Zachowanie elektrochemiczne stopu Fe 78 Si 13 B 9 w roztworach siarczanów i chlorków o rónych temperaturach

Podobne dokumenty
4. Korozja elektrochemiczna amorficznych i nanokrystalicznych stopów Fe 78 Si 9 B 13 oraz Fe 73,5 Si 13,5 B 9 Nb 3 Cu 1

Wpływ warunków obróbki cieplnej na własnoci stopu AlMg1Si1*

Struktura i własnoci magnetyczne kompozytów typu nanokrystaliczny proszek stopu Fe 73,5 Cu 1 Nb 3 Si 13,5 B 9 - polimer *

Badania kompozytu wytworzonego w wyniku reakcji ciekłego Al ze stałym Ti

Ćwiczenie 1: Wyznaczanie warunków odporności, korozji i pasywności metali

Struktura i wybrane własnoci fizyczne nanokrystalicznego stopu Fe 92,4 Hf 4,2 B 3,4

Tłumienie pól elektromagnetycznych przez ekrany warstwowe hybrydowe ze szkieł metalicznych na osnowie elaza i kobaltu

Badania elektrochemiczne. Analiza krzywych potencjodynamicznych.

LABORATORIUM KOROZJI MATERIAŁÓW PROTETYCZNYCH

ODPORNO NA KOROZJ WIELOSKŁADNIKOWYCH STOPÓW NA OSNOWIE Al-Mg

Wyższa Szkoła Inżynierii Dentystycznej w Ustroniu

Korozja drutów ortodontycznych typu Remanium o zróŝnicowanej średnicy w roztworze sztucznej śliny w warunkach stanu zapalnego

Badania odpornoci na korozj napreniow stopu aluminium typu AlMg5

Porównanie struktury i własnoci magnetycznych nanokrystalicznych proszków ze stopów Co 77 Si 11,5 B 11,5 i Co 68 Fe 4 Mo 1 Si 13,5 B 13,5

Katedra Inżynierii Materiałowej

Badania własnoci fizyko-chemicznych stentów wiecowych w warunkach zmiennych cykli obcie

Ocena kształtu wydziele grafitu w eliwie sferoidalnym metod ATD

Ocena przydatnoci warstwy wglowej wytworzonej na powierzchni implantów dla potrzeb kardiologii zabiegowej

ODPORNOŚĆ KOROZYJNA STALI 316L W PŁYNACH USTROJOWYCH CZŁOWIEKA

, S. Griner a, J. Konieczny a,#

Odporno korozyjna stopu AlMg1Si1

Stosowane s na narzdzia nie przekraczajce w czasie pracy temperatury wyszej ni 200 C.

Materiały metalowe. Wpływ składu chemicznego na struktur i własnoci stali. Wpływ składu chemicznego na struktur stali niestopowych i niskostopowych

Badania struktury i własnoci magnetycznych stopu Fe 73,5 Cu 1 Nb 3 Si 13,5 B 9 w postaci proszku*

Ferromagnetyczne kompozytowe rdzenie nanokrystaliczne

Ć W I C Z E N I E 6. Nadnapięcie wydzielania wodoru na metalach

Aleksandra Świątek KOROZYJNA STALI 316L ORAZ NI-MO, TYTANU W POŁĄ ŁĄCZENIU Z CERAMIKĄ DENTYSTYCZNĄ W ROZTWORZE RINGERA

43 edycja SIM Paulina Koszla

PODSTAWY OBLICZEŃ CHEMICZNYCH.. - należy podać schemat obliczeń (skąd się biorą konkretne podstawienia do wzorów?)

ĆWICZENIE: Wpływ przewodnictwa elektrycznego roztworu na promień działania protektora

korozyjna stopu tytanu roztworach ustrojowych w warunkach stanu zapalnego

PL B1. Uniwersytet Śląski w Katowicach,Katowice,PL BUP 20/05. Andrzej Posmyk,Katowice,PL WUP 11/09 RZECZPOSPOLITA POLSKA

Materiały metalowe. Odkształcenie plastyczne i rekrystalizacja metali. Copyright by L.A. Dobrzaski, IMIiB, Gliwice

Problemy elektrochemii w inżynierii materiałowej

Wrocław dn. 18 listopada 2005 roku

MAGNETO Sp. z o.o. Możliwości wykorzystania taśm nanokrystalicznych oraz amorficznych

KOROZJA MATERIAŁÓW KOROZJA KONTAKTOWA. Część II DEPOLARYZACJA TLENOWA. Ćw. 6

PODSTAWY KOROZJI ELEKTROCHEMICZNEJ

Prognozowanie udziału grafitu i cementytu oraz twardoci na przekroju walca eliwnego na podstawie szybkoci krzepnicia

