Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!
Полезные статьи -> Защита от коррозии металла, гальваника, ЭХО -> Цинковые протекторы -> Влияние легирующих элементов на протекторные свойства цинка

Влияние легирующих элементов на протекторные свойства цинка

только в текущем разделе

Известны результаты исследований роли всех практически важных металлах периодической системы элементов в цинковых протекторных сплавах. Как правило, эти данные не систематизированны, часто противоречат и трудно объяснимы. Интерес представляют результаты исследований как активирующих, так пассивирующих добавок для установления требований к регламентируемому их содержанию в сплавах. Сплавы с щелочными и щелочноземельными элементами. Все элементы рассматриваемой группы термодинамически активнее цинка. Интерес представляют литий, кальций и магний, имеющие стандартный потенциал на 1,5-2 В отрицательнее, чем у цинка. При анодном растворении таких сплавов в результате совместной ионизации элементов рН прианодного слоя повышается и поэтому возможна депассивация за счет растворения поверхностного осадка с образованием бицинкатов.

Литий имеет максимальную растворимость в цинке 0,4%. При охлаждении она значительно снижается. Плдяризуемость сплавов  (b) с увеличением содержания лития от 0,03 до 0,15% уменьшается от 60 до 14 (рис. 19а). Сплавы с более высоким содержанием лития (0,22-0,5%) имеют одинаковую поляризуемость (b=50). Потенциал сплавов находится в линейной зависимости от логарифма плотности тока (φп1 + b lg i) в интервале 1-10 А/м2. Наибольшую поляризуемость в момент включения тока поляризации имеют сплавы с 0,03-0,15 % Li.

Стационарный потенциал сплавов (- φc) не зависит от содержания лития и составляет 785-790 мВ. При поляризации интервал изменения потенциала невелик и составляет 740-760 мВ.

Токоотдача сплавов изменяется в относительно широких пределах: от 785 до 815 А • ч/кг (см. рис. 19, а). При содержании лития 0,22 % наблюдается минимум токоотдачи.

Микроструктура сплавов до содержания лития 0,15 % однофазная (рис. 20). При более высоком содержании лития образуется вторая фаза, видимая как на основном поле твердого раствора, так и по границам зерен. Очевидно, и изменение хода кривых на рис. 19, а зависит от насыщения твердого раствора литием (рис. 20, а).

Кинетика анодного растворения, определяемая кривой изменения токоотдачи, имеет минимум в точке, отвечающей 0,22 % Li. Это может быть объяснено тем, что в интервале 0,15-0,22% содержание лития в твердом растворе выше 0,15 %. При этом отрицательная роль лития сказывается более активно, чем положительная, и до 0,22 % Li имеем снижение токоотдачи. Повышение токоотдачи сплавов с дальнейшим увеличением содержания лития - результат селективного растворения второй фазы, имеющей значительно меньший электрохимический эквивалент, чем твердый раствор. Это подтверждается тем, что двухфазные сплавы имеют язвенный характер растворения.

Сплавы системы Zn-Ca не образуют однофазного твердого раствора. Процесс хранения и технология изготовления сплавов весьма трудоемки, и практическое использование таких сплавов нежелательно; методика анализа содержания кальция также сложна.

Поляризуемость сплавов (b) и потенциал при 1 А/м2 (-φ1) постоянны и составляют соответственно 20 и 720 мВ (см. рис. 19, б). Потенциал сплавов практически не стабилизируется во времени. С увеличением содержания кальция от 0,1 до 0,4% величина фс изменяется от 800 до 770 мВ. При поляризации потенциал сплавов изменяется незначительно: от -740 до - 755 мВ.

Токоотдача сплавов с увеличением содержания кальция от 0,1 до 0,4 % уменьшается от 770 до 750 А • ч/кг. Такие результаты получаются только в том случае, если образцы растворяются не менее чем на 50 % от общей массы. При кратковременных испытаниях (3-10 сут) токоотдача сплавов (до 1200А • ч/кг) выше теоретически возможной (820 А • ч/кг).

Микроструктура сплавов системы Zn-Ca двухфазная. На основном поле цинка видны отдельные группы кристалликов, представляющих собой интерметаллиды CaZn13 (см. рис. 20, а).

Результаты электрохимических и металлографических исследований показывают, что облагораживание сплавов во времени и с увеличением содержания кальция обусловлено избирательным растворением и обеднением поверхности анодной составляющей (CaZn13). Этим же объясняется язвенный характер растворения сплавов. Стабильность φ1, b и φ3 обусловлена тем, что в процессе ионизации потенциалобразующим является цинк. Интерметаллиды CaZn13 играют активирующую роль, в связи с чем b у сплавов меньше, чем у нелегированного цинка (b = 40).

