Аморфные материалы (835546), страница 59

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 59)

Также как и в случае аморфныхсплавов на основе железа, здесь питтинговая коррозия не возникаетв 1 н. водном растворе НС1 даже при высоких потенциалах. Аморф­ный сплав Со — С г — 13 Р — 7 В при содержании ~ 1 0 % (ат.) Сгтакже самопассивируется в 1 н. водном растворе НС1 [11].При добавлении в аморфные сплавы на кобальтовой и никеле­вой основах, кроме хрома, других металлических элементов наблю­даются примерно те же тенденции, что и в случае аморфных спла­вов на основе железа.9.2.3. А м орф ны е сплавы типа металл—металлСплавы типа металл-металл в аморфном состоянии также име­ют более высокую коррозионную стойкость, чем в кристаллическомсостоянии. Пример для сплава Zr—50 Си приведен на рис.

9.11 [12].Из сравнения скоростей коррозии этого сплава в кристаллическомй аморфном состояниях в 1 н. водном растворе НС1 видно, что впервом случае скорость коррозии примерно в два раза выше, чемво втором. Интересно, однако, что скорость коррозии чистой кри256сталлической меди в 1 н. водном растворе НС1 составляет 0,6 мм/тод,а чистый кристаллический цирконий почти не корродирует. Такимобразом, скорость коррозии аморфных сплавов металл-металл вданной среде выше, чем скорость коррозии чистых кристаллическихметаллов, образующих данный сплав.

Практически отсутствуютсведения о том, что коррозионная стойкость сплавов металл-металлв аморфном состоянии выше, чем коррозионная стойкость простыхкристаллических металлов, формирующих сплав. В случае же амор­фных сплавов типа металл металлоид, как отмечалось раньше, придобавлении соответствующих металлов сплав приобретает высокуюкоррозионную стойкость, которая выше, чем коррозионная стой­кость простых кристаллических металлов, входящих в данныйсплав.Рис. 9.11.

Скорость коррозиикристаллического (1) и аморф­ного (2) сплавов Zr—50Cu вразличных водных растворахРис. 9.12. Потенциодинамические кривые анодной поляриза­ции аморфных сплавов Ti—50Cu( 1) и Ti—45Cu— 5Р (2) в 1 н.водном растворе НС1Аморфные сплавы типа металл-металл обычно имеют гораздоболее высокую коррозионную стойкость, чем кристаллические спла­вы того же химического состава, причем коррозионная стойкостьсплава определяется главным образом коррозионной стойкостью иконцентрацией компонентов.Что касается двойных аморфных сплавов, содержащих кремний,то по коррозионной стойкости их скорее можно отнести к сплавамтипа металл-металл, чем к сплавам типа металл-металлоид.

На­пример, <в двойных сплавах Fe— Si, приготовленных методом рас­пыления, при увеличении концентрации кремния от 20 до 30% (ат.),также как и в кристаллических сплавах, скорость коррозии в раз­бавленной серной кислоте снижается примерно" в 50 раз. Когдасодержание кремния превышает 25% (ат.), можно методом рас­пыления получить аморфные сплавы, скорость коррозии которыхбудет примерно в десять раз меньше, чем скорость коррозии кри-257сталлического сплава такого же химического состава [13]. Такилобразом, сплавы Fe — Si в аморфном состоянии имеют значитель­но более высокую коррозионную стойкость, чем в кристаллическомсостоянии, причем крайне важным является здесь, повышенное со­держание кремния.Аморфные сплавы Pd — Si также имеют высокую коррозионнуюстойкость, характерную для аморфных структур вообще.

Так какэти сплавы обычно содержат большие количества кремния, в нихлегко образуется защитная пленка [14].Коррозионное поведение аморфных сплавов типа металл-металл коренным образом меняется при добавлении даже небольшихколичеств металлоидов. На рис. 9.12 показаны поляризационныекривые аморфных сплавов T i— 50 Си и Ti — 45 Си — 5 Р, получен­ные в 1 н. водном растворе HC1 [12]. При введении в аморфныйсплав Ti — Си всего лишь 5% (ат.) фосфора в 1 н. водном раство­ре НС1 происходит самопассивация, электрический ток становитсяниже тока пассивации кристаллического титана в таком же раство­ре. Таким образом, металлоиды играют важную роль в улучшениикоррозионной стойкости аморфных сплавов. Ниже мы рассмотримпричины этого.9.3. ПРИЧИНЫ ВЫСОКОЙ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИАМОРФНЫХ СПЛАВОВ9.3.1.

