автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.03, диссертация на тему:Закономерности высокоскоростного анодного растворения жаропрочных сплавов на никелевой основе
Автореферат диссертации по теме "Закономерности высокоскоростного анодного растворения жаропрочных сплавов на никелевой основе"
ИВАНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
На правах рукописи Для. служебного пользования
Экя': й&Гу ГН %
САЯПОВА Випия Вильдановна
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО АНОДНОГО РАСТВОРЕНИЯ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ НА НИКЕЛЕВОЙ ОСНОВЕ
Специальность 05.17.03 — Электрохимические производства
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Иваново 1994
Работа выполнена на кафедре общей химии Уфимского государстпенного евиационного технического университета.
Научный руководитель—
заслуженный химик Башкортостана, доктор технических наук, профессор Амнрханова Н. А.
Научный консультант —
кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Лилин С. А.
Официальные оппоненты:
доктор химических наук Давыдса Д. Д.,
кандидат технических наук Бапмгссв А. В.
Ведущая организация-—
Акционерное общество «Уфимское моторостроительное производственное объединение», г. Уфа. ^
Защита диссертации состоится « на заседании специализированного совета К 063.11.03 при Ивановской государственной химико-технологической академии по адресу: 153460, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, д. 7,
ауд. Г~ХОб"
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ака-деллии. ^п
Автореферат разослан « /»
1994 г.
Ученый секретарь специализированного сонета кандидат технических наук,
доцент (//>/, „V ИЛЬИН А. П.
;та
СВДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ
Актуальность работы. В авиационной технике для изготовления лопаток газотурбинных двигателей (ГГД) широко используются жаростойкие никельхромовые сплавы повышенной твердости. Данные сплавы плохо поддавтся механической обработке, поэтому высокоэффективным негодом формообразования изделий из них является электрохимическая размерная обработка (ЭХРО) в концентрированны* растворах электролитов.
Для повышения ресурса авиационных двигателей предложен ряд марок никельхромовых сплавов, полученных методом внсоконаправ-ленной кристаллизации и в монокристаллическом состоянии. Для навах перспективных жаропрочных сплавов нет данных относительно закономерностей их анодного растворения, отсутствует технология электрохимической обработки. Поэтому актуальной задачей является исследование закономерностей высокоскоростного анодного растворения новых перспективных сплавов на никелевой основе ЖС-32ВШ, ЖС-26У, ЖС-ЗОМ, ЖС-6НВИ для установления механизма и разработки технологии ЭХО лопаток ГТД.
Жизнеспособность ЭХО в настоящее время зависит от решения экологических проблем. В процессе эксплуатации за счет протекающих электрохимических реакций меняется состав и физико-химические свойства электролита: в раствор переходят в анионной форме токсичные ионы бихромата. Поэтому также актуальной задачей является удаление токсичного шестиваленгного хрома как из раствора электролита, так и из шлама.
Цель работы. Исследование закономерностей высокоскоростного анодного растворения новых перспективных никельхромовых сплавов КС-32ВНК, 1С-26У, 1С-30М, ЖС-бКВИ в водных хлоридных, нитратных и хлорицно-нитратньпс растворах электролитов. Разработка технологии электрохимической обработки каропрочных сплавов, позволяющей повысить производительность, точность и качество обработки. Решение экологических проблем ЭХО, стабилизация состава и повышение работоспособности электролитов..
Научная новизна.
I. Впервые проведенм систематические исследования высокоскоростного растворения перспективных жаропрочных сплавов ЯС-ЗОМ, тС-32ВПК, ЖС-26У, КС-бКВИ в различных растворах электролитов.
Установлено, что характер поляризационной кривой определяется составом электролита.
2. Выяснена природа лимитирующей стадии высокоскоростного растворения жаропрочных никельхромовых сплавов.
3. Meroцами вторично-ионной масс-спектроскопии (ШМС) и фотоэлектрической поляризации (4\ЗП) исследованы состав и свойства поверхностных пленок. Показано внедрение компонентов раствора (бария) в поверхностный ело* и определен тип проводимости оксидной пленки.
Практическая значимость.
1. Предложен новый электролит состава
для электрохимической размерной обработки перспективных жаропрочных никельхромовых сплавов, использование которого позволяет повысить производительность процесса, улучшить качество поверхности при сохранении точностных показателей обработки.
