Термодинамика химической и электрохимической устойчивости сплавов

• Автор: Тюрин, Александр Георгиевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 497 с. : ил. + Прил. (с. 368-497: ил.))

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр.

ВВЕДЕНИЕл

1. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

И СПЛАВОВ.

1.1. Фазы и структура. Некоторые структурные классы сплавов

1.2. Диаграммы фазовою равновесия. Структуры сплавов

1.3. Фазовые диаграммы металлкислород и металлсера.

1.4. Химическая и электрохимическая устойчивость железа.

Принципы анализа химической и электрохимической устойчивости сплавов

1.5 Диаграммы Пурбе.

1.6. Поляризационные диаграммы потенциалрН

Выводы
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИАГРАММ ХИМИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ СПЛАВОВ.
2.1. Математическое описание равновесий в гетерогенных системах.
2.2. Модельные описания, согласование и прогнозирование
свойств металлических и смешанных систем.
2.2.1 Обобщенная теория регулярных растворов
2.2.2. Термодинамические свойства твердых растворов металлов.
2.2.3. Термодинамические свойства интерметаллических соединений
2.2.4. Прогнозирование и согласование термодинамических функций оксидов и сульфидов.
2.3. Химическое сродство.
2.4. Оценка поверхностной активности компонентов сплавов
2.5. Оценка ошибок при термодинамических расчетах.
Выводы
3. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ОКИСЛЕНИЕ СПЛАВОВ.
3.1. Исследование окисленного слоя на нержавеющей стали ХН5Д2Т
3.1.1. Термодинамический анализ высокотемпературного окисления железохромистых сплавов.
3.1.2. Сравнительная характеристика процессов окисления элементов в стали XН5Д2Т
3.1.3. Состав и структура окалины и подокалинного слоя после термообработки стали на воздухе
3.2. Состав и структура окалины на железоникелевых прецизионных сплавах
3.2.1. Изменения состава окалины на железоникелевых сплавах
3.2.2. Исследование состава окалины на промышленных прецизионных сплавах.
3.3. Состав и структура жаростойких окисных пленок на сплавах сопротивления.
3.3.1. Структура окисленного слоя на хромоникелевых спла
3.3.2. Структура окалины на сплавах сопротивления.
Выводы
4. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ОКИСЛЕНИЕ СПЛАВОВ ЖЕЛЕЗА,
ХРОМА И НИКЕЛЯ.
4.1. Химическая и электрохимическая устойчивость железоуглеродистых сплавов.
4.2. К термодинамике химической и электрохимической устойчивости железохромистых сплавов.
4.3. Термодинамическая оценка влияния титана на химическую и электрохимическу ю устойчивость сплавов.
4.4. О влиянии никеля па коррозионноэлектрохимическое поведение легированных им сплавов железа.
4.5. К оценке влияния молибдена на химическую и электрохимическую устойчивость сплавов на основе железа
4.6. Диаграммы химического и электрохимического равновесия никсльмолибдсновых сплавов.
4.7. Термодинамическая оценка влияния хрома и молибдена на пассивируемость сплавов на никелевой основе.
4.8. Диаграммы электрохимического равновесия карбидов типа МС6.
4.9. Диаграммы электрохимического равновесия коррозионноактивных неметаллических включений
4 Роль марганца в коррозионноэлектрохимическом поведении нержавеющих сталей.
4. Термодинамическая оценка влияния кремния на химиче
скую и электрохимическую устойчивость железохромистых сплавов.
4 Диаграмма электрохимического равновесия стали
4 О природе влияния меди на коррозионную стойкость железа.
4 Диаграмма потенциалрН стали Х5Д2Т
5. ХИМИЧЕСКАЯ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ
ГОРЯЧИХ, ТЕРМОДИФФУЗИОННЫХ И
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПОКРЫТИЙ НА
НИЗКОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ
5.1. Диаграммы химической и электрохимической устойчивости термодиффузионных и горячи к цинковых покрытий.
5.2. Диаграммы химической и электрохимической устойчивости луженой жести
5.3. Диаграммы химической и электрохимической устойчивости горячих алюминиевых покрытий.
5.4. Депассивирующее атияние магния и олова на коррозионноэлектрохимическое поведение алюминия.
5.5. Диаграмма потенциал горячих алюмоцинковых покрытий типа гальвалюм.
5.6. Термодинамический анализ образования фаз в процессах электролитического осаждения титана с никелем из водных растворов. Химическая и электрохимическая устойчивость никелида титана
5.7. Термодинамический анализ электроосаждения сплавов цинктитан из водных растворов.
5.8. О содержании, форме существования и характере распределения титана в покрытии из кислых сульфатных и хлоридных электролитов цинкования