Korozja kontaktowa depolaryzacja tlenowa

Badania technologii napawania laserowego i plazmowego proszkami na osnowie kobaltu, przylgni grzybków zaworów ze stali X40CrSiMo10-2

Wpływ metody odlewania stopów aluminium i parametrów anodowania na strukturę i grubość warstwy anodowej 1

Analiza wpływu pierwiastków stopowych na hartowno stali *)

Analiza parametrów krystalizacji eliwa chromowego w odlewach o rónych modułach krzepnicia

BUDOWA STOPÓW METALI

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

WYBRANE MASYWNE AMORFICZNE I NANOKRYSTALICZNE STOPY NA BAZIE ŻELAZA - WYTWARZANIE, WŁAŚCIWOŚCI I ZASTOSOWANIE

Wpływ obróbki cieplnej na morfologi ledeburytu przenienionego w stopach podeutektycznych

) * #+ B s indukcja nasycenia [T] H c koercja [A/m] B r remanencja. max maksymalna przenikalno. i pocztkowa przenikalno

Monochromatyzacja promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej

A4.05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

Wpływ metody odlewania stopów aluminium i parametrów anodowania na struktur i grubo warstwy anodowej*

Elektrochemia elektroliza. Wykład z Chemii Fizycznej str. 4.3 / 1

Struktura i własnoci mechaniczne elementów kutych o zrónicowanej hartownoci ze stali mikrostopowych metod obróbki cieplno-mechanicznej

STRUKTURA STOPÓW UKŁADY RÓWNOWAGI FAZOWEJ. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

ELEKTRYCZNE SYSTEMY GRZEWCZE

ODPORNOŚĆ KOROZYJNA DRUTÓW WYKONANYCH ZE STALI X2CrNiMo

STRUKTURA STOPÓW CHARAKTERYSTYKA FAZ. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Napd i sterowanie hydrauliczne i pneumatyczne

Korozja kontaktowa depolaryzacja wodorowa.

Chemia I Semestr I (1 )

ĆWICZENIE 3: Pasywność metali

PL B1. Sposób otrzymywania proszków i nanoproszków miedzi z elektrolitów przemysłowych, także odpadowych

Daria Jóźwiak. OTRZYMYWANĄ METODĄ ZOL -śel W ROZTWORZE SZTUCZNEJ KRWI.

ĆWICZENIE Nr 2/N. 9. Stopy aluminium z litem: budowa strukturalna, właściwości, zastosowania.

POBÓR MOCY MASZYN I URZDZE ODLEWNICZYCH

forma studiów: studia stacjonarne Liczba godzin/tydzień: 2W, 1Ć 1W e, 3L PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Politechnika Lubelska Wydział Elektrotechniki i Informatyki Katedra Urządzeń Elektrycznych i Techniki Wysokich Napięć. Dr hab.

STALE ODPORNE NA KOROZJ

Elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna w badaniu korozji stopu

Ć W I C Z E N I E 5. Kinetyka cementacji metali

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA

KOROZYJNA STALI NIERDZEWNEJ TYPU 316L MODYFIKOWANEJ POWŁOKAMI

Pytania przykładowe na kolokwium zaliczeniowe z Podstaw Elektrochemii i Korozji

Zadanie 2. (1 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków w odpowiednie kolumny. CrO CO 2 Fe 2 O 3 BaO SO 3 NO Cu 2 O

SCENARIUSZ ZAJĘĆ TEMAT: ŚWIAT METALI.

WPŁYW DODATKÓW STOPOWYCH NA WŁASNOŚCI STOPU ALUMINIUM KRZEM O NADEUTEKTYCZNYM SKŁADZIE

ĆWICZENIE Nr 1/N. Laboratorium Materiały Metaliczne II. Opracowali: dr Hanna de Sas Stupnicka, dr inż. Sławomir Szewczyk

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ ZAKŁAD METALOZNAWSTWA I ODLEWNICTWA

MECHANIKA KOROZJI DWUFAZOWEGO STOPU TYTANU W ŚRODOWISKU HCl. CORROSION OF TWO PHASE TI ALLOY IN HCl ENVIRONMENT

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2013/2014

Recenzja rozprawy doktorskiej Pani mgr inż. Kingi Kamieniak

BADANIA WPŁYWU WYSOKOTEMPETARTUROWEGO WYARZANIA NA CECHY MIKROSTRUKTURY WYBRANYCH NADSTOPÓW NA OSNOWIE NIKLU

TŻ Wykład 9-10 I 2018

Recenzja. (podstawa opracowania: pismo Dziekana WIPiTM: R-WIPiTM-249/2014 z dnia 15 maja 2014 r.)