Аномальный рост токоотдачи при кратковременных опытах объясняется избирательным растворением интерметаллида-анода, имеющего значительно меньший, чем у цинка, электрохимический эквивалент. Это подтверждается преимущественным селективным растворением кальция в начальный период растворения сплава. При этом если принять электрохимический эквивалент, соответствующий количеству ионизирующих компонентов, то получается кривая нормального изменения токоотдачи (см. рис. 19, в, кривая 5).

Магний растворяется в цинке в количестве от 0,11-0,45 % при эвтектической температуре (370 °С) до 0,002 % при комнатной температуре. В неравновесных условиях кристаллизации (на практике) однофазный твердый раствор может содержать магния до 0,45 %. Если магния в сплавах более 0,45 %, то независимо от условий охлаждения образуется вторая фаза (b), представляющая собой интерметаллид Mg2Znn или MgZn5. Результаты экспериментов показывают, что потенциал сплавов устанавливается стабильным через 1-5 ч. Стационарный потенциал, как и поляризуемость (b = 35), не зависит от содержания магния и составляет -785 мВ (см. рис. 19, в). При поляризации с ростом содержания магния от 0,03 до 1,0 % наблюдается изменение потенциала от - 750 до - 720 мВ и повышение токоотдачи от 745 до 770 А • ч/кг.

Микроструктура сплавов системы Zn-Mg двухфазная (см. рис. 20, г). Низколегированные сплавы имеют крупнозернистую структуру. На основном фоне цинка видна эвтектическая составляющая в виде отдельных темных точек. Увеличение содержания магния приводит к изменению структуры и увеличению количества 0-фазы, выделяющейся по границам зерен.

Данные электрохимических и металлографических исследований показывают, что стабильность b, φс и незначительное изменение φ1 объясняются тем, что все сплавы имеют двухфазную структуру, причем интерметаллид MgZn5 имеет потенциал, близкий к потенциалу цинка (-φMgZn5 = 760-780 мВ).

Облагораживание сплава при длительной анодной поляризации и с ростом содержания магния объясняется избирательным растворением магния и накоплением на поверхности образцов катодной составляющей. Это подтверждается точечно-язвенным характером растворения образцов.

Сплавы с элементами подгруппы цинка. Данные о влиянии кадмия и ртути на анодную активность цинковых сплавов противоречивы.

Кадмий и ртуть являются катодами по отношению к цинку и образуют с ним небольшую область твердых растворов. Кадмий только в жидком состоянии образует с цинком однофазный твердый раствор. При охлаждении в равновесных условиях кристаллизации растворимость кадмия снижается от 2,15 % практически до нуля. В неравновесных условиях кристаллизации возможно растворение некоторого количества кадмия и одновременно образование второй фазы.

Поляризуемость сплавов с увеличением содержания кадмия от 0,1 до 0,43 % возрастает от 52 до 70 (рис. 21). При этом φ1 уменьшается от - 790 до - 770 мВ.

Потенциал неполяризованных сплавов не зависит от содержания кадмия и составляет - 795 мВ. В условиях поляризации с увеличением содержания кадмия от 0,10 до 0,43% величина ф3 изменяется от -750 до -730 мВ. При этом склонность к облагораживанию во времени выше для сплавов с большим содержанием кадмия. Данные о φс1 показывают, что с ростом содержания кадмия возрастает также поляризуемость в момент включения тока поляризации и на начальном участке поляризационных кривых при i = 0-l А/м1.

Токоотдача сплавов с повышением содержания кадмия от 0,1 до 0,43 % возрастает от 730 до 790 А . ч/кг.

Микроструктура сплавов системы Zn-Cd двухфазная (рис. 22). При содержании 0,10% Cd в структуре появляются темные точки эвтектической составляющей; с увеличением содержания кадмия повышается количество второй фазы.

Результаты экспериментов позволяют предположить, что часть кадмия растворяется в цинке, причем с повышением содержания кадмия количество его, перешедшее в твердый раствор, возрастает. В этом случае механизм процесса обусловлен ионизацией компонентов твердого раствора, являющегося анодом по отношению ко второй фазе. Облагораживание сплавов и повышение поляризуемости с повышением содержания кадмия объясняется увеличением количества кадмия в твердом растворе.