2. Испытаниями на электрохимическом станке ЭХС-10Б показана перспективность предложенного электролита для обработки деталей из жаропрочных сплавов на никелевой основе, разработан« технологические рекомендации по ЭХО никельхромовых сплавов типа ЖС.
3. Проведен сопоставительный анализ методов удаления токсичного Cf(vl) . Показано, что наиболее приемлемым является реагентный метоп, введения солей бария.
4. Разработаны технологические рекомендации по удалению шестиваяентного хрома из рабочих растворов электролитов.
Реализация результатов исследования.
Результаты диссертационной работы переданы в АО "УШО" (г.Уфа), где прошли опытно-производственные испытания и рекомендованы к внедрению.
Апробация работы.
Материалы диссертации докладывались на Межреспубликанской научно-технической конференции по экологическим проблемам в области гальванотехники, г.Киев, Ворзель (1991г.)¡ 1 Республиканской научной конференции молодых ученых и специалистов вузов Казахстана "Разработка теоретических основ и создание ресурсосберегающих экологически чистых технологий, методов и материалов", г.Алма-Ата (1991г.); Всесоюзной научно-технической конфе-
ронции "Пути и средства утилизации промстоков", г.Курган (1991г.); региональном межотраслевом техническом сеиинаре "Прогрессивные технологические процессы хромирования п регенерации хроысоцеркащих и сточных вод", г.Самара (1991г.); Юбилейной конференции к 60-летию УАИ, г.Уфа (1992г.); научно-тех-ническои семинаре научного Совета А.Н СССР по проблемам экологии в электротехнологии, г.Воронеж (1991г.); Республиканской конференции :"проблемы научного и экологического обеспечения современных технология", г.Уфа (1994г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ (4 статьи и 8 тезисов докладов).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и библиографии, включающей 130 наименования. Работа изложена на страницах, содержит 42 рисунка и 14
таблиц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении показана актуальность исследования высокоскоростного анодного растворения жаропрочных сплавов на никелевой основе в различных электролитах и решение экологических проблем ЭХО, дается формулировка целей работы, отмечается научная новизна и практическая значимость результатов и выводов диссертации.
В первой главе приведен анализ состояния вопроса, обоснована постановка задач исследований.
Рассмотрены особенности процесса анодного растворения жа-ропрочних никельхромовых сплавов при высоких плотностях тока. Показано, что анодное поведение многокомпонентных сплавов зависит от состава легирующих компонентов. В частности, с увеличением содержания хрома наблюдается снижение скорости растворения жаропрочных сплавов, что обусловлено обогащением хромом поверхностных пленок.
Электрохимическую обработку жаропрочных сплавов проводят в основном п растворах хлорида и нитрата натрия, но нитратные электролиты ииеют преимущества, так как в них процесс анодного растворения и^ет с высокой точностью и хорошим качеством обрабатываемой поверхности. Однако в процессе длительной эксплуатации электролита происходит изменение его свойств и состава за счет накопления растворимых и иерастворичнх поодуктов анодной обра-
ботки сплава. При ЭХО жаропрочных сплавов наблюдается накопление хромат-ионов, вследствие чего повышается токсичность электролитов, ухудшаются условия труда. Поэтому при сбросе в сточные води чанные электролиты необходимо нейтрализовать, а при замкнутой системе работы электролита - регулярно удалять токсичный шестивалентный хром.
Рассмотрены различные методы очистки электролита от Наиболее эффективным из них является метод восстановления хромат-ионов. Но существующие реагенты и продукты восстановления оказывают негативное влияние на технологические показатели обработки, способствуют изменению состава электролита.
Анализ литературных данных позволил сформулировать основные задачи исследования:
1. изучить закономерности высокоскоростного анодного растворения перспективных жаропрочных сплавов ЖС-32ВНК, ЖС-26У, КС-ЗОН, Ж2-6КВИ в различных электролитах;
2. выявить основные факторы, которые позволяют повысить выходные параметры электрохимической обработки данных сплавов: производительность, точность формообразования, качество обработанной поверхности;
3. исследовать динамику изменения состава и свойств электролитов, используемых при ЭХО жаропрочных сплавов;
работать технологические рекомендации по удалению хромат-ионов из ванн станка ЭХО;
5. разработать состав электролитов для ЭХО жаропрочных сплавов, обеспечивающих высокие выходные параметры обработки, и решение экологических проблем, в частности, нейтрализации токсичных хромат-ионов.
Во второй главе описываются методики экспериментальных и технологических исследований.