Struktura i własnoci metalowych proszków Co 78 Si 11 B 11 otrzymanych metod mechanicznej syntezy*

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ PŁ LABORATORIUM TECHNOLOGII POWŁOK OCHRONNYCH ĆWICZENIE 1 POWŁOKI KONWERSYJNE-TECHNOLOGIE NANOSZENIA

Laboratorium Ochrony przed Korozją. Ćw. 9: ANODOWE OKSYDOWANIEALUMINIUM

MATERIAŁOZNAWSTWO Wydział Mechaniczny, Mechatronika, sem. I. dr inż. Hanna Smoleńska

Laboratorium Ochrony przed Korozją. KOROZJA KONTAKTOWA Część I Ćw. 5: DEPOLARYZACJA WODOROWA

ZESZYTY NAUKOWE WYDZIAŁU ELEKTRONIKI, TELEKOMUNIKACJI I INFORMATYKI POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Nr 9 Seria: ICT Young 2011

3. Materiały stosowane do budowy maszyn elektrycznych

Stale austenityczne. Struktura i własności

LABORATORIUM SPEKTRALNEJ ANALIZY CHEMICZNEJ (L-6)

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ I MECHANIKI PŁYWNÓW ZAKŁAD SPALANIA I DETONACJI Raport wewnętrzny

Wpływ wanadu na przemiany przy odpuszczaniu stali o małej zawartoci innych pierwiastków

Trzynaste Seminarium NIENISZCZĄCE BADANIA MATERIAŁÓW Zakopane marca 2007

Wpływ temperatury wyarzania na struktur i właciwoci magnetyczne nanokompozytowych magnesów Nd 10 Fe 84-x W x B 6 (0 < x < 33 %at.)

Materiały stopowe kobalt-pallad

Transkrypt:

AMME 2003 12th Zachowanie elektrochemiczne stopu Fe 78 Si 13 B 9 w roztworach siarczanów i chlorków o rónych temperaturach D. Szewieczek a, A. Baron a, G. Nawrat b a Instytut Materiałów Inynierskich i Biomedycznych, Politechnika lska Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice, Polska b Katedra Chemii i Technologii Nieorganicznej, Politechnika lska Krzywoustego 6, 44-100 Gliwice, Polska W pracy przedstawiono wyniki bada odpornoci na korozyj stopu Fe 78 Si 13 B 9 w stanie wyjciowym as quenched oraz po obróbce cieplnej w zakresie temperatur od 350 C do 550 C. Badania prowadzono metod polaryzacji anodowej próbek w rozworach siarczanów i chlorków, w temperaturach 25 C, 35 C i 70 C 1. WPROWADZENIE Ferromagnetyki mikkie nowej generacji na osnowie elaza obejmuj dwie grupy materiałów jednofazowe o strukturze amorficznej (np. typu Metglas) oraz dwufazowe o strukturze nanokrystalicznej (np. typu Finemt, Nanoperm). Obecnie brakuje norm klasyfikujcych te tworzywa. Funkcjonuj zatem nazwy nadawane im przez producentów, przy czym mona opisa te stopy ogólnym wzorem [1]: TL 1-x (TE, M, NM) x (1) gdzie TL ferromagnetyczny pierwiastek przejciowy, podstawowy składnik stopu: Fe, Co, Ni, TE pierwiastek przejciowy np. Zr, Nb, Hf, Ta, M metaloid np. B, C, P, Si, NM metal szlachetny Cu, Ag, Au, Własnoci magnetycznie mikkie stopów o strukturze amorficznej i nanokrystalicznej na osnowie elaza predestynuj je do zastosowa w budowie urzdze i elementów energoelektrycznych, elektrotechnicznych lub elektronicznych. Materiały te charakteryzuj si midzy innymi du przenikalnoci magnetyczn i mał koercj [1 4,7]. Materiały, z których wykonuje si podzespoły magnetyczne naraone s na działanie rónorodnych rodowisk zakłócajcych stabilno ich pracy. rodowiska te to midzy innymi atmosfera przemysłowa i nadmorska, róne typy klimatu od suchego arktycznego do

