Высокоскоростное анодное растворение и взаимодействие с внешними средами металлов с ультрамелкозернистой структурой для разработки технологических процессов электрохимического формообразования

• Автор: Балянов, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 134 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I

Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Закономерности стойкости пластически деформированных металлов

и сплавов при взаимодействии с внешними средами.

1.1.1. Влияние степени пластической деформации на стойкость металлов

и сплавов при взаимодействии с внешними средами

1.1.2. Влияние пластической деформации на пассивацию металла

1.1.3. Электрохимические характеристики деформированного металла

1.2. Закономерности высокоскоростного анодного растворения пластически деформированных металлов и сплавов.
1.3. Электрохимические свойства металлов и сплавов с ультрамелкозернистой структурой Глава II
Методы н объекты исследования
2.1. Исследуемые металлы и подготовка образцов для испытаний
2.2. Электролиты для электрохимической обработки, измерение электропроводности
2.3. Методика изучения коррозионной стойкости металлов и сплавов при взаимодействии с внешними средами
2.3.1. Методика измерения стационарных потенциалов
2.3.2. Методика снятия коррозионных кривых
2.3.3. Методика вычисления токов коррозии
2.3.4. Методика проведения испытаний в коррозионной камере
2.3.5. Методика йодометрического титрования растворов после коррозионного разрушения
2.4. Методика изучения закономерностей высокоскоростного анодного растворения металлов и сплавов применительно к ЭХО
2.4.1. Поляризационные потенциодинамические исследования
2.4.2. Установка для проведения эксперимента в условиях, моделирующих реальный процесс ЭХО
2.4.3.Методики определения скорости съема сплава, выхода по току, коэффициентов локализации, качества поверхности Ла и микроструктуры сплавов
2.5. Статистическая обработка экспериментальных результатов Глава III
Особенности взаимодействия с внешними средами и высокоскоростного анодного растворения технически чистой меди М1 с ультрамелкозернистой структурой в сравнении с крупнозернистым аналогом
3.1. Исследование взаимодействия с внешними средами меди М1 с ультрамелкозернистой УМЗ структуры в сравнении с крупнозернистым
аналогом.
3.1.1. Стационарные потенциалы меди с УМЗ структурой и меди с крупнозернистой структурой.
3.1.2. Исследование влияния природы электролита на скорость взаимодействия с внешней средой меди с УМЗ и с крупнозернистой структурой.
3.2. Исследование высокоскоростного анодного растворения
ультрамелкозернистой и крупнозернистой меди марки М1.
3.2.1.Поляризационные потенциодинамические исследования меди с УМЗ и крупнозернистой структурой.
3.3. Влияние концентрации хлорида натрия на основные показатели электрохимической обработки УМЗ и крупнозернистой меди марки М1.
3.4. Влияние концентрации нитрата натрия на основные показатели электрохимической обработки УМЗ и крупнозернистой меди марки М1.
3.5. Влияние добавок нитрата натрия к электролиту на основе хлориду натрия на основные показатели электрохимической обработки меди с УМЗ и крупнозернистой структурой.
3.6. Влияние добавок хлорида натрия к нитрату натрия на показатели ЭХО меди с УМЗ и крупнозернистой структурой.
Выводы к главе III
Глава IV
Особенности взаимодействия с внешними средами и высокоскоростного анодного растворения технически чистого титана ВТ с ультрамелкозернистой структурой в сравнении с
крупнозернистым аналогом
4.1. Исследование стационарных потенциалов титана ВТ с УМЗ структуры
4.2. Исследование стойкости при взаимодействии с внешними средами титана ВТ с УМЗ структурой.
4.3. Исследование высокоскоростного растворения титана ВТ с крупнозернистой и УМЗ структурой нотенциодинамическим методом.
4.3.1.Потенциодинамические поляризационные исследования титана
ВТ с крупнозернистой и УМЗ структурой
4.4. Исследование электрохимической обрабатываемости титана ВТ с УМЗ структурой
4.5. Основные технологические показатели ЭХО титана ВТ с крупнозернистой и УМЗ структурой
Выводы к главе IV
Глава V
Особенности взаимодействия с внешними средами и
высокоскоростного анодного растворения алюминиевого сплава с ультрамелкозернистой структурой в сравнении с
крупнозернистым аналогом
5.1. Исследования влияния деформации на коррозионные свойства алюминиевого сплава
5.2. Исследования влияния деформации и природы электролита на ход поляризационных кривых алюминиевого сплава .
5.3. Исследование влияния деформации на скорости коррозии алюминиевого сплава
5.3.1. Влияние деформации на качество поверхности алюминиевого сплава с УМЗ и крупнозернистой структурой после испытаний в 2 коррозионной камере
