Известно, что вольфрам (W) используется в ряде отраслей промышленности и является тугоплавким металлом. В ряде случаев необходимо увеличить пластичность W, наиболее эффективный метод – РКУ деформация. Целью настоящего исследования является изучение влияния размера зерна на коррозионное и высокоскоростное растворение вольфрама. Различная величина зерна образцов вольфрама получена методом многоциклового РКУ прессования (6 и 8 проходов). При шести проходах величина зерен в 50 раз меньше, чем в крупнозернистом образце, а при восьми проходах – в 100 раз. Изучалась структура поверхности полученных образцов с помощью металлографического сканирующего электронного микроскопа, выявлено существенное измельчение зерна при реализации РКУП.
Для исследования коррозийных свойств W с различной величиной зерна измерялись потенциалы без тока, по кривым Эванса определялись токи коррозии. В качестве среды были выбраны 1М и 5М растворы NaOH, смеси 0,9М NaNО3+0,25М NaOH и 0,9М NaNo3+1,25М NaOH. Сопоставление потенциалов без тока показало, что в 1М NaОН и 5М NaOH с уменьшением величины зерна значения потенциалов без тока становятся более отрицательными. В растворах нитрата и двухкомпонентных растворах на основе NaNО3 наблюдается обратная картина. Раствор щелочи для W является активирующим, т.к. в нем W растворяется с образованием WO42-. Выявлено, что чем меньше величина зерна, тем больше скорость растворения W, при этом токи коррозии для образцов с различной величиной зерна в 5М NaОН 1,7 раз больше, чем в 1М NaОН. Иные зависимости наблюдаются при определении токов коррозии в электролитах с основой 0,9М NaNO3.
С уменьшением величины зерна вследствие адсорбции гидрооксид ионов происходит пассивация вольфрама, причем, чем меньше величина зерна, тем в большей степени происходит пассивация вольфрама и токи коррозии мелкозернистого образца, полученного при восьми проходах РКУП, снижаются в 2,2 раза по сравнению с крупнозернистым образцом в электролите состава: 0,9М NaNО3+0,25М NaOH. При больше концентрации щелочи активность вольфрама возрастает, как для крупнозернистого, так и для мелкозернистого образцов.
В составном электролите 0,9М NaNО3+1,25М NaOH, где концентрация щелочи больше чем 1М NaOH вольфрам корродирует с высокой скоростью 0,51 мА/см2, но пассивирующее действие нитрата приводит к тому, что вольфрам с меньшей величиной зерна покрывается адсорбционной пассивной пленкой. При меньшей концентрации добавки гидрооксида натрия 0,9М NaNО3+0,25М NaOH происходит заметное снижение токов коррозии для образцов после 8 проходов РКУП.
Таким образом, можно сделать общие выводы: в активных средах для W с уменьшением размера зерна скорость коррозии возрастает, так как увеличивается протяженность границ и количество дефектов структуры. В растворах нитрата вследствие адсорбции гидрооксид-ионов на дефектах наблюдается пассивация, при которой скорость коррозии для вольфрама с меньшей величиной зерна, значительно ниже, чем для вольфрама в крупнозернистом состоянии.
Изучалось высокоскоростное растворение вольфрама в крупнозернистом и мелкозернистом состояниях в вышеперечисленных электролитах. Установлено, что с наибольшей скоростью вольфрам ионизируется в транспассивной области в 5М NaOH. При уменьшении концентрация NaOH в 5 раз максимальный ток в области транспассивации снижается в 3 раза. В составном электролите 0,9М NaNО3+0,25М NaOH в транспассивной области плотность тока снижается в 25 раз по отношению к плотности тока для поляризации W в электролите 5М NaОН. Для закономерности сохраняются. Сравнение хода поляризационных кривых при использовании одинакового электролита для вольфрама в КЗ и УМЗ состоянии показало, что в щелочных растворах 1М NaОН и 5М NaОН выше, чем плотности токов растворения вольфрама в КЗ состоянии, особенно в 5М NaОН. Вольфрам с меньшим зерном в растворе щелочей ионизируется с большей скоростью и выделение кислорода происходит интенсивнее, чем на крупнозернистом вольфраме. В 0,9М NaNО3 для вольфрама при уменьшении величины зерна транспассивная область характеризуется постепенным торможением процесса ионизации, особенно для УМЗ образцов. Как и при коррозионных исследованиях. В 0,9М NaNО3 происходит пассивация вольфрама, которая более выражена при поляризации вольфрама с меньшей величиной зерна.
На основании совокупности проведенных исследований можно сделать выводы.
- В активных средах (1М NaОН, 5М NaОН) с уменьшением величины зерна происходит повышение токов коррозии в транспассивной области.
- При использовании пассивирующих электролитов с уменьшением величины зерна вследствие адсорбции и пассивации границ зерен и дефектов структур. Наблюдается уменьшение скоростей коррозии и плотностей токов ионизации в транспассивной области.
Количество просмотров публикации: Please wait