912 D. Szewieczek, A. Baron, G. Nawrat wilgotnego i gorcego klimatu zwrotnikowego, oprócz tego materiały magnetyczne pracuj w obecnoci olejów mineralnych lub szeciofluorku siarki. Podczas eksploatacji materiały magnetyczne nagrzewaj si a temperatura jest kolejnym czynnikiem wpływajcym na zmiany własnoci materiału. Wszystkie te czynniki sprzyjaj korozji elektrochemicznej. O wielkoci problemów zwizanych z korozj elektrochemiczn wiadcz oszacowane kwoty przeznaczone na działania antykorozyjne. W przypadku przemysłu energetycznego koszty te wynosz prawie 10 % całoci kosztów zwizanych z eksploatacj urzdze energetycznych [8, 9,10]. Czynnikami naturalnymi mogcymi powodowa korozj elektrochemiczn tworzyw metalicznych na osnowie elaza to tlen, woda, dwutlenek wgla, w warunkach przemysłowych s to równie dwutlenek siarki i siarkowodór lub tlenki azotu, a w warunkach nadmorskich jony chloru. Kolejnym parametrem jest temperatura atmosfery korozyjnej. Zgodnie z reguł van t Hoffa podwyszenie temperatury układu tworzywo metaliczne elektrolit o 10 C powoduje podwojenie szybkoci korozji [11]. Tworzywa amorficzne s materiałami jednofazowymi a ich jednorodno strukturalna mona uwaa za gwarancj dobrej odpornoci korozyjnej [5]. Natomiast wytworzenie w tych materiałach w wyniku obróbki cieplnej struktury nanokrystalicznej złoonej z amorficznej osnowy i fazy αfe(si) rónicych si potencjałem elektrochemicznym, powodowa bd powstawanie ogniw galwanicznych i sprzyja pogorszeniu odpornoci korozyjnej stopu Fe 78 Si 13 B 9. Projektujc amorficzne i nanokrystaliczne materiały magnetycznie mikkie na osnowie elaza naley uwzgldni szereg czynników, od których zalee bdzie ich trwało, a co jest z tym zwizane trwało urzdzenia w skład którego wchodz. Niezmienno własnoci magnetycznych tworzyw ma kluczowe znaczenie podczas eksploatacji podzespołów magnetycznych. Awarie tych elementów powoduj nie tylko starty materialne, ale równie s zagroeniem dla rodowiska, zdrowia a nawet ycia ludzkiego [12 18]. W artykule przedstawiono badania elektrochemiczne stopu typu Metglas Fe 78 Si 13 B 9 przeprowadzone w roztworach zawierajcych jony siarczanowe lub chlorkowe w rónych temperaturach 2. OPIS EKSPERYMENTU Badaniom poddano stop amorficzny Fe 78 Si 13 B 9 otrzymany metod melt spinning. Struktur stopu przed i po obróbce cieplnej w zakresie temperatur od 350 C do550 C w czasie jednej godziny analizowano metod dyfrakcji promieni rentgenowskich. Wielko ziarna krystalitów roztworu stałego αfe(si) obliczono na podstawie pomiaru szerokoci linii dyfrakcyjnej stosujc zaleno Scherrera [19]. Wymiary próbek stopu, które poddano badaniom korozyjnym wynosiły 30,0 7,0 0,028 mm. Badania korozyjne polegajce na rejestracji krzywych polaryzacji anodowej przeprowadzono za pomoc systemu pomiarowego składajcego si z potencjostatu PGP-21 współpracujcego z oprogramowaniem VoltaMaster 1 firmy Radiometer Copenhagen oraz termostatu, który umoliwiał utrzymywanie odpowiedniej temperatury. Roztwory, w których badano próbki stopu stanowiły: 0,5 M roztwór wodny NaCl oraz 0,5 M roztwór wodny Na 2 SO 4 przygotowane z odczynników o czystoci cz.d.a. produkcji POCh Gliwice oraz podwójnie destylowanej wody. Temperatura roztworów wynosiła 25 C, 35 C i 70 C. Pomiary elektrochemiczne prowadzono w trójelektrodowym elektrolizerze szklanym. Elektrod pomocnicz była elektroda platynowa, a elektrod porównawcz była nasycona

