Физико-химические свойства цинк-алюминиевых сплавов, легированных бериллием и магнием

• Автор: Амини Резо Наджафободи
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 185 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
ГЛАВА I. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЦИНКА И
ЦИНК-АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (обзор литературы)
1.1. Структура и свойства сплавов системы 2п-А1
1.2 Структура и свойства сплавов системы А1-2п-М§
1.3. Коррозионная стойкость цинка и его сплавов
1.3.1. Общие сведения о коррозионной стойкости цинка
1.3.2. Коррозионная стойкость цинка в природных средах
1.3.3. Коррозионная стойкость цинка в искусственных средах
1.3.4. Коррозионная стойкость цинковых сплавов
1.3.5. Защита цинковых покрытий от коррозии
1.4. Технологические особенности нанесения покрытий
из цинка и его сплавов
1.5. Высокотемпературное окисление цинка и его сплавов
1.6. Выводы по обзору литературы и постановка задачи
ГЛАВА II. ТЕПЛОВЫЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ Хп5А1 и 7п55А1, ЛЕГИРОВАННЫХ БЕРИЛЛИЕМ И МАГНИЕМ
2.1. Экспериментальная установка для измерения теплоемкости твердых тел методом охлаждения
2.2. Температурная зависимость удельной теплоемкости алюминия марки А7 и цинка марки Ц1
2.3. Температурная зависимость термических и термодинамических свойств сплавов 2п5А1 и Тп55А
2.4. Температурная зависимость термических свойств сплавов Zn5Al и 2п55А1, легированных бериллием и магнием
2.5. Калориметрическое определение энтальпии растворения сплавов
Zn5Al и 2п55А1, легированных бериллием и магнием
2.5.1. Метод калориметрии растворения
2.5.2. Определение энтальпии растворения сплавов тройных
систем гп-А1-Ве)
Г ЛАВА III. КИНЕТИКА ОКИСЛЕНИЯ СПЛАВОВ Ъп5А и Ап55А1, ЛЕГИРОВАННЫХ БЕРИЛЛИЕМ И МАГНИЕМ
3.1. Методики исследования кинетики окисления твердых сплавов и
продуктов их окисления
3.2. Окисление сплава 2п5А1, легированного бериллием и магнием
3.3. Окисление сплава Zn55Al, легированного бериллием и магнием
3.4. Обсуждение результатов
ГЛАВА IV. ПОВЫШЕНИЕ АНОДНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СПЛАВОВ Zn5AI и 2п55А1, ЛЕГИРОВАНИЕМ БЕРИЛЛИЕМ И МАГНИЕМ
4.1. Методики исследования электрохимических свойств сплавов
4.2. Повышение анодной устойчивости сплава Zn5Al, легированием
бериллием и магнием
4.3. Повышение анодной устойчивости сплава гп5 5А1, легированием
бериллием и магнием
4.4. Обсуждение результатов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ I
ПРИЛОЖЕНИЕ II
ПРИЛОЖЕНИЕ III
ПРИЛОЖЕНИЕ IV

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Причиной, определяющей «время жизни» сплавов, являются продукты их химических и электрохимических реакций с компонентами окружающей среды. Потребность понимать и предсказывать эти процессы взаимодействия сплавов представляет огромный научный и практический интерес. Мировые потери металлов от коррозии велики и составляют более 20 млн т/год. Многообразие и сложность химических и электрохимических процессов, протекающих в многокомпонентных металлических системах при контакте с окружающей средой, не позволяют говорить о законченной термодинамической и кинетической теории процессов [1].
Примерно половина производимого цинка используется в качестве покрытий для защиты от коррозии стальных конструкций и изделий. В настоящее время промышленность располагает современными методами и средствами для нанесения цинковых покрытий [2-5].
Требования, предъявляемые к цинковым покрытиям, разнообразны. Для их удовлетворения применяются, совершенствуются известные и создаются новые способы получения покрытий. Наибольшее распространение получили способы горячего нанесения покрытия, путем погружения деталей в расплав цинка или его сплавов.
В последнее время, на рынке стальных конструкций все чаще стали появляться гальфановые покрытия, представляющие сплавы цинка с 5 мас.% алюминия (Гальфан I) и цинка с 55 мас.% алюминия (Гальфан II). В настоящее время гальфан известен как самая передовая технология в области оцинкования как с точки зрения химико-физических характеристик этого покрытия, так и с точки зрения его качества [6].
Гальфан I имеет превосходную непористую микроструктуру, в отличие от редкочашуйчатой структуры традиционного цинкового покрытия [6]. Это означает, что гальфан коррозирует более однородно, со значительно низким уровнем коррозии, чем цинк. Гальфан органически сочетает в себе лучшие

Алюминиевые сплавы в большинстве случаев, с точки зрения теории коррозии [51-55], многоэлектродные короткозамкнутые элементы. В этой связи электрохимические характеристики фазовых составляющих, несомненно, представляют значительный интерес для трактовки основных закономерностей коррозионного поведения алюминиевых сплавов.
Авторами [56, 57] определены основные закономерности изменения электродных потенциалов твердых растворов. На основании этих и других данных можно утверждать, что легирование цинковых сплавов алюминием разблагораживает потенциал твердого раствора, если пассивная пленка не разрушается. Цинк-алюминиевые сплавы с высоким содержанием алюминия в литом состоянии обладают плохой коррозионной стойкостью в морской воде. С повышением содержания цинка коррозионная стойкость сплавов ухудшается, и богатые цинком сплавы легко разрушаются морской водой. Такое поведение цинк-алюминиевых сплавов обусловлено тем, что повышение содержания цинка делает их электрохимический потенциал более электроотрицательным.
Фазы и структурные составляющие в оксидных плёнках на основе цинк-алюминиевых сплавов.
Система 1п0-А1203. Частная система более сложных систем, имеющих значение для металлургии цинка [58], латуни, шлаки и огнеупоры (табл. 1.8). Заимствованная нами из справочника [59] ориентировочная диаграмма системы А1203-2п0 представлена на рис. 1.15.
При распаде нестехиометрической шпинели между 750-1200°С
обнаружены соединения, богатые глиноземом: 42п()-11А1203 с
гексагональной структурой (а=5.678, с=13.72 А) и 62пО-94А1203
кристаллизующейся в моноклинной сингонии (а—9.30, в=5.63, с=12.10 А
Р-100°49), а также для составов с соотношением А]203:2п0> 99 обнаружена
0 - фаза, принадлежащая к моноклинной сингонии (а= 5.62, в= 2 91 с= 11 78 А, (3= 104°09).