Увеличение токоотдачи с ростом содержания кадмия объясняется снижением активности пары твердый раствор - вторая фаза за счет увеличения содержания кадмия в твердом растворе и, значит, сдвигом его потенциала в положительную сторону. Большой разброс токоотдачи при содержании кадмия (0,3-0,4%) может быть объяснен соотношением фазовых составляющих. Одинаковый состав твердого раствора подтверждается постоянством значений b, φ1, и φ3. В этом случае очевидно, что с ростом содержания кадмия от 0,3 до 0,4 % количество второй фазы возрастает, а твердого раствора остается прежним и соответственно этому возрастает активность составляющих фаз. Следствием вышеуказанного является меньшая токоотдача у сплава с 0,4 % Cd, чем у сплава с 0,3 % Cd.

Ртуть растворяется в цинке в количестве 0,56 % при эвтектической температуре. При охлаждении растворимость падает и в равновесных условиях кристаллизации достигает нуля. Поляризуемость сплавов Zn-Hg невелика и составляет 13-20 (рис. 21, б). Величина ф1 с повышением содержания ртути от 0,04 до 1,0% сдвигается в отрицательную сторону от -800 до -820 мВ.

Стационарный потенциал сплавов нестабилен во времени. В процессе испытаний наблюдаются периоды скачков и спадов потенциала. Однако во всем интервале содержания ртути стационарный потенциал сплавов высок и составляет от -820 до -840 мВ (рис. 21, б). При анодной плотности тока 3 А/м5 с повышением содержания ртути до 0,1 % потенциал сплавов разблагораживается до -750 мВ и в дальнейшем не изменяется.

Токоотдача сплавов нестабильна. В среднем для всех сплавов токоотдачу следует принять равной 790 А • ч/кг.

Микроструктура сплавов двухфазная (см. рис. 22). При содержании ртути 0,04 % на основном фоне твердого раствора видны мелкие черные точки эвтектической составляющей. С повышением содержания ртути количество эвтектической составляющей возрастает и она располагается по границам зерен.

Данные рис. 21 и 22 показывают, что высокая и стабильная анодная активность наступает с увеличением количества эвтектической составляющей. Механизм растворения обусловлен ионизацией в электролит цинка и ртути в количестве, отвечающем их соотношению в твердом растворе. Эвтектическая составляющая, являясь практически неполяризуемым катодом по отношению к твердому раствору, обеспечивает последнему постоянную повышенную активность.

Токоотдача достигает максимума при насыщении твердого раствора ртутью. Разброс токоотдачи - результат непостоянства соотношения ртути в твердом растворе и второй фазе. Уменьшение во времени токоотдачи объясняется тем, что при селективном растворении твердого раствора на поверхности образцов накапливается катодная составляющая (вторая фаза), ускоряющая процесс саморастворения.

Сплавы с элементами подгруппы бора и углерода. Из рассматриваемых подгрупп теоретический интерес представляют алюминий, галлий, индий, таллий, германий и олово. По доступности и экономическим показателям практический интерес представляют в основном алюминий и олово.

Алюминий образует с цинком однофазный твердый раствор а с содержанием алюминия 1,02% при эвтектической температуре. При охлаждении до комнатной температуры в равновесных условиях кристаллизации растворимость снижается до 0,05-0,08 %. При содержании алюминия более 1,02 % образуется вторая фаза 03).

Поляризуемость сплавов весьма существенно зависит от содержания алюминия (рис. 23). Минимум поляризуемости (b = 15) достигается с ростом содержания алюминия до 0,6 %. При этом φ1 разблагораживается до - 785 мВ. Дальнейшее увеличение содержания алюминия вызывает значительное повышение поляризуемости и сдвиг iр1 в положительную сторону, которые достигают соответственно 95 и -760 мВ при 3,0 % алюминия.

Стационарный потенциал сплавов с 0,2-2,0 % А1 практически одинаков и составляет 790-795 мВ (см. рис. 23). Увеличение содержания алюминия до 3,0% изменяет φс до -770 мВ. При анодной поляризации φ3 и φ1 имеют максимум при содержании 0,4-0,6 % А1. Следует отметить, что для всех сплавов наблюдается смещение потенциала в положительную сторону в процессе испытаний (рис. 24). Наиболее стабилен потенциал сплавов, содержащих 0,4-1,0 %А1.

Характер изменения величины потенциала поляризованных сплавов в зависимости от содержания алюминия практически мало изменяется: к концу 90-х сут испытаний потенциал сплавов с повышением содержания алюминия от нуля до 0,4-0,6% изменяется всего от -690 до -740 мВ. Дальнейшее увеличение содержания алюминия до 3,0 % снижает отрицательный потенциал сплавов до -690 мВ.

С увеличением плотности тока анодная поляризация всех сплавов повышается. Наибольшая анодная поляризация - у сплавов, содержащих 2,0 и 3,0 % А1.