5.9. Диаграммы химического и электрохимического равновесия сплавов цинкхром
6. ХИМИЧЕСКАЯ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ
ЛАТУНЕЙ И БРОНЗ.
6.1. Термодинамика химической и электрохимической устойчивости латуней.
6.2. Термодинамика химической и электрохимической устойчивости бронз.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Они не могут быть установлены экспериментально измерением электродвижущей силы электрохимических элементов изза необратимости многих окислительновосстановительных систем. В справочной литературе стандартные потенциалы отнесены к температуре 8К, их величины при других температурах могут быть найдены из уравнения 1. ДгС лг ,
где стандартное изменение энергии Гиббса электродной реакции. Б таблице 1. Эти равновесия являются химическими, поэтому не могут быть рассчитаны по уравнению Нернста 1. ЛТпКР Д Г 1п 1. Горизонтальные линии на диаграмме потенциалрН отвечают электродным процессам электродам 1го рода и простым окислительновосстановительным электродам. В них участвуют электроны, но не принимают участия ионы Н и ОН и молекулы воды. Вертикальные линии соответствуют химическим равновесиям, в которых принимают участие ионы Н ОН и молекулы воды, но не участвуют электроны. И, наконец, наклонные линии отвечают сложным окислительновосстановительным электродам в них участвуют ионы КГ или Г совместно с электронами. Такова процедура расчетов диаграммы потенциалрН системы РеН, других металлов и сплавов. В литературе приводятся несколько вариантов диаграммы потенциалрН для железа. Результаты расчетов М. Пурбе представлены на рис. П Поскольку в свободном виде железо в водном растворе может существовать в виде двух и трехзарядных положительных ионов, то они могут образовывать разнообразные оксиды и гидроксиды, которые также принимают участие в электрохимических реакциях в растворе. Единственными негидратированными оксидами в системе РсН предполагаются ЕезО. БеО. Растворимые гипоферриты НГе могут образовываться в сильно щелочных растворах в узком интервале отрицательных значений потенциала, а растворимые ферраты Ге2 в щелочных растворах при очень положительных значениях потенциала, однако область их стабильности недостаточно точно определена. РеООН, называют областями оксидной пассивности области диаграммы, в ко
торых термодинамически устойчивы ионы Ре , Ре и НРе, областями коррозии, а область существования ферратионов областью транспассивности перепассивации железа. И.Г. ЬвмеО АСч
Здесь и у степени окисленности металла, для которых существуют наиболее достоверные термодинамические данные. Подстановка в уравнение 1. Ге. Ге3 1,5 из элементов позволила получить уравнение изотермы для оксидов железа
3,4 ,2 у 2,0 кДжгат. Н для системы железовода рис. П Эту гипотетическую диаграмму следует рассматривать как термодинамический аналог кинегической схемы окисления железа по многостадийному механизму , когда суммарный перенос заряда является результатом не единственной стадии, а нескольких последовательных одноэлектронных стадий переноса заряда. На рис. П. приведена диаграмма потенцилрН, пос троенная для системы при температуре С и области , . Она отражает особенности пассивации железа в горячих щелочных растворах. Хорошо известно, что в щелочных растворах на анодной поляризационной кривой железа в области активнопассивного перехода наблюдается два максимума тока и, соответственно, две области пассивности. Для экспериментального подтверждения природы пассивирующей пленки А. М. Сухотиным с сотрудниками сняты ЯГРспектры на электроде . В первой области пассивности пассивирующая пленка двухфазна и представляет собой гидрооксид 2 с магнетитом 4. Нарушение пассивного состояния первая перепассивация вызваны превращением пассивирующей пленки 2 в лепидокротит . Образующийся лепидокротит при этих потенциалах неустойчив и должен растворяться в виде Во второй области пассивности на поверхности железного электрода должны существовать три оксидные фазы пассивирующая пленка , рыхлый 4 и пленка 3, покрывающая магнетит. Представляло бы значительный интерес включить в термодинамический анализ оксигидроксид З в связи с важной ролью, которая отводится этому веществу при интерпретации ЯГРданных электродной массы щелочных аккумуляторов . Однако выполнить эту задачу в настоящее время невозможно изза отсутствия надежных термодинамических данных для . Диаграммы потенциалрН для системы хромвода, построенные М. Пурбе 6, и Дж. Б. Ли , приведены на рис П.