СЕЛЕКТИВНОЕ РАСТВОРЕНИЕ ГЕТЕРОФАЗНОЙ ПОВЕРХНОСТИ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ ПРИ АНОДНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Авторы
Файлы

Тарасова Н.В. Салтыков С.Н. Статья в формате PDF 185 KB

Анодное растворение углеродистых сталей включает процессы окисления ферритной и цементитной фаз. Известно, что в результате анодной поляризации феррит окисляется до Fe²⁺-ионов [1], а процесс растворения цементита сопровождается образованием аморфного углерода [2]. Однако, при растворении гетерофазной стали необходимо рассматривать эти процессы не раздельно, а в совокупности. Ранее было установлено, что в зависимости от металлографической структуры сплава анодное растворение ферритной фазы представляет собой совместное протекание процессов растворения ферритной матрицы перлита и ферритной составляющей структуры по границам феррит/феррит или по телу ферритного зерна [3]. Также были рассчитаны скорости анодного растворения структурно-свободного феррита и ферритной матрицы пластинчатого и зернистого перлита [4]. Цель данной работы - изучить электрохимическое растворение цементитной фазы углеродистых сталей при анодной поляризации, протекающее в сочетании с анодным растворением феррита.

Исследования проводили на феррито-цементитных сплавах с различной металлографической структурой: армко-железо (ферритная структура), стали 20, 35, 40, 45 (феррито-перлитная структура), 60, У8 (структура пластинчатого перлита), 85 и У12 (структура зернистого перлита) в сернокислом (рН 4.2) растворе. Анодную поляризацию осуществляли в потенциостатическом режиме при потенциалах -0.4, -0.35, -0.3, -0.2, 0.0 В относительно хлоридсеребряного электрода сравнения. Изменение состояния поверхности электрода после поляризации контролировали визуально при помощи металлографического микроскопа.

Результаты потенциостатического исследования показали, что хроноамперограммы (рис. 1) полированных образцов, снятые при различных потенциалах, содержат площадку тока, начиная со значения -0.3 В и положительнее, после которой ток начинает возрастать. Металлографическое исследование поверхности электрода свидетельствует, что после завершения указанной площадки тока происходит полное растворение ферритной фазы сплава, приводящее к выявлению структуры (рис. 2а). В области возрастания тока, т.е. в области II (рис. 1б) наблюдается образование черного слоя, происходящее избирательно на перлитной составляющей структуры (рис. 2б), что связано с разрушением цементитной фазы предположительно по реакции Fe₃C = 3Fe²⁺ + C + 6e, при котором железо из цементита переходит в раствор, а углерод в виде осадка накапливается на поверхности, образуя черный слой.

Интересным представляется то, что хроноамперограмма стали, предварительно потравленной в 3%-ном растворе HNO₃для выявления структуры, не содержит площадку тока (рис. 1, кривая 5) и располагается ниже, чем хроноамперограмма, полученная на полированной поверхности (рис. 1, кривая 6). Это позволяет утверждать, что потенциостатическая поляризация гетерофазной стали вначале приводит к выявлению структуры с появлением площадки тока, а затем к растворению цементита, что отражается возрастанием тока.

Поскольку при таком селективном растворении поверхности изменяется ее состояние, то хаpaктеристикой "новой" поверхности может служить потенциал. Результаты измерения бестокового потенциала (Е_i₌₀) и потенциалов выключения, измеренных непосредственно после отключения поляризации (Е_отк) и после выдержки длительностью 15 мин (Е_{15 мин}) представлены в таблице.

Таблица 1. Значения различных потенциалов изученных сплавов
Потенциал, В	Сплав
Потенциал, В	Армко-железо	Ст20	Ст35	Ст40	Ст45	Ст60	У8	Ст85	У12
Е_i=0	-0.412	-0.508	-0.503	-0.495	-0.539	-0.499	-0.479	-0.490	-0.488
Е_отк	-0.556	-0.664	-0.652	-0.640	-0.656	-0.629	-0.629	-0.621	-0.629
Е_{15 мин}	-0.611	-0.626	-0.606	-0.609	-0.638	-0.598	-0.598	-0.595	-0.589

Анализ данных таблицы позволил выявить тенденцию смещения потенциала Е_{15 мин} в область положительных значений при переходе от Ст20 к У12. Статистическая обработка показала, что измеренные потенциалы имеют достаточно хорошую воспроизводимость: ширина доверительных интервалов при вероятности 0.95 составила для Е_отк и Е_{15 мин} 0.001 и 0.004 В, соответственно. Поэтому можно полагать, что отмеченное смещение потенциала связано как с металлографической структурой, так и с изменением состояния поверхности в ходе селективного растворения.