Zachowanie elektrochemiczne stopu Fe 78 Si 13 B 9 w roztworach 913 elektroda kalomelowa dla roztworu NaCl, natomiast dla roztworu Na 2 SO 4 zastosowano elektrod siarczanowo rtciow. Szybko zmiany potencjału wynosiła 4 mv/s. Eektrod badan stanowiły próbki stopu, których przygotowanie polegało na przemyciu acetonem i pokryciu lakierem nieprzewodzcym w taki sposób, aby powierzchnia badana próbki wynosiła około 1 cm 2. Do bada potencjodynamicznych przyjto błyszczca stron tamy, która podczas wytwarzania nie ma kontaktu z powierzchni walca chłodzcego. Na podstawie krzywych potencjodynamicznych wyznaczono prd korozyjny i kor. Do jego okrelenia wykorzystano obszary zblione do potencjału równowagowego E kor i skorzystano z zalenoci Tafela. Na podstawie wyznaczonych wartoci prdu korozyjnego obliczono szybko korozji v kor badanego materiału w rodowisku siarczanów i chlorków korzystajc z wbudowanej funkcji programu 1 st Stern Method Tafel extrapolation. 3. WYNIKI I ICH OMÓWIENIE Dane dotyczce temperatury i czasu obróbki cieplnej stopu Fe 78 Si 13 B 9 oraz jego struktury zestawiono w tablicy 1. Tablica 1 Parametry obróbki cieplnej stopu Fe78Si13B9 oraz jego struktura Czas Temperatura obróbki obróbki cieplnej, cieplnej, Rodzaj struktury C h As quenched Rozmiar krystalitów fazy αfe(si) d, nm amorficzna 350 amorficzna 375 amorficzna 400 amorficzna 425 1 amorficzna 450 amorficzna + αfe(si) 24 475 amorficzna + αfe(si) 26 500 amorficzna + αfe(si) 30 525 αfe(si) + Fe 3 B 38 550 αfe(si) + Fe 3 B 40 Obróbka cieplna wywołała zmiany struktury pierwotnie amorficznego stopu Fe 78 Si 13 B 9 oraz zmiany w ich zachowaniu elektrochemicznym. Stop poddany obróbce cieplnej w temperaturach od 350 C do 425 C pozostawał nadal amorficzny. W temperaturze 450 C w amorficznej osnowie pojawiła si faza αfe(si) o rozmiarach krystalitów około 24 nm. Stop po obróbce cieplnej w temperaturach 525 C i 550 C całkowicie skrystalizował, obok fazy αfe(si) pojawiła si faza Fe 3 B. Wykresy zalenoci gstoci prdu od zmieniajcego si potencjału w roztworach siarczanów i chlorków w temperaturach 25 C, 35 C i 70 C przedstawiaj rysunki od 1 do 6. Kształt krzywych polaryzacyjnych amorficznego i obrobionego cieplnie stopu Fe 78 Si 13 B 9 były zblione. Gdy potencjał zadawany wzrastał powyej potencjału korozyjnego, gsto prdu wzrastała monotonicznie wraz z potencjałem elektrody. Jedynie dla próbek wygrzewanych w temperaturze 475 C i 525 C badanych w 0,5 M roztworze Na 2 SO 4 o temperaturze 25 C zaobserwowano obszar aktywno pasywny.

914 D. Szewieczek, A. Baron, G. Nawrat 0,40 0,35 0,30 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00-0,05-1,2-1,0-0,8-0,6-0,4-0,2 0,0 stop "as quenched" stop obrobiony cieplnie w temp. 350 O C stop obrobiony cieplnie w temp. 375 O C stop obrobiony cieplnie w temp. 400 O C stop obrobiony cieplnie w temp. 425 O C stop obrobiony cieplnie w temp. 450 O C stop obrobiony cieplnie w temp. 475 O C stop obrobiony cieplnie w temp. 500 O C stop obrobiony cieplnie w temp. 525 O C stop obrobiony cieplnie w temp. 550 O C 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00-0,7-0,6-0,5-0,4-0,3-0,2-0,1 0,0 0,1 Rysunek 1 Krzywe polaryzacji anodowej stopu Fe 78 Si 13 B 9 badanego w 0,5 M roztworze Na 2 SO 4 o temperaturze 25 C Rysunek 2 Krzywe polaryzacji anodowej stopu Fe 78 Si 13 B 9 badanego w 0,5 M roztworze NaCl o temperaturze 25 C 0,5 0,35 0,4 0,30 0,3 0,2 0,1 0,0 stop "as quenched" stop obrobiony cieplnie w temp. 350 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 375 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 400 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 425 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 450 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 475 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 500 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 525 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 550 0 C 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00-1,3-1,2-1,1-1,0-0,9-0,8-0,7-0,6-0,5-0,05-1,1-1,0-0,9-0,8-0,7-0,6-0,5-0,4-0,3-0,2-0,1 0,0 0,1 0,2 Rysunek 3 Krzywe polaryzacji anodowej stopu Fe 78 Si 13 B 9 badanego w 0,5 M roztworze Na 2 SO 4 o temperaturze 35 C Rysunek 4 Krzywe polaryzacji anodowej stopu Fe 78 Si 13 B 9 badanego w 0,5 M roztworze NaCl o temperaturze 35 C 0,6 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0-1,4-1,3-1,2-1,1-1,0-0,9-0,8-0,7-0,6-0,5-0,4-0,3-0,2 stop "as quenched" stop obrobiony cieplnie w temp. 350 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 375 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 400 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 425 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 450 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 500 0 stop obrobiony cieplnie w temp. 525 0 C stop obrobiony cieplnie w temp. 550 0 C 0,3 0,2 0,1 0,0 Potentcjał, V -1,3-1,2-1,1-1,0-0,9-0,8-0,7-0,6-0,5-0,4-0,3-0,2-0,1 0,0 Rysunek 5 Krzywe polaryzacji anodowej stopu Fe 78 Si 13 B 9 badanego w 0,5 M roztworze Na 2 SO 4 o temperaturze 70 C Rysunek 6 Krzywe polaryzacji anodowej stopu Fe 78 Si 13 B 9 badanego w 0,5 M roztworze NaCl o temperaturze 70 C