О бразование пассивирующей пленкиИзвестно, что высокая коррозионная стойкость в различных сре­дах достигается благодаря тому, что металл переходит в пассив­ное состояние. Это касается и аморфных, и кристаллических спла­вов, содержащих хром, в частности нержавеющих сталей. В чистыхкислотах, не содержащих таких сильноокисляющих ионов, как хло­рид-ионы, -например в водных растворах серной кислоты, катоднаяполяризация приводит к тому, что нержавеющая сталь переходитв пассивное'состояние. На рис.

9.13 представлены результаты 'рент­геновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС) чистого кристал­лического железа и двойных сплавов Fe — Сг, пассивированных в2 н. водном растворе H 2 SO 4 [15]. На этом рисунке показано отно­шение концентрации хрома в пассивирующей пленке и концентра­ции хрома на поверхности сплава непосредственно под пленкой ксредней концентрации хрома в сплаве [Cr]/ ([Cr]-H[Fe]).Хорошо известно, что хромистая сталь становится нержавею­щей при содержании хрома — 13*% (ат.) и более. Как ясно из ри­сунка, в пассивирующей пленке, возникающей на поверхности нер­жавеющей стали, скапливаются значительные количества хрома. Вэтой пассивирующей пленке содержатся также О2-, ОН- и Н 2 О.

Еслиглавный компонент пассивирующей пленки, возникающей на по­верхности стали с пониженным содержанием хрома, может бытьвыражен как (Fea1, (Fe*11) -О у (ОН)2а+зь-2 г Н20 , то главный ком258понент пленки на поверхности нержавеющей стали можно описатькак Сг0 гс( 0 Н )з- 2 х-«Н 2 0 .

Эти компоненты в любом случае являют­ся оксидами-гидроксидами, однако количество Н20 и соотношениемежду содержащимися в них ионами 0 2~ и ОН~ различаются в за­висимости от химического состава сплава и условий образованияпленки.Накопление хрома в пассивирующих пленках также происходити в случае аморфных сплавов, содержащих хром. Поскольку аморф­ные сплавы окисляются слабее, чемстали, то неудивительно, что принизких потенциалах, отвечающихпассивному состоянию, хром накап­ливается в пассивирующих пленках,образующихсянаповерхностиаморфных сплавов. С повышениемконцентрации хрома в сплаве повы­шается и его концентрация в пас­сивирующей пленке, при этом кор­розионная стойкость сплава улуч­шается. Таким Образом, пассиви­рующая пленка, состоящая главнымqz0,к 0,6 0,8Содержание хромаобразом из гидратированного ок­сида-гидрооксида хрома, по своимРис.

9.13. Влияние содержаниязащитным свойствам превосходит хрома в сплаве на концентра­пассивирующую пленку из гидрати­ цию хрома в пленке и непо­рованного оксида-гидрооксида ж е­ средственно под пленкой, обра­зующейся в двойных кристал­леза. Если концентрация гидратиро­ лических сплавах Fe—Сг в 2 н.ванного оксида-гидрооксида хрома водном растворе H SO при пов пассивирующей пленке повышает­ тенциостатической поляризацийся, то улучшаются и защитные свой­ при потенциалах 0,1 и 0,5 В втечениеч:ства такой пленки.1 — концентрация атомов хро­В случае кристаллических спла­ ма непосредственно под плен­вов на железной основе, в которых кой; 2 — концентрация катио­нов хрома в пленкесодержание хрома не превышает13% (ат.), при пассивации не про­исходит накопления хрома в поверхностной пленке.

При этомсплав не имеет и достаточной коррозионной стойкости. В аморф­ных же сплавах, напротив, даже при невысоком содержании хрома(как, например, в сплаве Fe — 3 С г — 13 Р — 7 С) в пассивирую­щей пленке содержится > 5 0 % Сг, что является одной из особен­ностей этих сплавов [16]. Следовательно, при введении в аморфныйсплав даже небольших количеств хрома концентрация его в по­верхностной пассивирующей пленке обычно становится высокой.Установлено, что аморфные сплавы Fe — 10 С г— 13 Р — 7 С [17],Со — 10 Сг — 20 Р t[18] и Ni — 9 Сг — 15 Р — 5 В [10] самопассивируются в 1 н.

водном растворе НС1. Напротив, ферритная нержаве­ющая сталь самопроизвольно не пассивируется в 1 н. водном ра­створе НС1, но пассивируется при анодной поляризации. Макси­мальные концентрации положительных ионов хрома в пассивирую241259щих пленках при самопассивации вышеуказанных аморфных спла­вов и при анодной поляризации ферритных нержавеющих сталей в1 н. НС1 приведены ниже:i[Cr»+] / [Сгз*] + [ионыдругихАморфные сплавы:F e— 1 0 С г --1 3 Р — 7 С. . .С о — ЮСг — 20 Р .

Характеристики

Список файлов книги