СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам на основе алюминия, которые могут использоваться в каче­стве вставок троллейбусных линий и как протектор для защиты стальных конструкций от коррозион­ного разрушения благодаря достаточно электроот­рицательному рабочему потенциалу и повышен­ным значениям коэффициента полезного использования (КПИ) протектора.

Известны протекторные сплавы на основе алю­миния, содержащие, мас.% галлий – 0,005-0,03; алюминий – остальное [1] и галлий – 0,005-3,5; магний – 0,1-1,0; алюминий – остальное [2].

Прототипом заявляемого изобретения является протекторный сплав на основе алюминия следующего состава, мас.%: железо – 0,2-5,0; олово – 0,05-1,0; алюминий – остальное [3].

Однако протекторы из известных сплавов не обеспечивают стабильной защиты стальных конструкций, 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 разработка сплава на основе алюминия, которых может использоваться в качестве вставок троллейбусных линий, а также протектора такого химического состава, который обладает высокими значениями КПИ (более 90%) в контакте с защи­щаемым металлом и низкой величиной саморас­творения.

Суть изобретения заключается в разработке состава алюминиевого сплава для вставок троллейбусных линий и анодного протектора, содержащего железа, медь, магний, цинк, кремний, легированного одним металлом из группы олово, свинец, висмут.

Сущность изобретение заключается в том, что предложенный сплав содержит алюминий, железо, медь, магний, цинк, кремний и один из металлов  группы олово, свинец, висмут, при следующем соотношении компонентов, мас.%: железо – 0,15-5,0; медь – 1,5-5,3; магний – 0,5-1,5; цинк – 1-4; кремний – 2,0-5,0; один металл из группы олово, свинец, висмут – 0,01-0,5; алюминий – остальное.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Сплав алюминия с железом (5 мас.% железа), расплавляют в корундовых или углеграфитовых тиглях при 750-850⁰С, в печах типа СШОЛ. Далее по очередности вводят лигатуры алюминия с медью (10мас.% меди), кремнием (10мас.% кремния), металлические цинк, олово, свинец, висмут, завёрнутые в алюминиевой фольге и в последнюю очередь металлический магний также завернутую в алюминиевой фольге. Полученный расплав на алюминиевой основе подвергают дегазацию, удаляют шлак с поверхности и заливают пробы для исследования свойств сплавов.

Химический состав и свойства заявляемых сплавов приведены в таблице. Расплав опробованных образцов из сплавов заливался в стальную форму диаметром 8 мм и высотой 100 мм при рабочей площади по­верхностности анода 3 см². Исследования коррозионно-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 сплавов, их рабочие потенциалы относительно  хлоридсеребряного электрода (х.с.э.) и коэффициент полезного использования (КПИ, %).

Приведенные в таблице данные относятся к имитированной морской воде, в которой сплавы, содержащие железо, кремний, медь, магний, цинк и один металл из группы олово, свинец, висмут оказываются более коррозионностойкими, чем сплав алюминия, содержащего 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 более отрицательным значением электрохимического потенциала и повышенной коррозионностойкостью и значениями КПИ.

Преимуществом заявляемого состава является то, что КПИ заявляемого алюминиевого сплава, содержащего железа, медь, магний, цинк, кремний и один или более металл из группы олово, свинец, висмут на 20-30 % выше, чем у аналогичных алюминиевых сплавов не содержащих указанных добавок (таблица).

Таблица

Коррозионно-электрохимические характеристики заявляемого алюминиевого сплава АЖ2.4М5.3Мг1.1Ц4Кр3 (Al+2,4Fe+5,3Cu+1,1Mg+4Zn+3Si) с оловом, свинцом, висмутом и прототипа по патенту №Tj782  

в среде электролита 3%-ного NaCl

Предложенный сплав на основе алюминия можно использовать в качестве вставок для троллейбусных линий, эффективного анода-протектора для защиты стальных изделий, подземных трубопроводов в водных средах, содержащих хлорид-иона.