поляризационные исследования высокоскоростного растворения никельхромовых сплавов ЖС-32ВНК, 1С-26У, ЖС-ЗОМ, МС-6КВИ проводили . ■ на вращающемся дисковом электроде по стандартной методике с использованием капилляра Луггина диаметром 50 мкм на по-тенциостате ПИ-50-1. 13 качестве электрода сравнения использовался насыщенный хлор-серебряный электрод.
Состав и физико-химические свойства поверхностных оксидов изучили с помощью структурно-чувствительных методов: фотоэлект-
4. изучить различные методы нейтрализации
рическая поляризация, вторичная ионная масс-спектроскопия.
Скорость съема, выход.по току и локалиэукхцие свойства растворов определялись на ячейке с протоком электролита по убыли массы анода. Данная установка таюке использовалась для изучения изменения состава и свойств электролитов при их длительной эксплуатации в процессе ЭХО.
Качество обработанной поверхности характеризовать с помощью профилогрпфа-профилометра "Калибр", морфология обработанной поверхности исследовалась на электронном растровом микроскопе „ Т^Са В5-300
Технологическая проверка пригодности разработанных в работе составов электролитов для ЭХО жаропрочных сплавов и реагенг-ного метода для удаления токсичного шестивалентного хрома из ванн станка ЭХО на основе солей бария проводилась на станке ЭХС-ЮБ.
Экспериментальные данные обрабатывались методами математической статистики на персональных ЭВМ.
В третьей главе приводятся экспериментальные данные по высокоскоростному анодному растворению перспективных жаропрочных сплавов на никелевой основе 1С-32ВНЯ, КС-26У, ЖС-ЗОМ, ЖС-бКВИ в различных электролитах.
Результаты поляризационных исследований представлена на рисунке I.
Исследуемые сплавы отличаются различным содержанием легирующих компонентов и количеством упрочняющей - фазы. По возрастанию концентрации хрома сплавы можно расположить в следующий ряд: КС-26У, ЖС-32ВНК, ЖС-ЗОМ, ЖС-6КВИ. Также отличаются сплавы по содержанию кобальта и вольфрама ( в 1,5-2 раза). Поэтому характер анодного растворения данных сплавов изменяется не только за счет основы (никеля), но в большей мере за счет влияния легирующих компонентов.
В растворе хлорида натрия ионизация исследуемых сплавов начинается в активной области. Скорость анодного растворения во многом определяется содержанием хрома: чем меньше концентрация хрома в сплаве, тем выше ток в активной области. Наибольшая плотность тока в активной области наблюдается для сплава ЙС-26У (р::с.П, где содержание легирующего компонента хрома наименьшее. При сдвиге потенциалов в область положительных значений происходит резкое снижение плотности анодного тока, при этом область
&
ЖС-26У
ЖС-32ВНК
1 г з ч.
ЖС-ЗОМ
ЖС-бКВИ
и 1 г 4,6
Рис.1. Потенциоцинамические поляризационные кривые жаропрочных сплавов в различных электролитах:
1 - 15% MaWOi 3 - 1Ъ% Nail + 6% /VaA'Oi
2 - 15% А/а сг 4 - 15% №№ + 3% скорость вращения электрода - 25 об/сек скорость развертки потенциала - 50 мВ/сек.
пассивации заканчивается при значениях потенциала 2,5-3 В. Такое поведение жаропрочных сплавов в хлориде натрия связано с характерным влиянием кобальтовой компонента. Известно, что Со и кобальтовые сплавы в ЫяСВ- растворяются с малыми скоростями, что обусловлено формированием малорастворимой двойной соли СоС^ ' N£1 *2Н£0. Ионы кобальта связываются в малораство-римнй анодный продукт, что обуславливает торможение процесса ионизации в растворе хлорида натрия при содержании кобальта более 7,5 %. Если яе концентрация кобальта в сплаве незначительна, то данное торможение не наблюдается, что и выявлено для сплава ЙС-6КВИ. Таким образом, ограничение скорости анодного растворения жаропрочных сплавов на никелевой основе в 15 % МаЛ обусловлено пересыщением прианодного слоя плохо растворимой двойной солью СоС1£ • /УаС! -¿Н^О.
Ионизация жаропрочных никельхромовых сплавов в растворе нитрата натрия в отличии от хлорида натрия начинается с потенциала 1,4-1,6 В . Скорости растворения различиях сплавов соизмеримы.