Zachowanie elektrochemiczne stopu Fe 78 Si 13 B 9 w roztworach 915 Kształty krzywych potencjodynamicznych wskazuj, e stop zarówno w stanie amorficznym jak i po obróbce cieplnej nie wykazywał skłonnoci do pasywacji w adnym z dwóch roztworów. Wartoci parametrów E kor, i kor oraz v kor otrzymane za pomoc programu na podstawie wyznaczonych krzywych potencjodynamicznych w roztworach siarczanów i chlorków w temperaturach 25 C, 35 C i 70 C zestawiono w tablicy 2 oraz tablicy 3. Tablica 2 Wartoci parametrów korozyjnych stopu Fe78Si13B9 badanego w 0,5 M roztworze Na2SO4, otrzymane w oparciu o Ist Stern method Tafel extrapolation Temperatura obróbki cieplnej, C Temperatura roztworu, C 25 35 70 I kor, v kor, A/cm 2 mm/rok I kor, v kor, A/cm 2 mm/rok I kor, v kor, A/cm 2 mm/rok as quenched -1067 0,153 2,052-1140 0,166 3,626-1026,7 0,0004 5,166 350-1050 0,090 1,215-998 0,144 1,927-1034 2,389 35,2 375-1048 0,082 1,105-1193 0,047 0,635-1047 0,538 39,44 400-1127 0,009 0,121-1102 0,023 0,310-1161 0,070 0,981 425-1074 0,017 0,231-1100 0,044 0,586-1063 0,152 1,932 450-1132 0,028 0,147-1131 0,012 0,164-1150 0,410 1,65 475-1077 0,006 0,079-1123 0,018 0,248-1123 0,082 0,983 500-1005 0,006 0,082-1073 0,008 0,107-1095 0,065 0,882 525-1016 0,010 0,131-1040 0,010 0,123-1089 0,015 0,198 550-1071 0,010 0,136-1047 0,023 0,311-1085 0,012 0,159 Tablica 3 Wartoci parametrów korozyjnych stopu Fe78Si13B9 badanego w 0,5 M roztworze NaCl, otrzymane w oparciu o Ist Stern method Tafel extrapolation Temperatura obróbki cieplnej, C Temperatura roztworu, C 25 35 70 I kor, A/cm 2 v kor, mm/rok I kor, A/cm 2 v kor, mm/rok I kor, A/cm 2 v kor, mm/rok as quenched -735 0,085 0,987-717 0,088 1,09-733 0,089 1,010 350-703 0,027 0,364-690 0,025 0,334-767 0,180 2,410 375-672 0,003 0,164-1083 0,015 0,198-781 0,147 2,011 400-689 0,012 0,041-674 0,013 0,111-768 0,131 1,754 425-595 0,009 0,117-684 0,019 0,263-779 0,128 1,731 450-656 0,008 0,110-598 0,022 0,292-744 0,073 1,012 475-610 0,016 0,185-600 0,041 0,556-750 0,062 1,345 500-661 0,007 0,080-558 0,026 0,347-754 0,058 1,520 525-539 0,003 0,047-603 0,023 0,307-688 0,042 0,490 550-544 0,005 0,064-693 0,009 0,332-659 0,044 0,580

