Влияние Si и B на структуру и коррозионные свойства квазикристаллических сплавов Al–Cu–Fe в растворах солей

Е. В. Суховая, В. А. Полонский, Е. В. Устинова

Днепровский национальный университет имени Олеся Гончара, просп. Гагарина, 72, 49010 Днепр, Украина

Получена: 12.04.2018. Скачать: PDF

В работе исследована структура квазикристаллических сплавов Al–Cu–Fe, легированных кремнием или/и бором, с использованием методов металлографического, рентгенофлюоресцентного и рентгеноструктурного анализов. Определено влияние легирующих элементов на относительное содержание фаз в структуре. Показано, что наибольшее содержание икосаэдрической квазикристаллической $\psi$-фазы достигается в сплаве Al$_{55}$Cu$_{25}$Fe$_{12}$Si$_7$В$_1$. Легирование кремнием и бором способствует уменьшению в структуре сплавов содержания фаз, богатых на железо. Коррозионные свойства в водных растворах солей NaCl и Na$_2$SO$_4$ (рН = 7,0) изучены с помощью гравиметрического и потенциодинамического методов. Поверхность сплавов после воздействия солевых растворов исследована методом электронной сканирующей микроскопии. Установлено, что наиболее отрицательное значение стационарного потенциала имеет нелегированный сплав Al$_{63}$Cu$_{25}$Fe$_{12}$. С увеличением концентрации как кремния, так и бора в составе сплавов значения стационарных потенциалов непрерывно смещаются в сторону более положительных значений. Показано преимущественное влияние кремния по сравнению с бором на снижение химической активности сплавов. Определено, что исследованные сплавы коррозируют в солевых растворах по электрохимическому механизму с кислородной деполяризацией. Разрушение сплавов происходит вследствие избирательной коррозии железа в составе сплавов Al–Cu–Fe. Поэтому сопротивление коррозии повышается с уменьшением содержания в структуре легированных сплавов фаз, богатых на железо. Позитивное влияние кремния и бора на коррозионную стойкость сплавов подтверждено исследованиями поверхности сплавов после воздействия солевых растворов. Установлено уменьшение количества и размера участков питтингового вытравливания, присутствующих преимущественно в местах расположения фаз, богатых на железо, и межфазных границ раздела.

Ключевые слова: квазикристаллические сплавы, легирующие элементы, структура, растворы солей, коррозионные испытания, стационарный потенциал.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i11/1475.html

PACS: 61.44.Br, 68.35.Fx, 68.35.Np, 68.37.Hk, 81.05.Je, 81.65.Kn, 82.45.Bb


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. E. Huttunen-Saarivirta, J. Alloys Compd., 363, Iss. 1–2: 154 (2004). Crossref
  2. E. Huttunen-Saarivirta and T. Tiainen, Mater. Chem. Phys., 85, Nos. 2–3: 383 (2004). Crossref
  3. Y. Massiani, S. Ait Yaazza, J. P. Crousier, and J. M. Dubois, J. Non-Cryst. Solids, 159, Nos. 1–2: 92 (1993). Crossref
  4. V. Brien, V. Khare, F. Herbst, P. Weisbecker, J.-B. Ledeuil, M. C. de Weerd, F. Machizaud, and J.-M. Dubois, Int. J. Mater. Res., 19, No. 10: 2974 (2004). Crossref
  5. S. Y. Huang and J. E. Shield, Philos. Mag. B, 75, No. 1: 157 (1997). Crossref
  6. K. B. Kim, S. H. Kim, W. T. Kim, D.-H. Kim, and K.-T. Hong, Mater. Sci. Eng. A, 304–306, Nos. 1–2: 822 (2001). Crossref
  7. D. J. Sordelet, T. A. Bloomer, M. J. Kramer, and O. Unal, J. Mater. Sci. Lett., 15, No. 11: 935 (1996). Crossref
  8. J. Zhang, Y. Xue, Y. Guo, C. Xu, and W. Liang, Mater. Sci. Forum, 546–549, No. 1: 619 (2007). Crossref
  9. E. Karakose and M. Keskin, Philos. Mag. Lett., 92, No. 7: 314 (2012). Crossref
  10. X. Zhou, P. Li, J. Luo, S. Qian, and J. Tong, Mater. Sci. Technol., 20, No. 6: 709 (2004).
  11. Е. В. Устинова, Е. В. Суховая, Вісник Дніпропетровського університету. Ракетно-космічна техніка, 22, № 4: 203 (2014).
  12. Е. В. Суховая, В. Л. Плюта, Е. В. Устинова, Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии, № 30: 278 (2015).
  13. Е. В. Устинова, Е. В. Суховая, Механіка гіроскопічних систем, № 31: 126 (2016).
  14. S. Dmitriyev, A. Koudrin, A. Labunets, and M. Kindrachuk, Aviation, 9, No. 4: 39 (2005).