ПРОТЕКТОРНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ

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.
Цель достигается электрохимической защитой стали путем применения в протектора на основе алюминиевого сплава с содержанием железа 0,15 –1,0 марганца до 1,0%, благодаря введению в данный сплав мишметалла (церий, лантан) до 0,1% и галлия в качестве активатора до 0,2%, в результате чего КПИ протектора достигает значений 72-87%.

Изобретение относится к металлургии сплавов, в частности протекторных сплавов на основе алюминия, предназначенных для защиты от коррозии изделий, конструкций и сооружений из железа и стали, эксплуатируемых в условиях контакта с водными средами различного состава.
Известен протекторный сплав на основе алюминия, содержащий вес, %
галлий от 0,005 до 0,03
алюминий остальное [1]
Прототипом является протекторный сплав на основе алюминия следующего состава, вес, %:
галлий от 0,005 до 3,5
магний от 0,1 до 1,0
алюминий остальное [2]
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 протек-торного сплава на основе алюминия такого химического состава, который обладает высокими значениями КПИ (более 70%) в контакте с защищаемым металлом и низкой величиной саморастворения.
Для достижения данной цели в сплав на основе алюминия, содержащий марганец и железо дополнительно вводят редкоземельные металлы (мишметалл) и в качестве активатора галлий, при следующем соотношении компонентов, вес, %:
Марганец от 0 до 1,0
Железо от 0 до1,0
Мишметалл (церий, лантан) до 0,1
Галлий от 0,02 до 0.20
Алюминий остальное.
Химический состав и свойства исследуемых сплавов приведены в таблице, из которой видно, что заявленные сплавы отличаются повышенными значениями КПИ. Расплав опробованных образцов сплавов заливался в стальную форму диаметром 8 мм и высотой 10 мм при рабочей площади поверхностности анода 3 см2. В таблице приведены данные по химическому составу анодов-протекторов, рабочие потенциалы анодов, пересчитанные на стандартную водородную шкалу, В и КПИ (%).
Приведенные в таблице данные относятся к имитированной морской воде, в которой протек-торы содержащие редкоземельные металлы (РЗМ) и галлий оказываются более эффективными по сравнению с протекторами из сплавов алюминия, содержащих лишь марганец и (или) железо. Так, коэффициент полезного использования испытанных анодов достигает значений 72-87%, тогда как известные промышленные протекторы работают при значениях КПИ = 56-70% [1-3].
Суть изобретения заключается в разработке состава протектора из алюминиевого сплава с содержанием марганца и железа, легированного РЗМ (Се, La) и галлием.
Преимуществом заявляемого состава является то, что КПИ алюминия с содержанием Fе, Мn, РЗМ и Ga на 10-17 % выше, чем у аналогичных алюминиевых сплавов без РЗМ.
Предложенный сплав на основе алюминия можно использовать в качестве эффективного анода протектора для защиты стали в водных средах содержащих NaС1.
Промышленная применимость заключается в том, что для получения сплавов в соответствии с заявленной формулой может быть использован вторичный алюминий.


Протекторный сплав на основе алюминия

Таблица
№ Химический состав*,
вес. % Электрохимические
характеристики
Mn Fe** Ce+La Ga -Eраб,В КПИ, %
1 1,0 1,0 - - 0,520 58,2
2 1,0 1,0 0,1 0,01 0,530 72,1
3 1,0 1,0 0,1 0,05 0,540 82,8
4 1,0 1,0 0,1 0,10 0,550 73,2
5 1,0 1,0 0,1 0,20 0,600 56,0
6 0,35 - - - 0,560 76,9
7 0,35 - 0,1 0,01 0,575 85,1
8 0,35 - 0,1 0,05 0,580 87,2
9 0,35 - 0,1 0,10 0,600 81,5
10 0,35 - 0,1 0,20 0,645 76,4

* - остальное алюминий марки А8
** - с учетом содержания Fe до 0,15% в виде примеси к алюминию.

1. Босеку Гидзюцу, “Doshoku gujutsu”, 1974, c. 191-195, № 4.
2. А.С. СССР №785371 от 07.12.80
3. Жук Н.П. Курс теории и защиты металлов. М.: Металлургия. 1976, с. 394