Кинетика окисления и анодное поведение алюминиево-железовых сплавов с редкоземельными металлами

• Автор: Хакимов, Абдувохид Хамидович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Структурообразование сплавов в системе А1- Ге

1.2. Структурообразование сплавов в системах А1- Ре-редкоземельный

металл

1.3. Кинетика высокотемпературного окисления сплавов алюминия с

редкоземельными металлами

1.4. Коррозионно-электрохимические свойства сплавов алюминия с

редкоземельными металлами

1.5. Выводы по обзору литературы и постановка задачи

ГЛАВА И. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ НА КИНЕТИКУ ОКИСЛЕНИЯ АЛГОМИНИЕВО-ЖЕЛЕЗОВОГО СПЛАВА А1+2.18%Ее
2.1. Химический и микроструктурный анализ сплавов
2.2. Апаратура, методика исследования кинетики окисления сплавов..
2.3. Влияния церия на кинетику окисления сплава А1+2.18% Ре
2.4. Влияние празеодима на кинетику окисления сплава А1+2.18% Ре..
2.5. Кинетика окисления А1+2.18%Ре, модифицированного неодимом
2.6. Обсуждение результатов
ГЛАВА III. АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ АЛЮМИНИЕВО-ЖЕЛЕЗОВЫХ СПЛАВОВ С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ИХ ОСНОВЕ
3.1. Методики исследования электрохимических и протекторных свойств сплавов
3.2. Влияние железа на анодное поведение алюминия в нейтральной
среде
3.3. Влияние редкоземельных металлов на анодное поведение алюминиево-железовых сплавов
3.4. Влияние концентрации хлорид-ионов на анодное поведение алюминиево-железового сплава А1+2.18%Ре
3.5. Разработка состава анодных сплавов на основе алюминия с повышенным содержанием железа
3.6. Обсуждение результатов
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Алюминиевые сплавы широко применяются в машиностроении в качестве материала для деталей машин и механизмов самых разных назначений - от бытовой техники до летательных аппаратов. Постоянно расширяется область применения алюминия и его сплавов в авиационной технике, транспорте, для передачи электроэнергии на большие расстояния. Особое место занимает замена дорогостоящих и дефицитных материалов кабельной техники на более доступные и дешевые из алюминиевых сплавов. Алюминиевые сплавы являются проводниковым материалом, способным выдерживать большие токовые нагрузки. Большим недостатком алюминиевых сплавов является недостаточно высокая коррозионная стойкость. Поэтому улучшение физико-химических свойств алюминиевых сплавов, по-прежнему остается важнейшей задачей повышения сроков эксплуатации металлических материалов. Решение данной задачи возможно путем изучения влияния малоизученных легирующих добавок на кинетику окисления и электрохимические свойства сплавов. Поэтому разработка и исследование новых алюминиевых сплавов с различными легирующими компонентами, в том числе редкоземельными металлами (РЗМ), устойчивых к агрессивным средам и способных к рассеиванию энергии колебаний, являются весьма актуальной.
В области защиты металлов от коррозии одним из кардинальных методов в решении данной проблемы остается электрохимическая защита. Актуальность широкого применения электрохимической защиты заключается в: высокой эффективности, доступности, простоте исполнения и экономичности, неограниченном сроке службы, безопасности для окружающей среды, использовании экономно модифицированных металлов взамен дефицитных и дорогостоящих. Особое место в данном вопросе отводится применению алюминиевых анодов (протекторов). Использование анодов из алюминиевых сплавов невозможно без знания процессов их высокотемпературного окисления, особенно у сплавов, содержащих РЗМ. Знание закономерностей окисления сплавов позволяют по-научному подойти к вопросам синтеза, плавки и литья

более низких температурах. Из полученных сплавов отливали стержни диаметром 8 мм и длиной 140 мм в графитовую изложницу. Нерабочая часть образцов покрывали смолой (смесь канифоли с парафином в равном соотношении). Рабочей поверхностью служил торец электрода. Торцевую часть зачищали наждачной бумагой, полировали, обезжиривали, тщательно промывали спиртом и затем погружали в рабочий раствор 3%-ного ЫаС1. При помощи термостата МЫ11-8 поддерживалась постоянная температура раствора в электрохимической ячейке 20°С.
Микроструктурный анализ (МА )сплавов. При изготовлении микрошлифов образцы помещались в цилиндрические формы и заливались полистиролом. Шлифовка поверхности темплеты осуществляли на наждачной бумаге с крупнозернистой 50Н до завершающей стадии на мелкодисперсной М20/Н-1 (ГОСТ 3647-80). В связи с достаточно высокой чувствительностью редкоземельных металлов на воздухе и в воде, воизбежании переноса частиц абразивного материала при работе с мелкодисперсной наждачной бумагой в качестве шлифовальной жидкости использовали керосин.
Полировка поверхности шлифа осуществлялось механически на вращающем круге с использованием полировального материала - наждачной бумаги марки М10/Н-0, затем на сукне с применением оксида хрома (0.3 мкм), заведомо смешанном в керосине. Затем темплет полировали вручную на хлопчатобумажной ткани с алмазной пастой. По завершении данного вида обработки поверхность шлифа очищалась спиртом. Отполированные образцы травили в специально приготовленном водном растворе 5-55% 1ЧаОН, длительность травления составляла 5-30 сек., с учетом состава образца. По завершении травления поверхность микрошлифа обрабатывали спиртом и сушили фильтровальной бумагой. Микроструктурный анализ образцов осуществляли при 400-кратном увеличении с помощью металлографического микроскопа «ПеорЬоРЗЪ). Для выявления микроструктуры использовали специальные особоконтрастные фотопленки типамМ-200, М-300 (рис 2.1).