 

С увеличением плотности тока от 3 до 10 А/м2 потенциал этих сплавов изменяется от -730 до -665 мВ и от -720 до -660 мВ соответственно. Наибольший потенциал и наименьшую поляризуемость имеют сплавы с 0,4-1,0% А1. Увеличение плотности тока от 3 до 10 А/м5 сдвигает потенциал этих сплавов в положительную сторону - от-735 до -700 мВ.

Как и при различной длительности испытаний, для всех принятых плотностей тока поляризации легирование цинка алюминием неоднозначно влияет на потенциал и поляризуемость сплавов. С увеличением содержания алюминия от нуля до 0,4% потенциал сплавов сдвигается в отрицательную сторону; при 0,4-1,0% А1 сплавы имеют близкие значения потенциалов; дальнейшее увеличение содержания алюминия приводит к резкому сдвигу потенциала сплавов в положительную сторону.

Токоотдача сплавов достигает максимального значения (800 А • ч/кг) при содержании алюминия в интервале 0,4-1,0% (см. рис. 24).

Дальнейшее увеличение содержания алюминия до 2,0 и 3,0% снижает токоотдачу сплавов соответственно до 740 и 720 А • ч/кг. Токоотдача в процессе испытаний изменяется незначительно (рис. 25). Увеличение анодной плотности тока по-разному влияет на токоотдачу сплавов: до 0,2 % А1 токоотдача с увеличением плотности тока уменьшается, с 0,4-1,0 % А1 - практически не изменяется, с 2,0 и 3,0 % А1 - повышается.

Микроструктура сплавов, содержащих до 0,6 % А1, представляет собой твердый раствор а (рис. 26). С дальнейшим повышением содержания алюминия появляется вторая фаза (в) и затем ее количество увеличивается. Она располагается по границам зерен твердого раствора а. При содержании 2-3 % А1 0-фаза образует сплошную цепь вокруг зерен а-фазы.

Результаты экспериментов показывают, что механизм анодного растворения обусловлен фазовым составом сплавов. Процесс растворения сопровождается ионизацией цинка и алюминия в количествах, соответствующих их содержанию в а-фазе. Наибольшая анодная активность и наименьшая поляризуемость отвечают точке насыщения однофазного твердого раствора алюминием. Повышение поляризуемости и сдвиг потенциала в положительную сторону объясняются образованием и увеличением количества в-фазы, являющейся катодом по отношению к твердому раствору а.

Кинетика анодного растворения, описываемая кривыми изменении токоотдачи, также зависит от фазового состава сплавов. Однако в отличие от потенциала и поляризуемости резкое уменьшение токоотдачи начинается при содержании алюминия более 1,0 %, а не 0,6 %. Это может быть объяснено тем, что в сплавах с 1,0 % А1 содержание его в твердом растворе а выше 0,6 %. В этом случае рост токоотдачи за счет дополнительного насыщения а-фазы алюминием компенсируется уменьшением токоотдачи в результате образования в-фазы, и в целом токоотдача соответствует таковой для сплава с 0,6 % А1.

Индий образует с цинком узкий интервал однофазных твердых растворов. Максимальная растворимость индия при эвтектической температуре установлена равной по расчетам 1,1 % и опытным путем 0,3 %. При температуре ниже 120 °С растворимость становится меньше 0,1 %.

Поляризуемость сплавов с индием (10) мала и не зависит от содержания индия (рис. 27, а). С повышением содержания индия от 0,05 до 0,1 % ф1, резко сдвигается в отрицательную сторону (от - 755 до - 800 мВ); дальнейшее увеличение содержания индия от 0,3 % не изменяет ф1.

Потенциал сплавов через I ч выдержки в морской воде (-фc) составляет 815-820 мВ независимо от содержания индия. При плотности тока 3 А/м2 потенциал стабилизируется через 20-40 ч. С ростом содержания индия от 0,05 до 0,3 % наблюдается изменение ф3 от -750 до -770 мВ.

Токоотдача сплавов сначала резко возрастает от 755 до 800 А • ч/кг (при изменении содержания индия от 0,05 до 0,1 %), затем повышается незначительно (до 815 А • ч/кг при 0,3 % In).

Микроструктура сплавов двухфазная (рис. 28). Уже при 0,05 % In на основном поле твердого раствора видны мелкие выделения эвтектической составляющей, количество которой возрастает с увеличением содержания индия.

Изменение хода кривых (см. рис. 28) в точке, отвечающей 0,1 % In, может быть объяснено достижением некоторой максимальной растворимости индия. Стабильность b, ф1 и небольшое изменение ф3 в интервале 0,1-0,3 % In - результат высокой активности однофазного твердого раствора.

