ПОВЫШЕНИЕ АНОДНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЦИНКОВОГО СПЛАВА Zn0.5Al К ОКИСЛЕНИЮ ЛЕГИРОВАНИЕМ ИТТРИЕМ

АННОТАЦИЯ

В статье изучены вопросы повышения анодной устойчивости цинкового сплава Zn0.5Al к окислению легированием иттрием, в воздушной среде.

ABSTRACT

The article studies the issues of increasing the anodic stability of Zn0.5Al zinc alloy to oxidation alloyed with yttrium, in air environment.

Ключевые слова: сплав Zn0.5Al, легирование, иттрий, воздушная среда, кинетика окисления, анодная устойчивость.

Keywords: Zn0.5Al alloy, doped, yttrium, air environment, oxidation kinetics, anode resistance.

В производственном практике доказано, что горячецинковые покрытия занимают второе место по объёму цинковальных производств [1]. На сегодняшнее время стали широко применять Al-Zn [2-4] и Zn-Al [5, 6] покрытия. В данном исследовании уделено внимание на разработке нового класса защитного покрытия, рекомендуемые для защиты от коррозии углеродистых стальных конструкций и изделий.

Исследование результативного повышения анодной устойчивости цинкового сплава Zn0.5Al к окислению путем легирования его иттрием проводили методом термогравиметрии, в воздушной среде [7]. Поэтому в окислительных средах при высокой температуре и условии, что давление кислорода, будучи не очень низким, не делает адсорбцию кислорода процессом, лимитирующим скорость окисления, что соответственно анодное покрытие обязано своей устойчивостью к окислению защитной оксидной плёнке [8-10].

Кривые окислительного процесса базового сплава Zn0.5Al имеют степенной характер. Впервые 15 мин наблюдается интенсивное протекание окисления сплавов. Затем замедляется кинетика окисления при образовании оксидной плёнки. Свойственной особенностью кривых окисления указывает на высоту степенного уровня (рисунок 1а). Легирование цинкового сплава иттрием значительно подавляет торможению кинетики окисления (рисунок 1б). Цинковым сплавам, легированным низким концентрациям иттрия по сравнению базового сплава характерно минимальной высотой (g/s) (рисунок 1).

Рисунок 1. Кинетические кривые окисления цинкового сплава Zn0.5Al (а), легированного 0.01 мас.% иттрием (б), при Т = 523 (1), 573 (2) и 623 К (3)

При повышении температуры скорость окисления для образцов сплава возрастает. Возрастание концентрации иттрия в сплаве до 0.1% заметно снижает его окисляемость. Величина энергии активации окисления, вычисленная для легированного сплава с иттрием (0.5, 1.0%) указывает на уменьшении энергетические затраты (таблица 1).

Таблица 1.

Кинетические и энергетические параметры процесса окисления цинкового сплава Zn0.5Al, легированного иттрием

В целом, показана возможность повышения анодной устойчивости цинкового сплава Zn0.5Al к окислению легированием иттрием. При легировании сплава иттрием показано существенное понижение окисления.

Список литературы:

1. Кечин В.А., Люблинский Е.Я. Цинковые сплавы. –  М.: Металлургия, 1986. – 247 с.
2. Lin K.L., Yang C.F., Lee J.T. Correlation of microstructure with corrosion and electrochemical behaviours of the bach-type hot-dip Al-Zn coatings: Part 2. 55% Al-Zn coatings // Corrosion. – 1991. – Vol. 47. No 4. – P. 17-30.
3. Lin K.L., Yang C.F., Lee J.T. Correlation of microstructure with corrosion and electrochemical behaviours of the bach-type hot-dip Al-Zn coatings: Part 1. Zn and 5% Al-Zn coatings // Corrosion. – 1991. – Vol. 47. No 4. – P. 9-13.  
4. Mazilkin A.A., Straumal B.B., Borodachenkova M.V., Valiev R.Z., Kogtenkova O.A., Baretzky B. Gradual softening of Al-Zn alloys during high-pressure torsion // Materials Letters. – 2012. – Vol. 84. – P. 63-65.
5. Maniram S.G.,  Satender D.,  Manoj Sh., Upadhyay N.C. Effect of fly ash particles on the mechanical properties of Zn-22% Al alloy via stir castimg method // Journal of Mechanical and Civil Engineering. – 2013. – Vol. 10. No 2. – P. 39–42.
6. Obidov Z.R. Effect of pH on the Anodic Behavior of Beryllium and Magnesium Doped Alloy Zn55Al // Russian Journal of Applied Chemistry. – 2015. – Vol. 88. No 9. – P. 1451-1457.
7. Лепинских Б.М., Киташев А.А., Белоусов А.А. Окисление жидких металлов и сплавов. – М.: Наука, 1979. – 116 с.
8. Обидов З.Р. Анодное поведение и окисление сплавов Zn5Al и Zn55Al, легированных барием // Известия СПбГТИ (ТУ). – 2015. – № 31 (57). – С. 51-54.
9. Obidov Z.R. Anodic Behavior and Oxidation of Strontium-Doped Zn5Al and Zn55Al Alloys // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. – 2012. – Vol. 48. No 3. – Р. 352-355.
10. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику. – Л.: Химия, 1989. – 456 с.