МНСК_2017. Исследование анодного поведения armkoжелеза и титанового сплава от4 в водном растворе сульфата натрия
 Скачать 40.5 Kb.
|
|
Исследование анодного поведения ARMKO-железа и титанового сплава ОТ-4 в водном растворе сульфата натрия С.А. Давыдова, Ю.С. Иванова Новосибирский государственный технический университет, г. Новосибирск Проведены исследования анодного поведения ARMKO-железа и титанового сплава ОТ-4 при помощи поляризационных кривых в водных растворах сульфата натрия при концентрации соли от 10 до 20%. Определены области активного и пассивного растворения исследуемых материалов. Researches of anode behavior of ARMKO-iron and titanium alloy in aqueous solution of sodium sulphate at concentration of salt with temperature from 10 to 20 ̊C are conducted. Для придания поверхности детали требуемых размеров и форм в машиностроении используются методы обработки, основанные в том числе на копировании геометрии инструмента обрабатываемой поверхностью. К таким методам относится и электрохимическая размерная обработка (ЭХРО), основанная на анодном растворении токопроводящего материала, где в процессе обработки геометрия катода-инструмента копируется анодом-деталью. Однако, поскольку ЭХРО не характеризуется высокой производительностью по сравнению с традиционными механическими методами обработки, ведутся поиски ее активации. Например, процесс анодного растворения возможно ускорить при помощи введения лазерного излучения. При его наложении в зону обработки возможно задействование множество механизмов активации процесса электрохимического растворения (тепловой, гидравлический, фотоактивация и т.д.), благодаря чему и увеличивается производительность ЭХРО в целом [1, 2]. Тем не менее, несмотря на перспективность данного метода активации, прежде чем выбирать режимы обработки при лазерной активации ЭХРО необходимо знать какие проблемы возникают при анодном растворении материала в стационарных (без наложения лазерного излучения) условиях. Это позволит изначально предположить в дальнейшем стратегию выбора как длины волны, так и ее параметров для достижения наилучшего результата для определенного материала в определенном химическом составе электролита. В качестве исследуемых материалов были выбраны ARMCO-железо и титановый сплав ОТ-4. Исследования проводились с помощью потенциостатического и потенциодинамического методов, являющихся базовыми методами при исследовании анодного поведения материалов в традиционной электрохимии. Поляризационные кривые снимались при помощи потенциостата-гальваностата IP-ProM подключенного к 3-х электродной специальной ячейке, подробно описанной в работе [3], являющейся частью установки для лазерной активации процесса ЭХРО [4]. Исследования проводились в диапазоне потенциалов от 0 В до 5 В со скоростью развертки потенциала 60 мВ/с. В качестве электролита был выбран водный раствор сульфата натрия с концентрацией соли от 10 до 20%, отвечающий требованиям к электролитам при активации ЭХРО лазерным излучением [5]. Совместный анализ полученных потенциодинамических и потенциостатических поляризационных кривых дли титанового сплава ОТ-4 в водном растворе сульфата натрия, полученных при различных концентрациях электролита (от 10 до 20%), указывает на отсутствие анодного растворения материала во всем исследуемом диапазоне потенциалов (от 0 В до 5 В). Возможным объяснением данного факта может являться образование на поверхности титанового сплава окислых пленок различной природы, которые покрывают поверхность образца и «запирают» процесс его анодного растворения. Совместный анализ поляризационных кривых (потенциостатической и потенциодинамической) анодного растворения ARMKO-железа в водном растворе сульфата натрия показывает, что не зависимо от концентрации электролита (от 10 до 20%), на кривой имеется наличие двух характерных участков. Первый участок кривой (от 0 В до 2 В) характеризуется нулевым значением плотности тока, что свидетельствует об отсутствии процесса электрохимического растворения материала в водном растворе сульфата натрия (пассивацией). Второй участок поляризационной кривой (свыше 2 В до 5 В) характеризуется ростом плотности тока с увеличением потенциала, что должно свидетельствовать об анодном растворении материала. Однако, визуальное наблюдение за процессами, происходящими на поверхности образца и его внешний вид, позволяет говорить об отсутствии анодного растворения поверхности материала. Рост плотности тока, вероятнее всего, в данном случае связан с процессом восстановления кислорода на поверхности анода. Таким образом, анодное растворение как титанового сплава ОТ-4, так и ARMKO-железа в 10 % водном растворе сульфата натрия не происходит. Повышение концентрации соли в составе электролита не приводит к изменению пассивного состояния материалов. Предположительной причиной такого состояния обоих материалов является образование на поверхности образцов окислых пленок. Литература:
 Научный руководитель – к.т.н. Гаар Н.П. |