Рост токоотдачи с увеличением содержания индия обусловлен сближением потенциала фазовых составляющих.

Олово растворяется в цинке в количестве 0,1 % при эвтектической температуре и до 0,05 - при комнатной. Поляризуемость сплава с 0,05 % Sn высокая и составляет 50 (см. рис. 27, б). С ростом содержания олова до 0,1-0,5 % поляризуемость резко падает и достигает 15-20. В такой же закономерности изменяется ф1 в зависимости от содержания олова.

Стационарный потенциал сдвигается в отрицательную сторону (от -795 до -815 мВ) в весьма узком интервале содержания олова - от 0,05 до 0,1 %. Сплавы с 0,1-0,5 % Sn имеют одинаковый стационарный потенциал. С увеличением содержания олова от 0,05 до 0,5 % потенциал ф3 сдвигается в отрицательную сторону (от -750 до -780 мВ), а токоотдача повышается от 790 до 815 А-ч/кг.

Микроструктура сплава с 0,05 % Sn однофазная (см. рис. 26, ж). При содержании 0,1-0,5 % Sn в структуре появляется и затем увеличивается количество эвтектической составляющей. Очевидно, разблагораживание сплавов наступает с появлением в структуре эвтектической составляющей. Механизм и кинетика процессов растворения сплавов систем Zn-Sn и Zn-In аналогичны.

Анодная активность и токоотдача двойных цинковых сплавов изменяются в полном соответствии с диаграммами состояния металлических систем (см. рис. 28). Анодная активность повышается: с насыщением однофазного твердого раствора литием, ртутью, алюминием; с появлением и увеличением содержания второй фазы в сплавах, легированных кальцием, ртутью, индием и оловом. Склонность к пассивации имеют двухфазные сплавы, легированные литием, магнием, кадмием и алюминием.

Токоотдача сплавов повышается с насыщением однофазного твердого раствора литием, магнием, алюминием, индием, оловом и снижается с появлением и увеличением второй фазы в сплавах, легированных кальцием и алюминием. Возрастающую с увеличением содержания легирующих элементов токоотдачу имеют двухфазные сплавы, легированные кадмием, магнием, индием и оловом. Независимо от фазового состава при легировании ртутью токоотдача не изменяется.

Полученные и построенные диаграммы состав - свойства имеют большой теоретический и практический интерес, так как открывают возможность создания сплавов с заранее заданными электрохимическими характеристиками.

Сплавы системы Zn-Al-Me. Тройные цинковые сплавы получили наиболее широкое распространение в качестве материала для протекторов. Как правило, третья добавка служит для стабилизации электрохимических свойств сплавов.

Сплавы системы Zn-Al-Ca имеют высокий стационарный потенциал (табл. 23). Сдвиг 1рс в положительную сторону от -830 до -800 мВ наблюдается в результате увеличения содержания алюминия в сплаве.

Поляризуемость (Ь) сплавов высокая и составляет 40-45, причем несколько выше поляризуемость сплавов с 1-2 % А1. Анодная поляризация сплавов до 1А/м2 вызывает сдвиг потенциала в положительную сторону на 30-50 мВ от стационарного; по величине сплавы мало отличаются. Потенциал - φ3 составляет 700-720 мВ. Наибольшую поляризацию во времени имеют сплавы с повышенным содержанием алюминия и кальция. При этом наибольший разброс результатов экспериментов наблюдается для сплавов с повышенным содержанием кальция.

Токоотдача сплавов уменьшается от 800 до 700 А .ч/кг в основном с ростом содержания алюминия. При кратковременных опытах наблюдаются значения токоотдачи до 900 А-ч/кг, т.е. величина выше теоретической. Как и в случае со сплавами систем Zn-Ca, можно полагать, что это является следствием избирательного растворения фазы, обогащенной кальцием.

Рассматриваемые сплавы не образуют однофазных твердых растворов. До 0,4 % А1 и 0,1 % Са сплавы состоят из твердого раствора алюминия в цинке и отдельных кристаллов химического соединения CaZn13; при 0,6 % А1 и 0,2 % Са сплавы состоят из трех фаз: а-твердого раствора алюминия в цинке, в-фазы и интерметаллидов CaZn13. Дальнейшее повышение содержания алюминия и кальция в сплаве приводит к увеличению содержания (3-фазы, которая располагается по границам зерен а-твердого раствора. Количество интерметалли дов повышается пропорционально увеличению содержания кальция в сплаве; интерметаллиды имеют практически одинаковую окраску с твердым раствором, поэтому в высоколегированных сплавах они трудно отличимы.

