К.т.н. Виноградова С.С., асп. Исхакова И.О., асп. Макарова А.Н

Казанский национальный исследовательский университет, Россия

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ В ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДАХ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ СТАЛЕЙ

Развитие методов модификации поверхности хромоникелевых сталей направлено на стимулирование изменений состояния, структуры, свойств поверхности и приповерхностных слоев, обеспечивающее увеличение коррозионной стойкости изделия в целом, что позволяет эффективно использовать комбинацию свойств материала основы и измененного поверхностного слоя.

Исследовали модификацию поверхности наиболее распространенной конструкционной стали 12Х18Н10Т, а для оценки общности результатов стали 10Х11Н23Т3МР и сплава ХН77ТЮР, в растворах состава: хNaCl, хNaCl+yNaNO₃, хNaCl+yK₃Fe(CN)₆, методами гальваностатической, гальванодинамической, потенциостатической и потенциодинамической вольтамперометрии, а также хронопотенцио- и хроноамперометрии. Состояние поверхности сталей оценивали с использованием метода импедансной спектроскопии.

На основании полученных результатов предложен метод модификации поверхности, основанный на нестационарной поляризации поверхности стали, приводящий к вытравливанию слабых мест поверхности и совершенствованию ее пассивного состояния. Использовали треугольную, пилообразную, синусоидальную, прямоугольную форму тока. В процессе обработки через заданные интервалы времени (12-15 минут) проводили измерение импеданса поверхности. Поляризацию металла асимметричным анодным током осуществляли в течение одного часа. Постоянная составляющая тока была равна 5*10^-2 А/м², а амплитуда переменной составляющей для всех форм сигнала равнялась постоянной составляющей. Частоту переменной составляющей выбирали из диапазона инфранизких частот 0,01-0,08 Гц.

Стойкость модифицированной поверхности металла к питтинговой коррозии оценивали по значению потенциала питтингообразования. В зависимости от используемого режима поляризации смещение потенциала питтингообразования модифицированной поверхности в сторону положительных значений составляло 150-300 мВ. Току определенной формы соответствует свой оптимальный набор частот. Так, для тока синусоидальной формы оптимальный диапазон частот - 0,01-0,06 Гц, для тока прямоугольной формы – 0,01-0,02 Гц, треугольной формы – 0,01-0,06 Гц, пилообразной – 0,01-0,04 Гц.

Введение в состав электролита солей палладия привело к дальнейшей модификации поверхности стали за счет его локального осаждения на поверхность, что не только увеличило стойкость к питтинговой коррозии, но и обеспечило эффект катодного легирования. Использовали электролит, содержащий 5,85 г/л хлористого натрия и 0,01 г/л хлористого палладия. Модификацию проводили в течение 10 мин. После нанесения покрытия электрод взвешивали и выдерживали в течение 192 ч в серной кислоте (30 мас. %). Затем определяли коррозионные потери и скорость коррозии (таблица).

Таблица - Параметры режима локального палладирования и результаты коррозионных испытаний

№ п/п	Сплав	Концентрация PdCl2, г/л	Частота, Гц	Амплитуда, мкА/см^2	Скорость коррозии, г/( м^2ч)
1.	Х18Н10Т	0,010	0,01	5	0,0014
2.		0,100	0,01		0,0010
3.		1,000	0,01		0,0010
4.		1,000	0,03		0,0008
5.		1,000	0,06		0,0007
6.		1,000	0,06	7	0,0013
7.		1,000	0,06	10	0,0014
8.		0,005	0,06		0,0510
9.		1,000	0,07		0,0404
10.		1,000	0,005		0,0408
11.		1,000	0,06	3	0,0312
12.		1,000	0,06	15	0,1020
13.	ХН35ВТ	0,100	0,03	5	0,0008
14.	ХН75ТЮР	0,100	0,03	7	0,0007

Предлагаемый метод модификации позволяет повышать стойкость поверхности к питтинговой коррозии и обеспечивает малую скорость коррозии в серной кислоте.