ПРОТЕКТОРНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составу алюминиевых сплавов с железом, кремнием, кальцием, стронцием и барием, 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 защищаемым металлом и низкой величиной саморастворения.
йЦель достигается электрохимической защитой стали путем применения протектора на основе алюминиевого сплава, содержащего железа до 5%, кремния до 10% благодаря введению в данный сплав одного или более металлы из группы кальций, стронций, барий до 1,0%,в результате чего коэффициент полезного использование (КПИ) протектора достигает значений 90-95%.

Изобретение относится к сплавам на основе алюминия, которые могут использоваться в качестве протектора для защиты стали от коррозионного разрушения благодаря достаточно электроотрицательному рабочему потенциалу и повышенным значениям КПИ протектора.
Известны протекторные сплавы на основе алюминия, содержащие, мас.%
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 является протекторный сплав на основе алюминия следующего состава, мас.%:
Железо — от 0,2 до 5,0
Олово — от 0,05 до 1,0
Алюминий — остальное
по малому патенту РТ №TJ 782 от 22.02.2016г. [4].
Однако протекторы из известных сплавов не обеспечивают стабильной защиты конструкции, поскольку из-за образования защитного слоя протектор становится пассивным, токоотдача со временем снижается, к тому же предпочтительнее иметь более высокое значение коэффициента полезного использования (КПИ).
Целью изобретения является создание протекторного сплава на основе алюминия такого химического состава, который обладает высокими значениями КПИ (более 90%) в контакте с защищаемым металлом и низкой величиной саморастворения.
Цель достигается электрохимической защитой стали путем применения протектора на основе алюминиевого сплава, содержащего железа до 5%, кремния до 10% благодаря введению в данный сплав одного и/или более металлы из группы кальций, стронций, барий до 1,0%, в результате чего коэффициент полезного использование (КПИ) протектора достигает значений 90-95%.
Для достижения данной цели в сплав на основе алюминия, содержащий до 5 мас.% железа и до 10 мас.% кремний дополнительно вводят один и/или более металлы из группы кальций, стронций и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железо — от 0,15 до 5,0
Кремний — от 5,0 до 10,0
Один и/или более металл из группы
кальций, стронций, барий — от 0,1 до 1,0
Алюминий — остальное
Химический состав и свойства исследуемых сплавов приведены в таблице 1, из которой видно, что заявленные сплавы отличаются более отрицательным значением электрохимического потенциала и повышенными значениями КПИ. Расплав опробованных образцов сплавов заливался в стальную форму диаметром 8 мм и высотой 100 мм при рабочей площади поверхностности анода 3 см2. Исследования электрохимических свойств сплавов проводилось на потенциостате 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 хлорсеребряного электрода (х.с.э.) и их коэффициент полезного использования (КПИ.%).
Приведенные в таблице данные относятся к имитированной морской воде, в которой протекторы, содержащие железо, кремний и щелочноземельные металлы (ЩЗМ) оказываются более эффективными по сравнению с протекторами из сплавов алюминия, содержащих лишь марганец и (или) железо. Так, коэффициент полезного использования испытанных анодов достигает значений более 90%, тогда как известные промышленные протекторы работают при значениях КПИ = 56-73% [1-3].
Суть изобретения заключается в разработке состава протектора из алюминиевого сплава, содержащего железа, кремний, легированного один и/или более металлом из группы кальций, стронций, барий.
Преимуществом заявляемого состава является то, что КПИ заявляемого алюминиевого сплава содержащего железо, кремний и один и/или более металл из группы кальций, стронций, барий на 20-30 % выше, чем у аналогичных алюминиевых сплавов без указанных добавок ЩЗМ (табл. 1 и 2).
Предложенный сплав на основе алюминия можно использовать в качестве эффективного анода-протектора для защиты стальных изделий в водных средах, содержащих хлорид натрия.
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. Босеку Гидзюцу, “Doshokugujutsu”. 1974.№4.с. 191-195.
2. А.С. СССР №785371 от 07.12.80.
3. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия. 1976. с. 394.
4. Малый патент РТ №TJ 782 от 22.02.2016г.