Данные о свойствах сплавов систем Zn-Al и Zn-Al-Ca показывают, что добавки кальция снижают электрохимические характеристики сплавов. Это объясняется тем, что кальций уменьшает растворимость алюминия в а-твердом растворе и образует новую фазу.

Результаты определений среднего электрохимического эквивалента ионизирующих элементов, а также периодический анализ состава электролита, в котором проводились опыты, показали, что механизм анодного растворения, обусловлен селективным растворением фазы, богатой кальцием. По этой причине в начальный период опытов наблюдается высокий потенциал, а с обеднением поверхностного слоя кальцием он сдвигается в положительную сторону. Периодические скачки и спады потенциала обусловлены гетерофазностъю структуры и обнажением анодных или катодных составляющих.

При некотором потенциале в процессе ионизации начинается селективное растворение а-твердого раствора; катодом в этом случае является в-фаза.

Уменьшение во времени токоотдачи сплавов объясняется снижением долевого участия кальция в анодном процессе. Наблюдаемое снижение токоотдачи с ростом содержания алюминия - результат увеличения количества катодной составляющей в структуре сплавов.

Результаты периодического анализа электролита показывают, что в.начальный момент испытаний соотношение ионизирующих элементов Ca-Zn выше среднего химического состава сплавов. Расчет среднего электрохимического эквивалента по количеству ионизировавших элементов в первые 3 сут поляризации показывает, что фактическая токоотдача не превышает 730 А ч/кг против полученных прямым опытом 900 А • ч/кг. Таким образом, подтверждается высказанное выше предположение.

Сплавы с магнием имеют -φс, равный 790-810 мВ. Поляризуемость сплавов зависит в основном от содержания алюминия. При увеличении его содержания в интервалах 0,2-0,6 и 1,0-2,0 % поляризуемость сначала уменьшается от 40 до 25 и затем повышается до 45 соответственно. Поляризация на начальном участке поляризационных кривых мала и наблюдаемый ф1 находится в узком интервале: от -790 до -760 мВ. При этом наименьший отрицательный потенциал имеют сплавы с наибольшим суммарным содержанием легирующих элементов.

Потенциал сплавов с 1 % А1 в условиях поляризации равен -765 мВ; сплавы с 2,0 % А1 имеют наименьший потенциал -725 мВ.

Токоотдача сплавов составляет 775-800 А • ч/кг. В противоположность потенциалу наименьшая токоотдача у сплавов с 0,4- 0,6 % А1.

Микроструктура сплавов согласно диаграмме состояния системы Zn-Al-Mg (рис. 29) в условиях равновесной кристаллизации состоит в основном из трех фаз: у-твердого раствора на основе цинка, а-твердого раствора на основе алюминия и у-фазы (MgZn5). Сплавы, обогащенные магнием, содержат интерметаллическое соединение Al3Mg4. При содержании алюминия выше предела растворимости может образоваться также в-фаза (Al3 Mga).

Результаты экспериментов показали, что сплавы Zn-Al-Mg имеют гетерогенную структуру (см. рис. 28). Уже при содержании 0,1% Mg и 0,2 % А1 на фоне у-твердого раствора видны выделения эвтектических составляющих. Дальнейшее увеличение содержания легирующих элементов повышает содержание фаз в структуре сплавов. Сравнивая микроструктуру сплавов систем Zn-Mg (см. рис. 20), Zn-Al (см. рис. 26) и Zn-Al-Mg (см. рис. 29), можно предположить, что по границам зерен выделяется а-фаза; отдельные темные точки представляют v- или в-фазы.

Полученные данные показывают, что механизм и кинетика процессов анодного растворения определяются содержанием и соотношением фазовых составляющих.

Разблагораживание сплава достигается при совместной ионизации а-, у-твердых растворов и у-фазы. Образование интерметаллидов Al3Mg4 не вызывает сколько-нибудь заметного изменения потенциала. Явления пассивации наблюдаются с появлением /3-фазы.

Сплавы с марганцем имеют высокий стационарный потенциал (800-820 мВ); поляризуемость сплавов наименьшая (b = 25) при содержании 0,4- 0,6 % А1 и 0,2-0,3 % Мn. С ростом содержания алюминия до 2,1 % поляризуемость повышается до 45. Величина изменяется от -795 до -770 мВ в основном в результате увеличения содержания алюминия.

Потенциал сплавов, содержащих алюминия до 1,0 % и марганца до 0,3 %, стабилен во времени и составляет 750-760 мВ. Сплавы с 2,1 % А1 имеют небольшой (-725 мВ) и уменьшающийся во времени отрицательный потенциал. Токоотдача сплавов уменьшается от 820 до 765 А . ч/кг в такой же закономерности, как и потенциал.