При высокоскоростном анодном растворении иссследуемых материалов в комбинированном электролите 15% А/о 01 6$N0^/0^ влияние природы сплава также незначительно. Достоинством двух-компонентного электролита является то, что он способствует равномерному растворению всех компонентов сплава.
Ионы нитрата, при введении которых происходит выравнивание скоростей растворения, можно ввести не в виде соли , а в виде Всг(/У0з)^ . Кроме того, данный реагент связывает токсичнее ионы ИгО^ как из раствора, так и из шлама в малорастворимую соль до СгОц . Анодное поведение данных сплавов э электролите 15% А/оС£ л- 3% &о(А/Оз)г также характеризуется активным растворением, пассивацией и областью анодно-анионной активаций. Введение катиона бария способствует сужении области пассивного растворения. Торможение активного растворения обусловлено внедрением в поверхностный слой • хромата бария. Ионы бария связывают СгОч~ в ВО-СгОч , который частично остается на поверхности. При потенциалах аноцно-аниижюй активации пленка разрушается и ЦгС/^' связывается в труцнорастворимуп соль не на поверхности сплава, а в объема электролита, который затем выпадает на дно электролиаора.
Таким образом, добавка к основе /УаС2- нитрат-ионов с
разноименными катионами во многой одинаково изменяет механизм высокоскоростного растворения жаропрочных сплавов, сужая область пассивации и способствуя переводу области анодно-анионной активации в область более отрицательных значений потенциала, чей в 1596 А/а С£- , и близких к началу анодно-анионной активации в растворе 15$ /Мс/Л^ .
Определение лимитирующей стадии анодного растворения сплава ЖС-бПВИ проводили, исходя из значений эффективной энергии активации и зависимости плотности анодного тока от скорости вращения дискового электрода. В хлоридном растворе с увеличением потенциала наблюдается переход от диффузионно-кинетической области растворения к диффузионной. Лимитирующей стадией анодного растворения сплава в МаЛ/О^ является диффузия. При ионизации сплава в смешанных хлоридно-нитратных электролитах значения эффективной энергии активации находятся в диапазоне от 14 до 19 к,фк/моль, что характерно для диффузионных процессов. В то же время отсутствие прямо пропорциональной зависимости плотности анодного тока от квадратного корня из скорости вращения дискового электрода свидетельствует о том, что диффузия в растворе не является лимитирующей стадией.
В четвертой главе приводятся результаты исследований выходных параметров анодного растворения жаропрочных никельхромо-вых сплавов {скорость зъема, выход по току, логарифмический индекс рассеяния, качество обработанной поверхности).
Установлено, что наибольшая скорость съема имеет место при растворении сплавов в комбинированной электролите 155С /\1оСИ + + 3 % ВЫМф* (табл.1).
Выявлены две группы сплавов, отличающиеся по скоростям растворения. Сплавы с меньшей концентрацией хрома (КС-26У, ЖС-32ВНК) растворяются с высокими скоростями. Сопоставление ис- ' ходной микроструктуры показывает близкую картину поверхности для них: мелкозернистая структура, -фаза равномерно распределена по телу зерна ^ -фазы. Очевидно, общность в электрохимическом поведении жаропрочных сплавов 2ЙС-ЗОМ и ЖС-6КВИ тоже обусловлена близостью их исходных микроструктур; более крупные зерна с большим количеством включений.
Определение выхода по току () проводили с учетом того, что хром ионизируется в трех- и шестивалентной форме. Но в обоих случаях, как показали расчеты, значения п во всех ис-
Таблица I.
Влияние природы электролита на скорость съема {и ~ 12 В, МЗЗ - 0,15 мм)
Сплав | Скорость съема , , мм/мин
| 15 \ I 1 | | Щ №£6 ! »•3% Ва(ЫОг)^ | 15% ль се + тмйз
ЖС-26У ЖС-32ВНК ЖС-ЗОМ ЖС-6КВИ 0,85 0,8? 0,01 0,78 0,6 0,64 0,70 0,76 1,1 1,16 1,0 0,9 1,04 1,06 0,89 0,69
следованных электролитах в юте 100 %, что свидетельствует о возможной дезинтеграции интерметаллидных фаз, входящих в состав никельхромовых сплавов, которые, теряя связь с основой зерна, смываются потоком электролита.
