Исследование коррозионной стойкости интерметаллидного композита алюминий-магний.

ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1. Обзор научно-технической литературы 6
1.1 Исследуемые материалы. Диаграмма состояния Al – Mg. 6
1.3 Коррозия металлов 10
1.3.1 Классификация коррозионных процессов 13
1.3.2 Механизмы протекания коррозии 17
1.3.3 Морская коррозия 22
1.3.4 Роль термодинамики в защите металлов от коррозии 24
1.3.5 Качественные и количественные показатели коррозии 25
1.7 Условия образования интерметаллидов между разнородными металлами и сплавами при твердофазном взаимодействии 39
1.7.1 Исследования твердофазного взаимодействия в КМ АД1-МА2-1 42
Выводы к первой главе 51
Глава 2 Материалы, оборудование и методы исследования 53
2.1 Исследуемые материалы 53
2.1.1 Алюминий и его сплавы 53
2.1.2 Магний и его сплавы 55
2.2 Методы исследования 60
2.2.1 Проведение термической обработки 61
2.2.2 Металлографические исследования 61
2.2.3 Измерение микротвердости. 62
2.2.4 Методика проведения коррозионных испытаний 63
Выводы ко второй главе 76
Глава 3 Экспериментально-расчетная часть 78
3.1 Исследование коррозионной стойкости интерметаллидных композитов системы Al- Mg по ГОСТ 9.913-90 81
3.3 Потенциостатическое исследование коррозионной стойкости интерметаллидов системы Al-Mg. 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105

Весь текст будет доступен после покупки

Металлы наиболее востребованы на сегодняшний день и активно применяются во многих отраслях промышленности. Металлы эксплуатируют при различных условиях (температура, влажность, агрессивные среды и т.д), именно поэтому необходимо изучать поведение металлов и протекающих процессов на границе раздела фаз.
Взаимное превращение электрической и химической энергии осуществляется в результате протекания электрохимических реакций. Отличительной особенностью электрохимических реакций является зависимость их энергии активации и скорости процесса от электродного потенциала. Знание электрохимии позволяет глубже понять окислительно-восстановительные процессы и механизмы их протекания, химические свойства металлов и способствует более глубокому усвоению вопросов, связанных с теорией коррозии металлов, технической электрохимии.
Электрохимические методы востребованы во многих отраслях промышленности. Наиболее востребованы в металлургии, электросинтезе неорганических и органических веществ, производстве химических источников тока, электрохимической обработке металлов.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Обзор научно-технической литературы
Исследуемые материалы. Диаграмма состояния Al – Mg.

В сплавах системы Al-Mg образуется несколько интерметаллидных соединений. Одно из этих соединений, наиболее близкое к алюминию – ? (?Al?_3 ?Mg?_2) вступает с твердым раствором на основе алюминия эвтектическую реакцию при температуре 450 ? С [1].

Рисунок 1 – Диаграмма состояния Al- Mg

В литом состоянии алюминиевые сплавы, содержащие свыше 9% Мg, имеют структуру ?+?; ?-фаза является хрупким интерметаллидом и содержит около 35—38% Mg.
По равновесной диаграмме состояния в сплавах с 10% Mg ?-фаза выделяется из твердого раствора вследствие уменьшения растворимости магния в алюминии с понижением температуры. В реальных условиях затвердевания вследствие интенсивно протекающих процессов микроликвации и недостаточной скорости диффузионных процессов ?-фаза выделяется из раствора при 450° С в форме выродившейся эвтектики. Количество ?-фазы, образующейся в результате выделения из твердого раствора ?, зависит от содержания магния в сплаве.
Магний отлично упрочняет алюминий, каждый процент Mn повышает прочность алюминия на 30 МПа. При этом относительное удлинение сохраняется на достаточно высоком уровне при содержания магния до 11 – 12%. Сплавы с содержанием магния до 8 % термически не упрочняются. Однако на практике увеличение содержания Mn выше 6% приводит к резкому падению коррозионной стойкости, проявляется склонность сплавов к коррозии под напряжением [2].

