Структура та корозія квазікристалічних литих сплавів Al–Co–Ni та Al–Fe–Ni у водному розчині NaCl

  • Elena V. Sukhova Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара https://orcid.org/0000-0001-8002-0906
  • Volodymyr A. Polonskyy Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара http://orcid.org/0000-0002-4810-2626
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-01
Ключові слова: декагональні квазікристали, структура, мікротвердість, електрохімічна поляризація, пітінгова корозія

Анотація

В роботі досліджено структуру і особливості корозії квазікристалічних литих сплавів Al69Co21Ni10 і Al72Fe15Ni13 в 5-% розчині хлориду натрію (рН 6,9-7,1). Швидкість охолодження сплавів складала 5 К/с. Структуру сплавів вивчали методами кількісної металографії, рентгеноструктурного аналізу, растрової електронної мікроскопії. Корозійні властивості досліджували потенціодинамічним методом. Величини стаціонарних потенціалів визначали шляхом довготривалої реєстрації (Е,τ)–залежностей за допомогою потенціостата ПИ-50-1 з програматором ПР-8 з використанням триелектродної комірки. Допоміжним електродом слугував платиновий електрод, електродом порівняння – хлоридсрібний. Проведені дослідження підтверджують утворення квазікристалічної декагональної D-фази в структурі сплавів Al69Co21Ni10 і Al72Fe15Ni13. У сплаві Al69Co21Ni10 за кімнатної температури D-фаза співіснує з кристалічною фазою Al9(Co,Ni)2, а в сплаві Al72Fe15Ni13 – з фазою Al5FeNi. У порядку зростання мікротвердості ці фази можна розташувати в такій послідовності: H(D-AlCoNi)>H(D-AlFeNi)>H(Al5FeNi)>H(Al9(Co,Ni)2). У 5-% розчині хлориду натрію досліджені сплави кородують за електрохімічним механізмом з кисневою деполяризацією. Порівняно зі сплавом Al72Fe15Ni13, сплав Al69Co21Ni10 має менш від’ємні значення стаціонарного електрохімічного потенціалу (–0,40 В і –0,48 В відповідно), а його зона електрохімічної інертності розширюється за рахунок гальмування анодних процесів. Обидва досліджені сплави переходять у пасивний стан у сольовому розчині. Величина струму корозії, розрахована з (E,lgi)–залежностей, для сплаву Al69Co21Ni10 складає 0,12 мА/см2, а для сплаву Al72Fe15Ni13 – 0,14 мА/см2. Після перебування в сольовому розчині на поверхні сплавів виявлені пітінги переважно в місцях розташування міжфазних границь поділу і дефектів. Кількість та розміри пітінгів на поверхні сплаву Al69Co21Ni10 значно менші, ніж на поверхні сплаву Al72Fe15Ni13. Більш низьку корозійну тривкість сплаву Al72Fe15Ni13 пояснено присутністю в його структурі залізовмістних фаз. Послуговуючись отриманими результатами, для створення покриттів на деталях ракетно-космічної техніки, що працюють в умовах морського клімату, рекомендовано сплав Al69Co21Ni10.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

K. Edagawa, H. Tamaru, S. Yamaguchi, K. Suzuki, and S. Takeuchi, Phys. Rev. B. 50, 12413 (1994), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.50.1213.

A.-P. Tsai, A. Inoue, and T. Masumoto, Mater. Trans. JIM. 30(2), 150-154 (1989), https://doi.org/10.2320/matertrans1989.30.150.

L. Zhang, Y. Du, H. Xu, C. Tang, H. Chen, and W. Zhang, J. Alloys Comp. 454, 129-135 (2008), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.12.042.

U. Lemmerz, B. Grushko, C. Freiburg, and M. Jansen, Phil. Mag. Lett. 69(3), 141-146 (2006), https://doi.org/10.1080/09500839408241583.

B. Grushko and K. Urban, Phil. Mag. B. 70(5), 1063-1075 (2006), https://doi.org/10.1080/01418639408240273.

B. Grushko and T. Velikanova, Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 31, 217-232 (2007), https://doi.org/10.1016/j.calphad.2006.12.002.