916 D. Szewieczek, A. Baron, G. Nawrat Zaleno jaka istnieje midzy temperatur obróbki cieplnej stopu Fe 78 Si 13 B 9 a oszacowan z ekstrapolacji Tafela szybkoci korozji w rónych temperaturach roztworu zawierajcych siarczany lub chlorki przedstawiono na rysunkach 7 i 8. 40 Szybko korozji v kor, mm/rok 30 20 10 0 temperatura roztworu 25 0 C temperatura roztworu 35 0 C temperatura roztworu 70 0 C 24 25 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 Temperatura obróbki cieplnej, 0 C Rysunek 7. Zaleno temperatury obróbki cieplnej i szybkoci korozji vkor stopu Fe78Si13B9 badanego w 0,5 M roztworze Na2SO4 2,6 Szybko korozji v kor, mm/rok 2,4 2,2 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 24 25 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 Temperatura obróbki cieplnej, 0 C temperatura roztworu 25 0 C temperatura roztworu 35 0 C temperatura roztworu 70 0 C Rysunek 8. Zaleno temperatury obróbki cieplnej i szybkoci korozji v ko r stopu Fe 78 Si 13 B 9 badanego w 0,5 M roztworze NaCl Szybko korozji stopu o strukturze amorficznej badanego w roztworach siarczanów i chlorków w temperaturach 25 C i 35 C była wiksza ni szybko korozji stopu obrobionych cieplnie w całym zakresie temperatur. Podczas obróbki cieplnej amorficznego

Zachowanie elektrochemiczne stopu Fe 78 Si 13 B 9 w roztworach 917 stopu Fe 78 Si 13 B 9 w zakresie temperatur od 350 C do 425 C zachodzi relaksacja strukturalna, a objto nadmiarowa (stenie mikropustek) zmniejsza si. Zanikanie mikropustek oraz relaksacja napre wystpujcych w fazie amorficznej jest dominujcym procesem powodujcym poprawienie przenikalnoci magnetycznej oraz odpornoci korozyjnej [2,3]. Relaksacja strukturalna zmniejszajc energi swobodn układu amorficznego, powoduje zmniejszenie reaktywno stopu i wzrost jego chemicznej stabilnoci. Wyniki uzyskane dla stopu Fe 78 Si 13 B 9 badanego w roztworach siarczanów i chlorków w temperaturze 25 C i 35 C. mona próbowa interpretowa w oparciu o zachodzce w nim zjawiska w trakcie obróbki cieplnej w zakresie temperatur od 350 C do 425 C. Wydaje si, e obróbka cieplna prowadzca do powstania struktury krystalicznej złoonej z fazy αfe(si) oraz Fe 3 B powinna wpłyn niekorzystnie na odporno korozyjn stopu Fe 78 Si 13 B 9 badanego w roztworze siarczanów lub chlorków w temperaturze 25 C i 35 C poniewa struktura stopu nie jest jednofazowa. Jednak warto oszacowana prdkoci korozji stopu po obróbce cieplnej w temperaturze 525 C i 550 C wskazuje, e stop ten koroduje ze zblion prdkoci jak stop obrobiony cieplnie w temperaturach od 450 C do 500 C. Obecno fazy αfe(si) prawdopodobnie sprzyja dobrej odpornoci korozyjnej tam obrobionych cieplnie w temperaturach 525 C i 550 C. W fazie αfe(si) obserwowano due stenie krzemu nawet do 20 % [1, 6, 7]. Wzgldnie dobra odporno korozyjna po wytworzeniu struktury krystalicznej w pierwotnie amorficznej strukturze stopu typu Metglas została potwierdzona take badaniami prezentowanymi w pracach [12, 13]. W pracach tych takie zachowanie elektrochemiczne stopu tłumaczono tym, e krzem rozpuszczony w fazie αfe(si) szybciej wytwarza na powierzchni ochronn warstw tlenków ni krzem zawarty w amorficznej fazie poniewa ma szans na szybsz dyfuzj w stron powierzchni. Ponadto prawdopodobn przyczyn małej prdkoci korozji stopów zarówno o strukturze nanokrystalicznej (faza amorficzna + faza αfe(si)) jak i krystalicznych (αfe(si) + Fe 3 B) typu Metglas moe by istnienie duej iloci granic midzy fazami, które staj si drogami ułatwionej dyfuzji atomów krzemu [12, 13]. Obróbka cieplna prowadzona w temperaturach 350 C do 400 C nie wpływa na poprawienie zmniejszenie szybkoci korozji stopu, który został poddany działaniu roztworu korozyjnego o temperaturze 70 C. Zatem relaksacja strukturalna fazy amorficznej pogarsza odporno korozyjn próbek korodowanych w chlorkach i siarczanach w temperaturze 70 C. Warto oszacowanej szybkoci korozji próbek stopu obrobionych cieplnie w zakresie temperatur 400 C do 550 C badanych w 0,5 M Na 2 SO 4 w temp. 70 C była zbliona do wartoci szybkoci korozji próbek badanych w temperaturze 25 C i 35 C. Próbki obrobione cieplnie w zakresie temperatur 350 C do 425 C badane w roztworach chlorków o temperaturze 70 C charakteryzowały si znaczn szybkoci korozji. W wyniku przeprowadzonej obróbki cieplnej w temperaturze 450 C pojawiła si faz αfe(si) co sprzyja zmniejszeniu prdkoci korozji próbki stopu Fe 78 Si 13 B 9 w roztworach chlorków (rysunek 8). Nastpnie obserwowany jest wzrost szybkoci korozji (obróbka cieplna w temperaturze 475 C i 500 C). Obróbka cieplna w temperaturach 525 i 550 C prowadzca do powstania fazy αfe(si) o wielkoci ziarna około 40nm poprawia odporno korozyjn stopu badanego w roztworach chlorków o temperaturze 70 C.