Обнаружено, что логарифмический индекс рассеяния, характеризующий точность электрохимического формообразования, имеет высокие значения при электрохимической обработке никельхромовых сплавов в 15% А!(ЗС£ . Наибольшей локализующей способностью обладает два электролита: /¡/аС£ +- 3%Ва(А'0з)г и 1Ъ%А'аА/£>з . Но при ЭХО необходимо обеспечивать высокую точность формообразования в сочетании с оптимальной величиной производительности. Поэтому для электрохимической обработки жаропрочных сплавов более предпочтительным является первый, где достигаются высокие скорость растворения и точность обработки. Поверхность никель-хромовых сплавов после обработки в рекомендуемом электролите гладкая и имеет металлический блеск.
Исследование морфологии поверхности после ЭХО показало, что в отличие от А/аС2. , где идет растравливание по границам зерен, в 15% /\fCfU +■ Ж да^Оз)^ имеет место запассивирование границ зерен и довольно равномерное травление -фазы, что
способствует большему сглаживания микрорельефа (табл.2).
Состав и физико-химические свойства поверхностных плене:: после поляризации исследуемых материалов изучали методами ВИМС и ФЭП. На масс-спектрах распределения элементов и соединений на поверхности жаропрочного сплава ЖС-бКВИ обнаружены пики, соответствующие т; . АГ.Сг' , Со, Ы! , Ре , О, С. и оксидам 770 ,
Таблица 2,
Значения высоты микронеровностей поверхности жаропрочных сплавов после ЭХО в различных электролитах
Сплав .яа , мкм
1ь£ л/асе ШКал/03\ 1555 А/асе + \ //ал>(?з | ш шсг + Ва(м03)г.
ЖС-26У ЕС-32ВНК ЖС-ЗОМ ЖС-6КВИ 1,6 1.4 1,25 1,3 0,8 0,76 0,66 0,6 0,96 0,9 0,7 0,8 0,9 0,8 0,66 0,8
СгО , МО , СсО , Т/Ог, , , • Поверх-
ностная пленка, образующаяся при высокоскоростной растворении жаропрочных сплавов имеет Р-гип проводимости с нарушенной в сторону недостатка металла нестехиометрией. Расчет относительных концентраций элементов относительно никеля (табл.3) показал, что при анодной обработке в 1556 А/лСв + Ж Ва^Оз)^ не происходит значительного обеднения по легирующим компонентам по сравнении с исходной поверхностью, т.е. снижается возможность селективной ионизации. На поверхности сплава КС-6НВИ после ЭХО в комбинированном электролите обнаружен барий, что свидетельствует о непосредственном участии компонентов электролита в процессе ионизации. При поляризации в 15 % /\fCLtt относительная концентрация Со в поверхностном слое увеличивается. Это согласуется с данными об образовании малорастворимой соли СоС^ • АоС1 ' £№¿0 , которая вызывает торможение процесса анодного растворения.
Таблица 3.
Относительные концентрации элементов на поверхности сплава ЖС-бКВИ
Элемент ! 77 ! Сг ! ГС ! ! Со ! N1 ! Ва
Исходная по-
верхность 0,135 0,623 0,007 0,197 I -
Ш 0,156 0,436 0,231 0,263 I -
Щ Ыа(& + ►3% Вц'М^ 0(298 0,568 0,171 0,202 I 0,148
Пятая глава посвящена анализу экспериментальных результатов исследования динамики накопления продуктов анодного растворения жаропрочного сплаЕа ЖС-6КЕИ в различных электролитах.
Исследование изменения рН электролитов показало, что нал-большее зшцелачивание наблюдается в 15* Д1аС2. ЛЬ% что связано с восстановлением водорода на катоде. В электролите 15^ изменение рН происходит незначительно, так как наряду с выделением водорода идет восстановление нитрат-ионов. В комбинированном электролите 15% ЫоСЛ. + 2% ВоШО*,)^ защела-чивание наименьшее: рН меняется от ? до 7,45, Следовательно, при использовании данного электролита увеличивается срок службы технологического оборудования.
Били определены концентрации компонентов сплавов в растворе и шламе. Показано, что с увеличением количества пропущенного электричества имеет иесто накопление ионов /У/'^и Со'* в электролитах, но вследствие достижения рН гидратообразования /АЛЧОЮг и Со(ОН)^ основная часть ионов никеля и кобальта переходит в шла»(. При ЭХО жаропрочных сплавов в 15^ //аС£. хроц переходит преимущественно в трехвалентной форме, в 1Ь% NaNP¿ в шестивалентном состоянии, при этом часть бихромата накапливается в электролите, а часть сорбируется шламом.
