Размерные и структурные эффекты в процессах окисления металлов
Скорость коррозии и вид коррозионных разрушений металлов с объемной
жүктеу/скачать 3,5 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Влияние модифицирования состава и структуры тонких поверхностных слоев металлов и сплавов на их коррозионную стойкость
| Скорость коррозии и вид коррозионных разрушений металлов с объемной
субмикрокристаллической структурой определяются закономерностями разви- тия фронта химического взаимодействия с раствором. При локализации процесса в зернограничных областях, как это показано для реакции Ti с 5 М H 2 SO 4 , металл с СМК структурой в начальный период проявляет большую устойчивость к воздей- ствию раствора по сравнению с КЗ Ti (рис. 18, а). По окончании периода индук- ции, который в зависимости от метода обработки и особенностей структуры ме- талла может достигать 250 ч, скорость взаимодействия с раствором возрастает и разрушение металла приобретает катастрофический характер за счет развития межкристаллитной коррозии в отличие от КЗ металла, для которого характерно локальное питтингообразование (рис. 18, б,в). При развитии сплошного фронта реакции переход от КЗ к мелкозернистой структуре может способствовать умень- шению скорости процесса: взаимодействие Al с УМЗ структурой с растворами 0,1–0,5 М NaOH протекает с меньшей (на 5–7%) скоростью, чем КЗ металла. Рисунок 18 – Зависимости изменения массы на единицу площади поверхности от времени (а) для образцов Ti с различной структурой (1 – КЗ, 2 – СМК-1, 3 – СМК-2) при взаимодействии с 5 М H 2 SO 4 и микрофотографии поверхности Ti КЗ (б) и СМК-2 (в) после 25 сут. нахожде- ния в растворе (t=23 °С, перемешивание, V р–ра /S 0, Ti ≥100 мл/см 2 ) Влияние модифицирования состава и структуры тонких поверхностных слоев металлов и сплавов на их коррозионную стойкость. Существенное сни- жение реакционной способности компактных металлов и сплавов по отношению к водным растворам может быть достигнуто путем модифицирования поверхност- ных слоев путем введения неметаллов с высоким сродством к кислороду. Уста- новлено, что в результате модифицирования поверхностных слоев никелида тита- на кремнием в условиях ионной имплантации в приповерхностном слое сплава 10– 80 нм формируется кремнийсодержащий слой с максимальной концентрацией Si до 30 ат. % на глубине 30–35 нм. Ионно-лучевая обработка (2 ⋅10 17 ион/см 2 ) приводит к формированию морфо- логически и структурно однородного поверхностного слоя TiNi с дифференциро- ванными по элементному составу внешним O–Ti (соотношение близко к TiO 2 ) и приповерхностным Ni–Si–Ti–O подслоями. Структурная стабилизация тонкого окисленного слоя путем введения Si обусловливает значительное повышение по- тенциала перепассивации Е пп образцов TiNi-Si в хлоридсодержащих средах (физ- 29 растворе 0,9 % NaCl, искусственной плазме крови) до ≈0,9 В (рис. 19, а), по срав- нению с Е пп контрольных образцов сплава, обработанных с использованием меха- нических, химических и электрохимических методов. Показано, что в условиях поляризации при Е пп поверхность образцов TiNi-Si устойчива к образованию пит- тинга, пятен, микротрещин (рис. 19, б, в). Рисунок 19 – Потенциостатические поляризационные кривые (а) образцов TiNi (1 – механи- чески шлифованный TiNi-МШ, 2 – электролитически полированный, 3 – модифицированный кремнием TiNi-Si; t=37 °С, атмосфера N 2 ) и микрофотографии поверхности TiNi-МШ (б) и TiNi-Si (в) после поляризации (0,5 ч) при потенциале перепассивации в искусственной плаз- ме крови (на врезке – концентрационные профили элементов в поверхностном слое TiNi-Si) жүктеу/скачать 3,5 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|