Выводы:

Показано, что при потенциостатической поляризации хроноамперограммы содержат площадку тока, связанную с растворением ферритной фазы углеродистых сталей и выявлением структуры. Последующий рост тока отражает процессы разрушения цементита по реакции Fe₃C = 3Fe²⁺ + C + 6e.
Потенциал выключения, измеренный после предварительной анодной поляризации, зависит от состава и структуры сплава и качественно хаpaктеризует селективность анодного растворения гетерофазной поверхности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Реформатская И.И., Сульженко А.Н. // Защита металлов. 1998. Т. 34. № 5. С. 503.
Коростелева Т.К., Подобаев Н.И., Девяткина Т.С. и др. // Защита металлов. 1982. Т. 18. №. 4. С. 551.
Тарасова Н.В., Салтыков С.Н. // Фундаментальные исследования. 2006. №2. С. 64.
Салтыков С.Н., Тарасова Н.В. // Защита металлов. 2006. Т. 42. № 5. С. 542.

ПОПУЛЯЦИИ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ГНИЛЕЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В ПРЕДКАВКАЗЬЕ

Статья в формате PDF 121 KB...

22 07 2026 22:36:30

ЖИЗНЬ ЭТО...

«Что такое жизнь?» Этот вопрос занимает человечество с древнейших времён. Многие философы и естествоиспытатели пытались и пытаются разрешить этот вопрос, определить жизнь как явление. Существует множество определений жизни, но, несмотря на это, среди них нет ни одного, который бы наиболее полно отразил основной принцип существования жизни, её сущность. В предлагаемой вашему вниманию статье сделана ещё одна попытка объяснения феномена жизни. Её основная идея: Жизнь - это самовоспроизводящийся катализатор диссипации энергии. Что касается самовоспроизведения, то здесь всё более или менее понятно, а вот словосочетание «катализатор диссипации» требует некоторых разъяснений. Диссипация - термин, обозначающий рассеяние энергии, т.е. её переход с потенциально более высокого уровня на более низкий - тепловой уровень. В свете рассматриваемого определения жизни подразумевается, что энергия квантов солнечного света, которые могут стрaнcтвовать в космосе «бесконечно», будучи поглощенной растениями поэтапно диссипатируется, в процессах жизнедеятельности и формирования собственных структур последовательными участниками пищевой цепи (растение - травоядное - хищник - падальщики), в тепловое излучение. Таким образом, живое вещество, многократно ускоряя процесс диссипации энергии солнечных квантов в тепловое излучение, играет в нем роль специфического катализатора. Далее рассматривается ряд важных следствий, вытекающих из данного определения. ...

21 07 2026 22:20:55

НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Статья в формате PDF 207 KB...

20 07 2026 12:26:31

КУРИТЕЛЬНЫЕ ТРУБКИ КОНЦА XVIII – НАЧАЛА XIX ВЕКОВ ИЗ ШУЙСКОГО РАСКОПА

Статья в формате PDF 494 KB...

19 07 2026 16:47:55

ПОДГОТОВКА МЕДИЦИНСКОГО СПЕЦИАЛИСТА СРЕДНЕГО ЗВЕНА

Статья в формате PDF 137 KB...

18 07 2026 18:22:23

СОЧЕТАННЫЕ ПРИРОДНЫЕ ОЧАГИ ЗООНОЗОВ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Статья в формате PDF 124 KB...

17 07 2026 11:19:39

СОЦИОЛОГИЯ: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ НАУКИ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 117 KB...

16 07 2026 20:41:17

АДВЕНТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ФЛОРЫ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Статья в формате PDF 218 KB...

15 07 2026 21:22:41

ОЦЕНКА ГИДРОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ЮЖНОЙ ЯКУТИИ

Проведена работа по полевому и лабораторному изучению современного гидрохимического состояния воды и донных отложений рек зоны воздействия угледобывающего промышленного комплекса Южной Якутии. На основе анализа результатов исследований дана оценка качества данных водотоков. Установлено загрязнение нормируемого содержания некоторых компонентов воды естественного и техногенного хаpaктера. ...