5.4. Исследование высокоскоростного анодного растворения
крупнозернистой, деформированной и УМЗ структуры алюминиевого ИЗ сплава
5.5. Влияние концентрации на электропроводность электролитов
5.6. Влияние УМЗ структуры алюминиевого сплава с УМЗ и крупнозернистой структурой на выходные параметры ЭХО
5.6.1. Точность обработки при ЭХО алюминиевого сплава с 8 УМЗ и крупнозернистой структурой
5.6.2. Влияние природы электролита и режима ЭХО на качество поверхности алюминиевого сплава с УМЗ и крупнозернистой 9 структурой
Выводы к главе V
Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В дальнейших исследованиях была обнаружена тесная связь многих характерных особенностей процессов растворения и окисления металла с его структурой и состоянием поверхности. По данным Хора Т. П. 7, растворение металла происходит преимущественно на активных участках поверхности с меньшей энергией активации растворения металла. Пластическая деформация увеличивает плотность активных участков на поверхности металла и приводит, таким образом, к возрастанию скорости его растворения. Высказано предположение о природе активных центров на поверхности металла как о несовершенствах кристаллической решетки, вызванных механическим воздействием. В работе 8 было экспериментально установлено, что растворение металла происходит преимущественно ступенчато, соответственно в местах выхода дислокаций на поверхность, по границам зерен и блоков мозаики. Связь скорости растворения железа с плотностью дислокаций была показана Фороулисом и Улигом в работе 9, которые установили, что скорость растворения холоднокатаного железа возрастает лишь в случае содержания в нем примесей. Влияние примесей на коррозионную стойкость деформированного металла, установлено в работе , в которой показано, что увеличение плотности дислокаций при деформировании железа Армко значительно выше, чем при деформировании железа зонной плавки. Биллинг , основываясь на представлениях Коттрелла о собирающихся в виде атмосферы вокруг дислокаций атомах примеси, приходит к выводу, что селективное растворение пластически деформированного циркония обязано не непосредственно дислокациям, а преимущественной сегрегации примесей на них. Существует целый ряд предложений относительно причины повышенной реакционной способности металлов в местах нарушений его кристаллической решетки. Акимов Г. Хор Т. П. считает, что атомы металла, находящиеся в кристаллических ступенях, образованных вышедшим на поверхность дислокациями, с одной стороны, менее прочно связаны с решеткой, а с другой, более тесно окружены молекулами растворителя и находятся в полусольватированном состоянии. Свободная энергия активации растворения таких атомов гораздо ниже, чем атомов, входящих в состав плотноупакованной грани 7. Губкин С. Г. объясняет повышенную склонность деформированного металла к растворению накоплением в нем связанной потенциальной энергии, проявляющейся в виде остаточных напряжений. Относительно причины влияния остаточных напряжений на коррозионное поведение металла существует две точки зрения снижается термодинамическая устойчивость металлов и нарушаются защитные свойства оксидных пленок вследствие их растрескивания и изменяются условия роста на напряженной решетке металла. Процесс электрохимического растворения металла в большинстве случаев является более сложным, чем простой электрохимический переход катионов металла из кристаллической решетки в электролит. Для растворения требуется не только сольватация катионов, но также и
предварительная химическая адсорбция анионов ОН, СП, , ВГ, РО4 и т. Наряду с адсорбцией анионов на поверхности металла происходит и адсорбция кислорода воды. В связи с этим вслед за адсорбцией на электроде происходят как процессы перехода комплексов металла в раствор, так и процессы образования пассивирующего слоя в местах адсорбции кислорода. Существуют две основные точки зрения на природу пассивации металла. Согласно первой, пассивность металла объясняется наличием на его поверхности тонкой беспорисгой и электропроводящей пленки окисла, который изолирует металл от воздействия окружающей среды. Согласно второй теории, пассивность металла обусловлена наличием на его поверхности адсорбированного пассивирующего слоя кислорода толщиной порядка монослоя или даже долей монослоя. Адсорбционная электрохимическая теория описана в работах . В настоящее время происходит сближение представлений адсорбционного и пленочного механизмов пассивности . Принято считать, что пассивация благородных металлов происходит вследствие образования адсорбционного слоя кислорода, а неблагородных вследствие образования фазового окисла.