СРАВНЕНИЕ СКЛОННОСТИ К ПИТТИНГОВОЙ КОРРОЗИИ ОТЛИВОК ИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СПЛАВОВ Al6Ca, Al1Fe, Al6Ca1Fe И ПРОМЫШЛЕННОГО СПЛАВА AK12M2

Исследовано электрохимическое и коррозионное поведение 4 сплавов (мас.%): Al–6Ca (далее Al6Ca), Al–6Ca–1Fe (далее Al6Ca1Fe), Al–1Fe (далее Al1Fe), АК12M2. Повышенное содержание железа (до 1 %) в сплавах необходимо для высокой производительности процессов литья под давлением. Электрохимические исследования проводили в 3 %-ном водном растворе NaCl при температуре 26±0,5 °С с помощью цифрового потенциостата IPC-Pro 3A (IPC-2000). Анодную поляризацию осуществляли в потенциодинамическом режиме при скорости развертки потенциала 1 мВ/с. Начальный потенциал поляризации составлял –800 мВ (по отношению к стандартному водородному электроду). При «критической» плотности тока iкр = 10 мА/см2 изменяли направление развертки потенциала на обратное, проводя поляризацию с той же скоростью. О склонности сплавов к питтингообразованию судили по отношению количеств электричества, прошедших через электрод до питтингообразования и до их репассивации (Qпрямой/Qобратный), и значениям базисов питтингостойкости: разности потенциала питтингообразования и стационарного потенциала; разности потенциала репассивации и стационарного потенциала. Коррозионные испытания литейных алюминиевых сплавов проводили, выдерживая образцы в камере соляного тумана и в 3 %-ном водном растворе NaCl в течение 700 ч. После этих выдержек изучали морфологию поверхности образцов с помощью оптического микроскопа «Olympus GX51». Установлено, что экспериментальные сплавы Al6Ca1Fe и Al6Ca, в отличие от Al1Fe и промышленного сплава АК12М2, не подвержены питтинговой коррозии в 3 %-ном водном растворе NaCl. Высказано предположение, что повышенная коррозионная стойкость сплава Al6Ca1Fe обусловлена тем, что железо входит в интерметаллид Al10CaFe2, который не является эффективным катодом вследствие значительных отрицательных потенциалов у Al и Ca. Благодаря высоким литейным и механическим свойствам сплава Al6Ca1Fe, которые не уступают свойствам эвтектического силумина и превосходят его по коррозионной стойкости, экспериментальный сплав Al6Ca1Fe является перспективным для использования в промышленном масштабе.

литейные алюминиевые экспериментальные сплавы, интерметаллиды, склонность к питтинговой коррозии, анодная поляризация

1. Kaufman J.G., Rooy L.E. Aluminum alloy castings: properties, processes and applications. Materials park: ASM International, 2004.

2. Золоторевский В.С., Белов Н.А. Металловедение литейных алюминиевых сплавов. М.: Изд. дом МИСиС, 2005.

3. Белов Н.А., Савченко С.В., Белов В.Д. Атлас микроструктур промышленных силуминов. М.: Изд. дом МИСиС, 2009.

4. ГОСТ 1583—93. Сплавы алюминиевые литейные. М.: Изд-во стандартов, 1993.

5. Синявский В.С., Вальков В.Д., Калинин В.Д. Коррозия и защита алюминиевых сплавов. М.: Металлургия, 1986.

6. Синявский В.С. Закономерности развития питтинговой коррозии алюминиевых сплавов и ее взаимосвязь с коррозией под напряжением // Защита металлов. 2001. Т. 37. No. 5. С. 521—530.

7. Pereira M., Silva J., Acciari H., Codaro E., Hein L. Morphology characterization and kinetics evaluation of pitting corrosion of commercially pure aluminum by digital image analysis // Mater. Sci. Appl. 2012. Vol. 3. P. 287—293. http://dx.doi.org/10.4236/msa.2012.35042.

8. Frankel G.S. Pitting corrosion of metals // J. Electrochem. Soc. 1998. Vol. 145. No 6. P. 2186—2198. DOI: 10.1149/1.1838615.

9. Szklarska-Smmialowska Z. Pitting corrosion of aluminum // Corros. Sci. 1999. Vol. 41. No. 9. P. 1743—1767. DOI: 10.1016/S0010-938X(99)00012-8.

10. McCafferty V. Sequence of steps in the pitting of aluminum by chloride ions // Corros. Sci. 2003. Vol. 45. No. 45. P. 1421—1438. DOI: 10.1016/S0010-938X(02)00231-7.

11. Rao K.S., Rao K.P. Pitting corrosion of heat-treatable aluminium alloys and welds: a review // Trans. Indian Inst. Met. 2004. Vol. 57. No. 6. P. 593—610.

12. Baumgartner M., Käsche H. Aluminium pitting in chloride solutions: morphology and pit growth kinetics // Corros. Sci. 1990. Vol. 31. P. 231—236. DOI: 10.1016/ 0010-938X(90)90112-I.

13. Codaro E.N., Nakazato R.Z., Horovistiz A.L., Ribeiro L.M.F., Ribeiro R.B., Hein L.R.O. An image processing method for morphology characterization and pitting corrosion evaluation // Mater. Sci. Eng. 2002. Vol. 334. No. 1-2. P. 298—306. DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01892-5.

14. Angal R. Коррозия и защита от коррозии / Пер. с англ. А. Калашниковой. Долгопрудный: Изд-во «Интеллект», 2013.

15. Revie R.W., Uhlig H.H. Corrosion and corrosion control. A John Wiley & Sons Inc. Publication: Copyright, 2008.

16. Punckt C., Bolscher M., Rotermund H.H., Mikhailov A.S., Organ L., Budiansky N. Sudden onset of pitting corrosion on stainless steel as a critical phenomenon // Science. 2004. Vol. 305. No. 5687. P. 1133—1136. DOI: 10.1126/science.1101358.

17. Жук Н.П. Курс коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия, 1976.

18. Томашов Н.Д., Чернова Г.П. Теория коррозии и коррозионно-стойкие конструкционные сплавы. М.: Металлургия, 1986.

19. Kaesche H. Die korrosion der metalle. Physikalischchemische prinzipien und aktuelle probleme. SpringerVerlag, 2011. DOI: 10.1007/978-3-642-18428-4.

20. Белов Н.А., Наумова Е.А., Акопян Т.К. Эвтектические сплавы на основе алюминия: новые системы легирования. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2016.

21. ГОСТ 9.912-89. ЕСЗКС. Стали и сплавы коррозионно-стойкие. Методы ускоренных испытаний на стойкость к питтинговой коррозии. М.: Издательство стандартов, 1993. 22. Розенфельд И.Л. Коррозия и защита металлов. М.: Металлургия, 1969.