» » Влияние металлоидных составляющих на коррозионные свойства аморфных сплавов Со-Сr
18.01.2016

Зависимость средней скорости коррозии аморфных сплавов на основе системы Со—Сr от содержания в них хрома в растворе 1 н. НСl характеризуется следующими особенностями. Скорость коррозии сплава Со—Сr—13Р—7В падает с увеличением содержания хрома, и уже при 10 % Сr уменьшения массы не обнаружено. Но для сплава Со—Сr—20В высокие значения скорости коррозии, подобные тем, которые характерны для сплава Со—20В, сохраняются при содержании Сr вплоть до 20 %. Для коррозионной стойкости в растворе 1 н. НСl необходимо довести содержание Сr в нем до 50 %.
Плотность анодного тока для сплава Со—Сr—13Р—7В при увеличении содержания хрома падает, и сплав Со—10Сr—13Р— 7В спонтанно пассивируется в 1 н. НСl. В противоположность этому кривая поляризации сплава Со—20В не изменяется при добавках до 20 % Сr и не проявляет признаков анодной пассивации. Только при содержании хрома в сплаве Со—Сr—20 В выше 20 % проявляется анодная пассивация, и плотность анодного тока начинает уменьшаться. Спонтанная пассивация наблюдается при > 30 % Сr.
При постоянном содержании хрома в аморфном сплаве Со—10Сr—20В эффект от легирования металлоидами различен. Увеличение содержания бора вплоть до 25 % оказывает незначительное влияние на скорость коррозии сплина Со—10Сr—В. Особенно эффективна добавка определенного количества фосфора. Исследования анодной поляризации показали, что эти элементы повышают потенциал коррозии и снижают плотность а полного тока. В противоположность этому добавка кремния понижает потенциал коррозии и увеличивает плотность анодного тока аморфного сплава Co—10Cr—20В.
Наиболее эффективным металлическим элементом, понижающим скорость коррозии аморфных сплавов Co—Me—13Р—7В, где Me — металлический элемент, является хром. Увеличение содержания молибдена сопровождается повышением коррозионной стойкости в меньшей степени, чем при добавках хрома.
Хром повышает потенциал коррозии и способствует анодной пассивации. В случае легирования молибденом, никелем и железом анодная пассивация не наблюдается. Первые два из этих металлов повышают потенциал коррозии и снижают плотность анодного тока, в то время как железо действует противоположно.
На коррозионные свойства аморфных сплавов Co—Cr—13Р— 7В довольно эффективно влияет легирование небольшими количествами меди. Молибден и никель также снижают скорость коррозии. При увеличении содержания молибдена или никеля аморфные сплавы Co—4Сr—Me—13Р—7В характеризуются более высокими значениями потенциала коррозии и низкими значения плотности анодного тока. Сплавы Co—4Cr—5Мо—13P—7В и Co—4Сr—15Ni—13Р—7В спонтанно пассивируются и растворе 1 н. HCl.
При потенциале коррозии после погружения и поляризации в течение 1 ч в растворе 1 н. HCl на аморфном сплаве Co—25Cr—20В поверхностный слой сильно обогащается хромом, в результате чего образуется пассивирующая пленка, которая состоит исключительно из катионов хрома. В пленке содержатся O2, ОН, BO2 и Cl, а также некоторое количество связанной воды. Пассивирующая пленка, образующаяся на поверхности сплава Co—25Сr—20В при 0,6 В, состоит из гидратированного оке и гидроксил а хрома и бората, а содержание фосфора в ней такое же низкое, как и содержание хлорида.
Таким образом, коррозионная стойкость аморфных сплавов на основе кобальта может быть улучшена путем легирования. При этом особенно эффективны добавки хрома. Если основной металлоидной составляющей сплава является фосфор, то высокая коррозионная стойкость достигается при 10 % ат. Cr. В то же время для зашиты от коррозии аморфного сплава Co—Cr—20В в 1 н. HCl необходимо легирование 50 % Cr.
Благотворное влияние добавки хрома на коррозионную стойкость аморфных сплавов на основе кобальта можно объяснить образованием пассивирующей пленки из гидратированной гидроокиси хрома с высокой защитной способностью.
Низкая коррозионная стойкость аморфных сплавов Co—Cr—20В по сравнению с аморфными сплавами, содержащими фосфор, обусловлена высоким содержанием бората в пассивирующей пленке, образующейся на поверхности сплавов. Подобным же образом можно объяснить отрицательное влияние кремния, добавляемого к аморфному сплаву Co—10Cr—20В.
При малом содержании хрома скорость коррозии снижается при легировании сплавов медью, молибденом, никелем и железом. Аморфные сплавы Fe—Cr—13Р—7В, содержащие всего 3 % Cr, анодно пассивирируются при добавке 1 или 2 % таких элементов, как молибден, вольфрам, ниобий и т.п. Добавка 5 % Mo или 15 % Ni приводит к спонтанной пассивации аморфного сплава Co—4Cr—13P—7В, которая обусловлена образованием пассивирующей пленки из гидратированного оксигидроксида хрома.
Аморфные сплавы обладают способностью абсорбировать больше водорода, чем обычные стали с кристаллической структурой, поэтому некоторым аморфным сплавам присуще водородное охрупчивание в водной среде.
Повышение коррозионной стойкости посредством увеличения концентрации Cr, Mo и добавки P позволяет предотвратить абсорбцию водорода, а следовательно, и водородное охрупчивание.