Изобретение относится к цинк-алюминиевым сплавам, предназначенным в качестве противокор-розионного покрытия для защиты от коррозии стальных сооружений.
Цель изобретения – улучшение противокор-розионной стойкости сплава-покрытия, что достигается дополнительным введением в сплав хром. Сплав на основе цинка содержит, мас.%: алюминий 5.0-55; хром – 0.005-0.5; цинк – остальное. Скорость коррозии сплава – 0.10-0.20 г/м2∙ч
Сплав, содержащий цинк и алюминий, отличающийся тем, что дополнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алюминий – 5.0-55.0
Хром – 0.005-0.5
Цинк – остальное
Изобретение относится к сплавам на основе цинка, предназначенным в качестве противокоррозионного покрытия для защиты от коррозии стальных сооружений.
Известны сплавы на основе цинка, содержащие мас.%: алюминий 5.0-55; скандий 0.005-0.3; цинк – остальное [1].
Прототипом является сплав на основе цинка следующего состава: 5-55 мас.% алюминия; остальное-цинк [2].
Однако покрытия из известных сплавов не обеспечивают стабильной защиты стальных сооружений от коррозии, так как имеют более низкую устойчивость к коррозионным воздействиям.
Цель изобретения – улучшение противокоррозионной стойкости сплава-покрытия, что достигается дополнительным введением в сплав хрома. Сплав на основе цинка содержит, мас.%: алюминий 5.0-55; хром 0.005-0.5; цинк – остальное. Скорость коррозии сплава – 0.10-0.20 г/м2∙ч (таблица). ……………………………………
Таблица
|
Содержание компонентов в сплаве, мас.% |
Электрохимические свойства |
Скорость коррозии |
||||||||
|
Al |
Сr |
Zn |
-Есв.корр. |
-Екорр. |
-Епо. |
-Ереп. |
iкорр.∙10-2 |
K∙10-3 |
||
В |
А/м2 |
г/м2 ∙ ч |
||||||||
|
Предложенный |
||||||||||
5 |
0.005 |
остальное |
0.962 |
1.130 |
0.865 |
1.004 |
0.051 |
0.62 |
||
30 |
0.01 |
- // - |
0.965 |
0.970 |
0.850 |
0.857 |
0.015 |
0.10 |
||
55 |
0.5 |
- // - |
0.935 |
1.070 |
0.838 |
1.022 |
0.026 |
0.20 |
||
|
Оптимальный |
||||||||||
5 |
0.01 |
остальное |
1.090 |
1.100 |
0.930 |
0.950 |
0.020 |
0.15 |
||
55 |
0.01 |
- // - |
0.968 |
1.160 |
0.878 |
0.992 |
0.014 |
0.11 |
||
|
Известный |
||||||||||
5 |
- |
остальное |
1.100 |
1.115 |
0.965 |
0.980 |
0.109 |
0.33 |
||
55 |
- |
- // - |
1.020 |
1.210 |
0.900 |
1.060 |
0.040 |
0.31 |
||
Данные таблицы свидетельствуют о преимуществе предложенного сплава перед известным [2].
Сущность изобретения. Диаграмме состояния системы Zn-Al посвящено значительное число исследований, выполненных различными методами физико-химического анализа [3]. Эти исследования были выполнены методами микроструктурного анализа, дифференциальной записи кривых нагрева и охлаждения сплавов, а также методами измерения электросопротивления для сплавов и постоянной кристаллической решетки твердого раствора Zn в Al при высоких температурах. Область Al+ZnAl очень узкая, и её пределы точно не установлены. Однако с повышением температуры растворимость цинка резко возрас-тает с образованием непрерывного ряда твердых растворов с ГЦК-решеткой. При этом все фазы имеют одинаковую структуру и отличаются только параметрам решетки [3].
Таким образом, коррозионная стойкость полностью определяется защитным действием фазы, обогащенной Al, то есть выше стойкости Zn или цинковой фазы, обогащенной цинком (Zn5Al, таблица). В этой связи признается целесообразным увеличение содержания Al в Zn сплаве (Zn55Al, таблица) и переход по фазовому составу к α-твердому раствору согласно диаграмме состоянии [3], что повышает его коррозионную стойкость, а также позволяет снизить толщину покрытия. Однако при этом возникает опасность пассивации алюминиевой составляющей сплава. В связи с этим, в разработанной изобретений рассмат-ривается возможность активации цинка и алюминия составляющей сплава путем введения в его состав микродобавок третьего компонента.
Сплавы цинка с алюминием (Zn5Al, Zn55Al) c оптимальным содержанием легирующего компонента (0.01 мас.% хром) создают покрытия стойкие к любым атмосферам и против газовой коррозии, что объясняется быстрым заполнением пор продуктами коррозии цинка.
………
Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Каждую смесь, состоящую из цинка, алюминия и его соответствующие лигатуры с хром (2% Сr), сплавляют при 650-7500С в печах сопротивления. Расплав перемешивают, снимают шлак, и отбирают пробу для химического анализа, исследования коррозионных и электрохимических свойств. Образцы для исследования коррозионно-электрохимических свойств имели цилиндрическую форму высотой 100-120мм и диаметром 8-10мм. Исследования проводили в среде электролита 3%-ного NaCl с рН = 7.1-7.4, потенциодинамическим методом на потенциостате ПИ-50.1.1 со скоростью развертки потенциала 2мВ/с. В качестве электрода сравнения использо-вали хлорсеребряный электрод (х.с.э.), а в качестве вспомогательного – платиновый электрод. Потенциодинамические кривые снимали следую-щим образом: от стационарного потенциала, который снимали после выдержки электрода в растворе 1 час, шли в анодную область до значения тока – 5мА, затем обратным ходом достигали потенциала коррозии, после чего заходили в глубоко катодную область до значения Е = -1.6 В, и обратным ходом до значения тока, равного нулю, далее снимали ход анодной кривой до значения 5мА. Анодные кривые обрабаты-вались. Основные характеристики снятие с анодных потенциодинамических кривых обобщены в табл
1. Патент РФ. Сплав на основе цинка. 1986, № 1400115.
2. Нисин сэйко тихо, Nischin steel techn. Rept., 1984, №50, 31-34.
3. Мондальфо Л.Ф. Структура и свойства алюми-ниевых сплавов / Пер. с англ.– под общ. ред. И.Н. Фридляндера.– М. Металлургия, 1979.– 604 с
