & Chem. Tech.]. 2020. V. 63. N 1. P. 45-50 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206301.6054.
Vasil’ev E.K, Nazmansov M.S. Qualitative X-ray structural analysis. Novosibirsk: Nauka. 1986. 200 p. (in Russian).