Низколегированные сплавы с 0,2-0,6 % А1 и 0,1-0,3 % Мп представляют собой твердые растворы алюминия и марганца в цинке, на фоне которых видны мелкие выделения эвтектики и интерметаллидов MnZnI3 (рис. 30). При дальнейшем увеличении легирующих элементов структура сплавов измельчается и возрастает содержание эвтектической составляющей, которая располагается по границам зерен твердого раствора. Интерметаллиды MnZn13 имеют одинаковую с твердым раствором расцветку и поэтому трудно различимы в сплавах с высоким содержанием фазовых составляющих. Сравнение микроструктур сплавов систем Zn-Al (см. рис. 26) и Zn-Al-Mn (см. рис. 30) показывает, что добавки марганца повышают растворимость алюминия в цинке.

Из сравнения электрохимических характеристик сплавов с одинаковым содержанием марганца следует, что облагораживающее влияние и уменьшение токоотдачи вызвано повышением содержания алюминия в сплавах. Как и для сплавов системы Zn-Al, наибольшая анодная активность сплавов системы Zn-Al-Mn достигается в области насыщения твердого-раствора алюминием. Интерметаллиды MnZn13 не оказывают существенного влияния на электрохимические свойства сплавов. Это объясняется тем, что марганец и цинк имеют близкие по величине потенциалы.

Повышение и стабилизация анодной активности сплавов за счет легирования марганцем достигается в результате повышения растворимости алюминия в твердом растворе а.

Сплавы системы Zn-Al-Cd имеют стационарный потенциал 790-820 мВ (см. табл. 23). При этом φс несколько снижается с увеличением содержания кадмия и алюминия.

Поляризуемость сплавов высокая (b = 40-50); наименьшая поляризуемость наблюдается при содержании алюминия 0,4-0,6 %. Величина ф1 изменяется от - 800 до -740 мВ, а токоотдача - от 800 до 730 А.ч/кг в основном с ростом содержания алюминия от 0,2 до 2,0 %. Для всех сплавов установившаяся величина ф3 составляет 680-720 мВ.

Микроструктура сплавов до содержания алюминия 0,6 % и кадмия 0,2 % -двухфазная и состоит из а-твердого раствора алюминия в цинке и эвтектической составляющей кадмия с цинком (рис. 31). При более высоком содержании алюминия по границам зерен образуется третья фаза (в), резко измельчающая структуру сплавов.

Данные электрохимических и металлографических исследований сплавов показывают, что механизм и кинетика процессов анодного растворения тройных сплавов и сплавов системы Zn-Al одинаковы. Разница лишь в том, что, как и следовало ожидать, добавки кадмия уменьшили анодную активность сплавов.

Сплавы со ртутью имеют высокий стационарный потенциал: от -820 до - 880 мВ при минимальном (0,05 %) и максимальном (0,5-1,0%) содержании ртути соответственно. Добавки алюминия в количестве 0,1-1,0 % при этом мало влияют. Величины b и -φп составляют соответственно 20-30 и 800-820 мВ.

Совместное и раздельное влияние легирующих компонентов показано на диаграмме (рис. 32). Как видно, ртуть более резко, чем алюминий, сдвигает потенциал сплавов в отрицательную сторону. При содержании ртути более 0,1 % сплавы имеют близкие значения потенциалов в интервале 750-770 мВ.

Токоотдача сплавов существенно зависит от содержания и соотношений легирующих элементов (см. рис. 32). До содержания алюминия 0,5 % и ртути 0,5% сплавы имеют высокую и близкую токоотдачу (780-790 А-ч/кг). При более высоком содержании легирующих элементов токоотдача уменьшается и достигает 700 А • ч/кг при содержании 1,0 % каждого элемента.

Микроструктура сплавов с содержанием ртути до 0,05 % и алюминия до 0,5% однофазная (см. рис. 31). При более высоком содержании ртути образуется эвтектическая составляющая ртути с твердым раствором а. Повышение содержания алюминия приводит к образованию в-фазы.

Механизм анодного растворения, повышение и стабилизация анодной активности обусловлены ионизацией твердого раствора алюминия и ртути в цинке. По этой причине при содержании легирующих элементов выше предела растворимости потенциал сплавов не изменяется. Кинетика анодного растворения находится в полном согласии с описанным механизмом процессов. Токоотдача постоянна в однофазной области и резко уменьшается с ростом количества и содержания фазовых составляющих. Это обусловлено селективным растворением твердого раствора и накоплением на поверхности образцов более благородных фазовых составляющих - эвтектической на основе ртути и в-фазы.