R. Wurschum, T. Troev, and B. Grushko, Phys. Rev. B. 52(9), 6411-6416 (1995), https://doi.org/10.1103/physrevb.52.6411.

Y. Lei, M. Calvo-Dahlborg, J. Dubois, Z. Hei, P. Weisbecker, and C. Dong, J. Non-Cryst. Solids. 330, 39-49 (2003), https://doi.org/10.1016/jnoncrysol.2003.08.059.

E. Huttunen-Saarivirta, J. Alloys Comp. 363(1-2), 150-174 (2004), https://doi.org/10.1016/S0925-8388(03)00445-6.

O.V. Sukhova, V.A. Polonskyy, and K.V. Ustinova, Metallofiz. Noveishie Technol. 40(11), 1475-1487 (2018), https://doi.org/10.15407/mfint.40.11.1475. (in Ukrainian)

O.V. Sukhova, V.A. Polonskyy, and K.V. Ustinova, Mater. Sci. 55(2), 285-292 (2019), https://doi.org/10.1007/s11003-019-00302-2.

I.M. Spiridonova, E.V. Sukhovaya, V.F. Butenko, А.P. Zhudra, А.I. Litvinenko, and А.I. Belyi, Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 32(2), 139-141 (1993), https://doi.org/10.1007/BF00560039.

O.V. Sukhova, V.A. Polonskyy, and K.V. Ustinova, Voprosy Khimii i Khimicheskoi Technologii. 6(121), 77-83 (2018), https://doi.org/10.32434/0321-4095-2018-121-6-77-83. (in Ukrainian)

С. Zhou, R. Cai, S. Gong, and H. Xu, Surf. Coat. Technol. 201, 1718-1723 (2006), https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.02.043.

Y. Kang, C. Zhou, S. Gong, and H. Xu, Mater. Sci. Forum. 475-479, 3355-3358 (2005), https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.475-479.3355.

D.S. Shaitura and A.A. Enaleeva, Crystallography Reports. 52(6), 945-952 (2007), https://doi.org/10.1134/S1063774507060041.

S.I. Ryabtsev, V.А. Polonskyy, and О.V. Sukhova, Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 58(9-10), 567-575 (2020), https://doi.org/10.1007/s11106-020-00111-2.

I.М. Spyrydonova, O.V. Sukhova, and G.V. Zinkovskij, Metall. Min. Ind. 4(4), 2-5 (2012). (in Russian)

O.V. Sukhova, Metallofiz. Noveishie Technol. 31(7), 1001-1012 (2009). (in Ukrainian)

I.M. Spiridonova, E.V. Sukhovaya, S.B. Pilyaeva, and О.G. Bezrukavaya, Metall. Min. Ind. 3, 58-61 (2002). (in Russian)

G. Laplanche, A. Joulain, and J. Bonneville, J. Alloys Comp. 493, 453-460 (2010), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.12.124.

О.V. Sukhova and К.V. Ustinоvа, Functional Materials. 26(3), 495-506 (2019), https://doi.org/10.15407/fm26.03.495.

О.V. Sukhova and Yu.V. Syrovatko, Metallofiz. Noveishie Technol. 33(Special Issue), 371-378 (2011). (in Russian)

О.V. Sukhova and Yu.V. Syrovatko, Metallofiz. Noveishie Technol. 41(9), 1171-1185 (2019), https://doi.org/10.15407/mfint.41.09.1171.

О.V. Sukhova, V.A. Polonskyy, and K.V. Ustinova, Physics and Chemistry of Solid State. 18(2), 222-227 (2017), https://doi.org/10.15330/pcss.18.2.222-227.

Опубліковано
2020-08-13
Цитовано
Як цитувати
Sukhova, E. V., & Polonskyy, V. A. (2020). Структура та корозія квазікристалічних литих сплавів Al–Co–Ni та Al–Fe–Ni у водному розчині NaCl. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 5-10. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2020-3-01
Номер
№ 3 (2020): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2020 Oленa В. Сухова, Володимир A. Полонський

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).