Введение к работе
Актуальность теш. Интенсивное развитие современной технологии требует создания новых конструкционных материалов. Практический интерес к аморфным металлическим сплавам обусловлен особенностями их структуры, которые позволяют создать сплавы с комплексом свойств, существенно отличающих их от кристаллических сплавов.
Определенное сочетание электрических, магнитных, механических и др. свойств позволяет использовать аморфные сплавы в изделиях магнитоэлектроники, а также при изготовлении магнитных экранов', магнитных электрофильтров, преобразователей солнечной энергии, запоминающих устройств в вычислительной технике, ката-ливаторов и др.
Сочетание высокой магнитной проницаемости и высокой коррозионной устойчивости некоторых АС создает перспективы их использования для изготовления магнитных фильтров и сепараторов для очистки сточных вод.
Изучению устойчивости АС к различным видам коррозионных повреждений уделяется большое внимание, поскольку служебные характеристики изделий из аморфных сплавов могут существенно измениться из-за коррозионных повреждений, условий эксплуатации (по-вьшнньга температуры, облучение и др.). Проводятся всесторонние исследования сопротивления коррозии АС в зависимости от их химического состава, способов получения и дополнительной обработки. Однако наибольшее внимание исследователей уделяется изучению коррозионностойких АС на основе Fe, N1, Ті. Информация о сопротивлении коррозии магнитомягких АС на основе кобальта праістичес-ки отсутствует.
Цель работы заключалась в исследовании устойчивости к коррозии магнитомягких многокомпонентных аморфных сплавов изготовленных на основе кобальта и железа высокоскоростным охлаждением расплавов. Исследования проводились в средах, соответствующих условиям применения этих сплавов в качестве магнитных экранов.
Научная новизна работы состоит в том, что впервые получены данные по коррозионной устойчивости магнитомягких АС на основе кобальта различного химического состава (Co-Sl-B, Со-Ш-Sl-B. Co-Cr-Sl-B) в коррозиошшх средах в широком интервале рН. Определены коррозионно-электрохимические характеристики исследуемых
АС в еависишсти от рН среды. Устаювлено, что основным анодным процессом, протекающем при коррозии исследуемых АС в области потенциалов активного растворения и в пассивном состоянии является процесс ионизации кобальта.
Закономерности коррозионно-электрохимического поведения АС на основе Со в ББР (р}Н5,0-ь 9.0) аналогичны закономерностям растворения кристаллического Со. Показано, что наиболее коррози-онноустойчивы в данных средах хромсодержащие АС.
Проанализирована взаимосвязь коррозионно-электрохимических свойств исследуемых аыорфпых сплавов и изменений структуры, происходящих в результате термообработки. Установлено, что отжиг исследуемых аморфных сплавов при температурах ниже температуры' кристаллизации приводит к увеличению устойчивости к коррозии. Наибольшая коррозионная устойчивость обнаружена у аморфного сплава Co-Cr-Si-B после такого режима термообработки, при котором в структуре аморфного сплава появляются кристаллические образования Со.
Показано, что гамма-облучение исследуемых аморфных сплавов, также как и низкотемпературный отжиг, приводит к изменении их коррозионной устойчивости. Эффективность воздействия облучения эависит от химического состава АС.
Установлено, что релаксация структуры исследуемых аморфных сплавов способствует уменьшению скорости растворения металлической основы АС.
Результаты изучения коррозии аморфного и кристаллического сплавов Fe-Mo-P-C в кислых средах (рН=0т2.5) показали, что кинетика катодного выделения водорода и активное анодное растворение аморфного и кристаллического сплавов определяются закономерностями растворения металлической основы сплавов (железа). Однако, вследствие особенностей структуры, скорость анодного растворения и способность к переходу в пассивное состояние аморфного сплава существенно отличаются от кристаллического.
Практическая ценность заключается в возможности использования полученных результатов для выбора АС определенного состава в качестве конструкционного материала, а также для расширения представлений о зависимости сопротивления коррозии АС от состава, способа обработки и условий использования.
Положения, выносимые на защиту:
-активное анодное растворение в боратных буферных растворах
и закономерности перехода в пассивное состояние аморфных сплавов на основе кобальта близки вакокомеркостям растворения кристаллического кобальта;
-более высокое сопротивление коррозии аморфных сплавов по сравнения с кобальтом определяется присутствием в составе АС кремния, уменьшение химической активности и увеличение пассиви-руемости металлической основы АС обусловлено образованием комплексов Co-Si.
-присутствие хрома (~4ат%) в составе АС на основе кобальта значительно повышает сопротивление коррозии вследствие изменения электронного состояния АС;
-изотермический отжиг АС на основе кобальта вызывает релаксационные процессы в аморфной атомной структуре, что проявляется в увеличении их коррозионной устойчивости;
-гамма-облучение, как и низкотемпературный отжиг, приводит к изменениям микроструктуры исследуемых АС и их сопротивления коррозии, эффективность влияния облучения определяется составом АС;
-кинетические характеристики растворения аморфного и кристаллического сплавов на основе железа состава FeMogPi3C7 соответствуют закономерностям растворения кристаллического железа, но вследствие особенностей структуры, аморфный сплав растворяется с меньшей скоростью и пассивируется в кислых средах с рН=0*2,5.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на семинаре "Строение и природа металлических и неметаллических стегал", Ижевск, 1987г; II Уральской конференции "Поверхность и новые материалы". Ижевск.1988г; XII Пермской конференции "Коррозия и защита металлов", Пермь,1990 г; семинаре "Строение и природа металлических'и неметаллических стекол", Ижевск, 1989г; конгрессе "Защита-92", Москва, б-11сентября 1992г и на IV Всесоюзной конференции "Проблемы исследования структуры аморфных материалов", Ижевск,1992 г.
Публикации. Основное содержание работы отражено в 9 публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, библиографии, включающей 176 источников. Работа изложена на 176 стр., содержит 41 рис. и 5 таблиц.