Рассмотренные данные относятся к сплавам высокой чистоты. Это позволяет сделать некоторые обобщения для выбора композиции сплавов в качестве протекторных материалов. Во-первых, можно однозначно считать, что алюминий в количестве 0,2-0,6 % - благоприятная добавка как в двойных, так и в тройных сплавах. Активирующую роль играют магний (0,1-0,3%), марганец (0,1-0,3%), олово (0,1-0,3 %), ртуть (0,1-0,5 %), таллий (0,01-0,1%), кремний (0,01-0,1%). Для возможности их применения необходимо установить регламентируемые требования к чистоте сплавов, режимам плавки и литья протекторов, а также учесть технико-экономические аспекты.

Последние обсуждаемые темы

Самые обсуждаемые темы за все время

 Тема

Выставка ExpoCoating

Влияние агрессивных сред на цинковое покрытие

Защита чугунных труб

Хромирование стали

Технология серебрения металлов

Хромирование корпусов часов

Аффинаж в кустарных условиях

Удаление ржавчины со стали химическим методом

Серебрение латуни

Частые вопросы и ответы по разделу

 Тема

Сообщений 

Частые вопросы и ответы по разделу

11

Хромирование стали

5

Просто вопрос почему не лудят современные машины

3

Воронение стали

2

Удаление ржавчины со стали химическим методом

1

Серебрение латуни

1

Виды травления стали

1

Металлизация отверстий

1

Декоративное лужение

1

Гальваническое покрытие алюминия

1

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Статьи

• Протекторные свойства цинка
Влияние легирующих элементов на протекторные свойства цинка
• Влияние примесей на протекторные свойства цинка
• Коррозия цинка и сплавов на его основе

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

Ц 16:26 Проволока ПАНЧ 11 для механизированной сварки чугуна

Ч 16:26 Продам со склада швеллер б/у: 10, 12, 14, 16, 18, 24, 27, 30

Ч 16:26 Продам со склада балку (двутавр) б/у: 30К2, 25К2, 30Б2, 25Б2

Ч 16:26 Продам со склада лист стальной б/у 4, 5, 6, 8, 10, 11, 12, 1

Ч 16:26 Продам трубу стальную б/у: 76, 89, 108, 114, 133, 219, 273,

Ч 16:25 Трубы лежалые 60, 133, 219, 530, 720, 820, 1020...

Ч 16:25 Трубы восстановленные 273, 325, 377, 426, 530....

Ч 16:25 Балки стальные 35Ш2, 35Б, 36М, 30б, 50Б1 - 29 000

Т 16:24 Контактные зажимы из латуни

Т 16:24 Уголок для защиты стекол оптом

Т 16:24 Станок правки геометрии полок двутавровой балки

Т 16:23 Стан для сборки тавровых и двутавровых балок z15

НОВОСТИ

8 Декабря 2016 17:38
Распиловка крупных бревен на шинной пилораме

1 Декабря 2016 07:01
Столетние ткацкие станки (10 фото)

8 Декабря 2016 17:18
Запасы железной руды в китайских портах за первую неделю декабря выросли на 0,93%

8 Декабря 2016 16:40
”ВТЗ” выполнил годовое задание по производству товарной заготовки

8 Декабря 2016 15:06
”JSW Steel” в ноябре увеличила выпуск стали на 45%

8 Декабря 2016 14:55
Металлурги ”Уральской кузницы” начали поставку железнодорожных осей в Казахстан

8 Декабря 2016 13:29
Турецкий импорт слябов за 10 месяцев упал на 48%

НОВЫЕ СТАТЬИ

Основные виды световой рекламы с использованием эффекта бегущей строки

Волочильные машины для изготовления кабельной проволоки

Основные виды современных оконных жалюзи

СИП-панели для строительства каркасных домов

Основные виды и области применения термопар

Использование мешков для упаковки в отраслях промышленности

Пневмоцилиндры и пневматическое оборудование

Промышленные светодиодные светильники - преимущества перед газоразрядными лампами

Бытовка для строителя

Как правильно поменять замок во входной двери?

Какой стабилизатор напряжения для дома лучше: отзывы и разновидности приборов

Использование нержавеющего проката в пищевой промышленности

Тротуарная плитка от ”АВТОСТРОЙ” - типы и назначение

ГНБ технология бурения

Лазерная резка металла

Рентгенофлуоресцентные спектрометры - толщиномеры

Малярные валики и кисти

Складские пластиковые ящики для хранения изделий

Современные промышленные фены

Основные виды масел в промышленности

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Открыт новый раздел: Прайс-листы в файлах! (Excel и др.), доступен упрощенный просмотр прайсов без скачивания!

Компания "РДМ" предлагает металлопрокат.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2014 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.