ПРОТЕКТОРНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу алюминиевых сплавов с железом, кремнием, которые могут использоваться в качестве анодов (протекторов) при защите от коррозии стальных сооружений.
Целью изобретения является создание протекторного сплава на основе алюминия такого химического состава, который обладает высокими значениями КПИ (более 90%) в контакте с защи-щаемым металлом и низкой величиной саморастворения.
Протекторный сплав на основе алюминия, содержит железо, кремний и один из металлов группы литий, магний, церий при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Железо — 0,15 - 5,0
Кремний — 5,0 - 10,0
Один металл из группы
литий, магний, церий — 0,1 - 1,0
Алюминий — остальное
Таким образом, предложенный сплав на основе алюминия можно использовать в качестве эффективного анода-протектора для защиты стальных изделий, подземных трубопроводов в водных средах, содержащих хлорид-иона.

Изобретение относится области металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия, которые могут использоваться в качестве протектора для защиты стальных конструкций от коррозионного разрушения благодаря достаточно электроот¬рицательному рабочему потенциалу и повышен¬ным значениям коэффициента полезного использования (КПИ) протектора.
Известны протекторные сплавы на основе алю¬миния, содержащие, масс. %
Галлий — от 0,005 до 0,03
Алюминий — остальное [1] и
Галлий — от 0,005 до 3,5
Магний — от 0,1 до 1,0
Алюминий — остальное [2]
Прототипом заявляемого изобретения является протекторный сплав на основе алюминия [3] следующего состава, масс. в %:
Железо — от 0,2 до 5,0
Олово — от 0,05 до 1,0
Алюминий — остальное.
Однако протекторы из известных сплавов не обеспечивают стабильной защиты стальной конструкции, поскольку из-за образования защитного слоя про¬тектор становится пассивным, токоотдача со временем снижается, к тому же предпочтительнее иметь более высокое значение коэффициента полезного использования (КПИ).
Целью изобретения является создание про-текторного сплава на основе алюминия такого химического состава, который обладает высокими значениями КПИ (более 90%) в контакте с защищаемым металлом и низкой величиной саморас-творения.
Для достижения поставленной цели в сплав на основе алюминия, содержащий железо дополнительно вводят кремний и один из металлов группы литий, магний, церий, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Железо — 0,15 - 5,0
Кремний — 5,0 - 10,0
Один из металлов группы литий, магний,
церий — 0,1 - 1,0
Алюминий — остальное
Сущность изобретения заключается в том, что предложенный сплав содержит алюминий, железо, кремний
Суть изобретения заключается в разработке состава протектора из алюминиевого сплава, содержащего железо, кремний, легированного одним металлом из группы литий, магний, церий.
Сплавы получали следующим образом: каждую смесь, состоящую из алюминия, кремния, железо и одного металла из группы литий, магний, церий в виде их лигатур с алюминием сплавляют при 750-850 0С в печах сопротивления. Расплав перемешивают, снимают шлак и отбирают пробу для исследования свойств.
Химический состав и свойства заявляемых сплавов приведены в таблице. Расплав опробованных образцов сплавов заливался в стальную форму диаметром 8 мм и высотой 100 мм при рабочей площади по¬верхностности анода 3 см2. Исследования коррозионно-электрохими-ческих свойств сплавов проводилось на потенци-остате ПИ-50-1.1 потенциостатическим методом в потенциодинамическом режиме при скорости развёртки потенциала 2 мВ/с. В таблице приведены данные по химическому составу анодов-протекторов, рабочие потенциалы анодов относительно хлоридсеребряного электрода (х.с.э.) и их коэффициент полезного использования (КПИ, %).
Приведенные в таблице данные относятся к имитированной морской воде, в которой протек-торы, содержащие железо, кремний и один металл из группы литий, магний, церий оказываются более эффективными по сравнению с протекторами из сплавов алюминия, содержащих лишь железо и олова. Так, коэффициент полезного использования испытанных анодов достигает значений более 90%, тогда как известные промышленные протекторы работают при значениях КПИ = 68-73% [1-3].
Таким образом, предлагаемые сплавы отличаются отрицательным значением электро-химического потенциала и повышенными значениями КПИ.


Таблица
Коррозионно-электрохимические характеристики заявляемого сплава АЖ5К10 (Al+5% Fe+10%Si) с литием, магнием и церием и известного сплава (прототипа), в среде электролита 3%-ного NaCl
Содержание лития, магния, церия в сплаве АЖ5К10,
масс.% Коррозионные характеристики Коэффициент полезного использования (КПИ),%
Потенциал коррозии (х.с.э.), В Скорость коррозии
-Есв.кор. K.10-3
г/м2.ч
АЖ5К10 0,734 13,4 95,1
+0.01 Li 0,710 10,72 95,2
+0.1 Li 0,685 8,37 96,1
+0.01 Mg 0,770 13,06 94,5

Продолжение таблицы

+0.1 Mg 0,750 11,72 93,2
+0.01 Ce 0,755 16,08 96,6
+0.1 Ce 0,708 13,73 93,2
Известный сплав (прототип)
Химический состав сплава, масс. %
-Ерабочий, В Коэффициент полезного
использования (КПИ),%
2.0%Fe; 0.5%Sn;
Al - остальное 0,530 73.1
4.0%Fe; 1.0%Sn;
Al - остальное 0,600 68.0


Преимуществом заявляемого состава является то, что КПИ заявляемого алюминиевого сплава, содержащего железо, кремний и один или более металл из группы литий, магний, церий на 20-30 % выше, чем у аналогичных алюминиевых сплавов не содержащих указанных добавок (см. табл.).
Предложенный сплав на основе алюминия можно использовать в качестве эффективного анода-протектора для защиты стальных изделий, подземных трубопроводов в водных средах, содержащих хлорид-иона.
Промышленная применимость заключается в том, что для получения сплавов в соответствии с заявленной формулой может быть использован вторичный алюминий или не кондиционный металл с повышенным содержанием железа, извлекаемое непосредственно из электролизных ванн алюминиевых заводов.

1. Ганиев И.Н., Алиев Дж.Н., Обидов З.Р., Ганиева Н.И. Цинк-алюминиевый сплав.Малый патент № TJ 276 от 19.05.2009г.
2. Ганиев И.Н., Обидов З.Р., Амонова А.В., Сафаров А., Джураева М. Цинк-алюминиевый сплав. Малый патент № TJ 422 от 09.02.2011г.