1.2 Электродные потенциалы

Потенциал электрода или электродный потенциал металла – это разность потенциалов, которая возникает на границе раздела фаз металл-раствор при погружении металла в раствор электролита в результате взаимодействия поверхностных ион-атомов металла, находящихся в узлах кристаллической решетки, с полярными молекулами воды, ориентированными у поверхности электрода. Это связано с образованием двойного электрического слоя, то есть несимметричного распределения заряженных частиц у границы раздела фаз. Зависит от природы металла, температуры раствора, концентрации ионов металла в растворе [3].
Стандартный потенциал алюминия: Al3+ + 3e— > Al, Eo = -1,663 В
Стандартный потенциал магния: Mg2+ + 2e— > Mg, Eo = -2,363 В
Причиной возникновения электродного потенциала служит переход части металла в раствор в виде положительно заряженных ионов в следствии взаимодействия металла с диполями воды:
Me+mH2O=Men+(H2O)m+ne (1)
Металл приобретает отрицательный заряд, а приповерхностный слой раствора, обогащенный ионами металла, – положительный. На границе раздела фаз металл – раствор, как в конденсаторе, создается двойной электрический слой. Электроны с металла более электроотрицательного, т. е. анода, будут перетекать на металл с более электроположительным потенциалом—катод, где и произойдет их разряд. Таким образом, в полученном гальваническом элементе будет возникать электрический ток.
Скачок потенциала на границе раздела фаз электрод – раствор может являться мерой окислительно-восстановительной способности системы. Однако невозможно произвести измерение такого скачка потенциала или, что то же, разности потенциалов между двумя фазами. Но можно произвести измерение э. д. с. элементов, составленных из интересующих нас электродов и какого-нибудь одного (одинакового во всех случаях) электрода, потенциал которого условно принят за нуль.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Лякишев, Н. П. Диаграммы состояния двойных металлических
систем: справочник. Т. 1 / под ред. Н.П. Лякишева. – Москва: Машиностроение, 1996. – С. 167-170. (дата обращения: 30.03.2024).
2. Диаграмма состояния системы алюминий-магний // MARKMET. – URL : https://markmet.ru/diagrammy-splavov/diagramma-sostoyaniya-sistemy-alyuminii-%E2%80%93-magnii-al-mg (дата обращения: 30.03.2024).
3. Иванов М. Г. Свойства материалов / М. Г. Иванов, А. В. Нечаев // Учебное электронное текстовое издание. – Екатеринбург : 2014.
4. Волков А. И. Большой химический справочник / А. И. Волков, И. М. Жарский. – Мн.: Современная школа. – Минск : 2005. – C. 494.
5. Семенова И. В. Коррозия и защита от коррозии / И. В. Семенова, Г. М. Флорианович, А. В. Хорошилов. – М.: Физматлит, 2002. – 336 с.
6. Мальцева, Г.Н. Коррозия и защита оборудования от коррозии: учеб. пособие / Г.Н. Мальцева - Пенза: Пенз, 2001. – 211 с.
7. Коррозия и защита металлов: учебно-методическое пособие. Ч. 1. / Н. Г. Россина, Н. А. Попов, М. А. Жилякова, А. В. Корелин. – Екатеринбург: Уральский федеральный университет, 2019. – 108 с. (дата обращения: ).
8. Иванов, М. Г. Свойства металлов: учебное пособие / М. Г. Иванов, А. В. Нечаев. – Екатеринбург: Уральский федеральный университет, 2014. – 168 с. (дата обращения: 20.02.2024).
9. Основы электрохимической коррозии металлов и сплавов: учебное пособие / Л. Г. Петрова, Г. Ю. Тимофеева, П. Е. Демин, А. В. Косачев. – Москва: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет, 2016. – 148 с. (дата обращения: 23.02.2024).
10. Григорьева Н. Д. Коррозия металлов и судовых конструкций. Методические указания к лабораторным работам / Н. Д. Грогорьева, Л. П. Даниловская, Э. И. Таланова – Санкт-Петербург , 2005. – 34 с.

Весь текст будет доступен после покупки