После поляризации никельхромовых сплавов в электролите 1Ъ% МаС£ + бихромат-ионы Ьтсутствуют как в шла-
ме, так и растворе.
С целью оптимизации технологии удаления токсичного Сл/У/,) из электролитов ЭХО проведено сравнение реагенгного и электрохимического методов. Выявлено, что электрохимический метод можно использовать лишь при наличии хлорид-ионов. При этом образуется в 2 раза больше коллоидного шлама, чем в процессе 3X0, что увеличивает нагрузку на системы отделения шлама от электролита и требует огромных затрат электроэнергии.
Результаты сравнительного анализа реагентных методов нейтрализации V!) представлены в таблице 4.
Впервые установлено- что при введении солей бария нет необходимости как в дополнительных реагентах, так и в изменении рН раствора. При этом повышается работоспособность электролита за счет уменьшения объема шлама. Разработаны технологические
Таблица 4. Сравнительный анализ реагентных методов удаления . Сг(VI)
Реагент
1 Результат Юоотношение! «
! нейтрали- !Сг.'реагент ! "
! зации ! !
! ! !
¡Побочные реаген-!ты,необходимые !для нейтрализа-! ции_
Осаждения
I. 6аС£й Ъа1г0м 1:2 8-8,5
2. йаСгС* 1:2 8-8,5
Восстановления
I. ГеЗЙ/ ?Нг£> ■ Сг(0Н)з 1:3 3-4
2. Л/аг30з Сг(ОН)} 1:1,5 2-3
3. А/анЯОз Сг(ОН)3 1:1,5 2-3
4. н202 1:1,5 2-3
5. ЫаыОь СфН)3 1:1,5 1-2
б. N^4, £г(0Н)з 1:0,7 2-3
НхвОл
Иг50*, Са(ОН)х. Н^Оц, Са(0»к Нг.&0« ИМ > Л/аОН Н^Оч
рекомендации по удалению Сг (\г0 из отработанных электролитов.
Следовательно, для замкнутого цикла работы электролита анодное растворение необходимо проводить 1Ъ%//РС£>- 3% Ва(А/£>^, в котором достигаются как высокие технологические показатели ЭХО, так и связывание токсичного хрома(У1).
Дополнительными исследованиями установлено, что при использовании электролитов с низкой рассеивающей способностью (МаМС^ введение хлорида бария способствует увеличению скорости съема и связыванию токсичного Сг(\/1) .
Таким образом, в зависимости от решаемой задачи электрохимической обработки деталей из сплавов типа КС рекомендуется использовать электролиты следующего состава: 15% Л/асе + 2% £>а{л/Оз) I 1Ь% Ма//Ог + 3% За & г
швода ПО РАБОТЕ I. Изучены закономерности высокоскоростного анодного растворения перспективных жаропрочных сплавов на никелевой основе (ЕС-25У, ЖС-32ВНК, КС-ЗОИ, НС-бКВИ) в водных хлоридных, нитратных, хлоридно-нитратных растворах.
Установлено, что характер поляризационной кривой определяется составом электролита и природой сплава. В частности, чем
юлыле хрома, тем меньше скорость растворения сплава. В сплавах : высоким содержанием кобальта наблюдается торможение анодного лроцесса вследствие обогащения прианодного слоя малорастворимой двойной сольо СоС1г'МаСВ • 2Н20.
2. Показано, что лимитирующей стадией анодного растворения в 15% NdNO^ является диффузия, при использовании глоридных растворов с увеличением потенциала наблодается переход от области смешанной кинетики к диффузионной.
3. Выявлено, что введение в электролит иона бария вызывает сужение области пассивного растворения.
4. Определен элементный состав поверхностных пленок. Установлен факт внедрения компонентов раствора (Ьа , Ма ) в пленку. Доказано, что оксидная пленка обладает проводимость«) р-типа.
5. Предложен новый электролит (15% А/аС£+ 3% Ьа(МРз)г)• использование которого обеспечивает высокие технологические параметры 3X0 жаропрочных сплавов на никелевой основе, а такяе увеличивает срок службы технологического оборудования вследствие неизменности pH среды.
6. Исследована динамика накопления О (/и) и Cf(Y>) в отработанных электролитах.