918 D. Szewieczek, A. Baron, G. Nawrat 4. WNIOSKI W zalenoci od temperatury obróbki cieplnej stopu Fe 78 Si 13 B 9 i temperatury roztworu korozyjnego, obserwuje si róne jego zachowanie elektrochemiczne, a mianowicie: - Obróbka cieplna prowadzca do relaksacji strukturalnej amorficznej fazy stopu Fe 78 Si 13 B 9 zmniejsza jego szybko korozji w 0,5 M roztworze Na 2 SO 4 i 0,5 M NaCl w temperaturach 25 C i 35 C, natomiast zwiksza szybko korozji w 0,5 M roztworze Na 2 SO 4 i 0,5 M NaCl w temperaturze 70 C. - Obróbka cieplna w zakresie temperatur 450 C do 500 C prowadzca do wytworzenia w stopie fazy αfe(si), a take w temperaturach 525 C i 550 C prowadzca do powstania oprócz αfe(si) równie fazy Fe 3 B, nie powoduje zwikszenia prdko korozji w porównaniu do stanu amorficznego stopu badanego w 0,5 M roztworze Na 2 SO 4 i 0,5 M NaCl w temperaturach 25 C, 35 C i 70 C. LITERATURA 1. M.E. Mc Henry, M.A. Willard, D.E. Laughlin: Progress in Materials Science, 44 (1999) 2. J. Rasek: Wybrane zjawiska dyfuzyjne w metalach krystalicznych i amorficznych, Wydawnictwo Uniwersytetu lskiego, Katowice (2000) 3. J. Rasek: W krgu krystalografii i nauki o materiałach, Wydawnictwo Uniwersytetu lskiego, Katowice (2002) 4. J. Szczygłowski: Modelowanie obwodu magnetycznego o jednorodnej strukturze materiałowej, Politechnika Czstochowska, seria monografie nr 80 (2001) 5. R. Zallen: Fizyka ciał amorficznych, PWN Warszawa (1994) 6. Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, vol 1 Syntethesis and Processing, Academic Press (2000), rozdział 11 pod red. Chang I.T.H. 7. M. Soiski: Materiały magnetyczne w technice, Biblioteka COSiW SEP, Wydawnictwo Bellona Warszawa (2001) 8. E. Łunarska: Ochrona przed korozj nr 8 (2001) 9. W. Poniecki: Prace Instytutu Elektrotechniki, 213 (2002) 10. R. Wilczyski: Prace Instytutu Elektrotechniki, 216 (2000) 11. K. Gumiski: Wykłady z chemii fizycznej PWN Warszawa (1973) 12. C.A.C. Souza, S.E. Kuri, M.F. de Oliveira, J.E. May, W.J. Botta, N.A. Mariano, C.S. Kiminami: J. Non-Cryst. Solids 273 (2000) 13. H.Y.Tong, F.G.Shi, J.Lavernia: Scripta Metall. Mater. 32 (1995) 14. A. Pardo, E. Oteero, M.C. Merino, M.D. Lopez, M. Vazquez, A. Agudo: J. Non-Cryst. Solids 287 (2001) 15. C.A.C.Souza, C.S.Kiminami: J. Non-Cryst. Solids 219 (1997) 16. D. Szewieczek, J. Tyrlik Held, Z. Paszenda: J. Mat. Proc. Techn. 78 (1998) 17. C.A.C. Souza, F.S. Politi, C.S. Kiminami: Scripta Mater. 39 (1998) 18. I. Chattoraj, K.R.M. Rao, S. Das, A. Mitra: Corrosion Science 41 (1999)

Zachowanie elektrochemiczne stopu Fe 78 Si 13 B 9 w roztworach 919 19. Z. Bojarski, E. Łgiewka: Rentgenowska analiza strukturalna, Wydawnictwo Uniwersytetu lskiego, Katowice (1995)