На основании сравнительного анализа способов нейтрализахрп« токсичного lf(vi) предложено использовать реагентный метод введения солей бария как для отработанных растворов, так и для замкнутой системы работы электролита.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
1. Амирханова H.A., Саяпова В.В. Восстановление свойств электролита при ЭХО. /Тезисы докладов. Научная конференция молодых ученых и специалистов вузов Казахстана. - Алма-Ата, 1991,-с.47.
2. Амирханова H.A., Саяпова В.В. Исследование обрабатываемости сплава ЖС-ЗОМ . / Прикладная электрохимия. Теория, технология и защитные свойства гальванических покрытий. Межвузовский сборник. - Казань, 1991. - с.П'З.
3. А»4Иряанова H.A., Шарапова Jl.il., Шарипова С.Н., Саяпова В.В., Гимаеэ Н.Г. Экологические аспекты электрохимической размерной обработки различных материалов./Тезиса докладов межреспубликанской научно-технической конференции. Экологические проблемы в области гальванотехники. - Киев, Ворэель,1991.-е.II.
4. Амирханова H.A., Шарипова Л.П., Шарипова С.Н., Саяпо-ва В.В. Регенерация tffyl) в ваннах электрохимических станков. / Таи же, с.14.
5. Амирханова H.A., Шарипова Л.II., Шарипова С.Н., Саяло-ва В.В. Отделение и утилизация шламов после ЭХО. /Там же, с.17,
6. Амирханова H.A., Саяпова В.В. Обезвреживание электролитов при электрохимической размерной обработке./ Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Пути и средства утилизации промстоков" - Курган, 1991. - с.32.
7. Амирханова H.A., Саяпова В.В. Высокоскоростное растворение никельхромовых сплавов./Тезисы докладов. Юбилейная конференция к бО-л&тию УАИ. - Уфа, 1992. - с.47,
8. Амирханова H.A., Саяпова В.В., Велоногов В.А. Новые перспективы использования электрохимических методов для формирования поверхностного слоя. /Тезисы докладов П-го Русско-Китайского Симпозиума по космонавтике и космической технологии.-Самара, 1992. - с .148.
9. Амирханова H.A., Саяпова В.В. Исследование электрохимической обрабатываемости сплава ЖС-32ВНК./ Электронная обработка материалов. - Кишинев, 1992. № 5. - с.63-65,
10. Амирхатва H.A., Саяпова В.В. Удаление токсичного шестивалентного хрома после электрохимической обработки никель-хромових сплавов. /Известия вузов. Химия и химическая технология. - Иваново, 1992. S> 9. - с.69-72.
11. Амирханова H.A., Романов A.M., Шарипова Л.П., Саяпова В.В. Исследование влияния природы электролита на дисках из сплава ЭП-962 ИД./ Известия вузов. Авиационная техника. - Казань, 1993. - сЛ04.
12. Амирханова H.A., Саяпова В.В. Экологические проблемы электрохимической обработки жаропрочных сплавов на никелевой основе (тезисы докладов Республиканской конференции "Проблемы научного и экономического обеспечения современных технологий" -Уфа, 1994. - с.25.
-
Похожие работы
- Особенности электрохимической обработки железо-кобальт-никелевых и никель-хромовых сплавов
- Электрохимическая обработка никельхромовых сплавов после высокотемпературного воздействия на расплав и модифицирования
- Совершенствование технологии электрохимической обработки деталей ГТД для улучшения качества поверхностного слоя и стойкости к высокотемпературной газовой коррозии
- Научные основы технологии и конструкторские решения электрохимической размерной обработки конструкционных материалов и литых магнитных сплавов
- Влияние размера зерна титановых сплавов ВТ6 и ВТ6 ELI на их коррозионное поведение и высокоскоростное анодное растворение
-
- Технология неорганических веществ
- Технология редких, рассеянных и радиоактивных элементов
- Технология электрохимических процессов и защита от коррозии
- Технология органических веществ
- Технология продуктов тонкого органического синтеза
- Технология и переработка полимеров и композитов
- Химия и технология топлив и специальных продуктов
- Процессы и аппараты химической технологии
- Технология лаков, красок и покрытий
- Технология специальных продуктов
- Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов
- Технология каучука и резины
- Технология кинофотоматериалов и магнитных носителей
- Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии
- Технология химических волокон и пленок
- Процессы и аппараты радиохимической технологии
- Мембраны и мембранная технология
- Химия и технология высокотемпературных сверхпроводников
- Технология минеральных удобрений