Введение 4
1 Теория проведения электрохимических исследований 6
1.1 Анализ условий электролитического наводороживания 6
высокоуглеродистых сталей при гальваноцинковании
1.1.1 Влияние водорода на свойства стали 9
1.2 Анализ существующих методик проведения электрохимических 13
испытаний
1.3 Анализ процесса проведения электрохимических исследований 18
1.3.1 Трехэлектродная ячейка. Принцип работы потенциостата 21
1.3.2 Исследование процесса электрохимической коррозии 26
1.4 Анализ существующих (аналоговых) методик 31
гальванопотенциостатических, электрохимических испытаний
1.5 Формулировка задач 5 3
2 Методика проведения исследований потенциодинамических 55
исследований коррозионной зависимости металла с гальваноцинковым покрытием от термического обезводороживания
2.1 Подготовка образцов и оборудования перед проведением 55
потенциодинамических исследований
2.1.1 Подготовка образцов перед проведением потенциодинамических 55
исследований
2.1.2 Подготовка оборудования перед проведением 59
потенциодинамических исследований
2.2 Методика проведения исследования 64
2.3. Проведение потенциодинамических испытаний выбранных образцов 67
3 Результаты проведения потенциодинамических исследований и их 69
обсуждение
Выводы
Заключение
Список используемой литературы
В связи с тем, что различные сооружения и конструкции в процессе своей службы испытывают сложные внешние нагрузки, подвергаются воздействию атмосферы и агрессивных сред, испытывают температурное изменение окружающей среды, важнейшим условием долговечности и надежности работы конструкций, сооружений является достаточно высокая коррозионная стойкость конструкционных материалов.
C целью антикоррозионной защиты на углеродистые стали наносят цинк. Так как важным фактором гальваноцинковых покрытий это их коррозионная стойкость совместно с физико-механическими свойствами покрытий: их внешним видом, прочностью сцепления с основой, пластичностью и так далее [1].
Особого внимания требует вопрос антикоррозионной защиты высокопрочных закаленных сталей, склонных к водородному охрупчиванию. В этом случае склонность основы к наводороживанию при нанесении покрытий является решающим фактором.
На сегодняшний день многие отрасли промышленности достаточно часто подвергают стали специальному цинкованию. Одним из способов цинкования стали является гальваническое (электролитическое). Электролитическое цинкование в настоящее время является широко распространенным способом и применяется практически во всех областях промышленности для защиты от коррозии конструкционных материалов [1].
Процесс гальванического нанесения "жертвенного" цинкового покрытия на стальные детали, сопровождается интенсивным наводороживанием стальной основы и осаждаемого покрытия [2], что приводит к охрупчиванию покрытых сталей и в условиях эксплуатационных нагрузок может привести к разрушению деталей, а также к растрескиванию и потере защитных свойств покрытия.
Так как под воздействием агрессивных сред, статических, усталостных нагрузок малоциклового характера и других факторов происходит интенсивное коррозионно-механическое разрушение металлических материалов с защитными покрытиями, важное практическое значение имеет изучение влияния факторов изготовления и эксплуатации, влияющих на прочность стали с защитными покрытиями.
Регламентируемые стандартные технологии нанесения гальваноцинковых покрытий предусматривают различные варианты финишной обезводороживающей термообработки деталей с покрытиями, производящейся в воздушной среде при температурах 190-200°С в течение 2-3 часов и более [3]. Однако, отсутствуют точные рекомендации по времени обезводороживания и температуре, при котором оно осуществляется после гальванического цинкования, учитывающих толщину стального изделия, его назначение, содержание углерода и примесей в стали.
Поскольку растущие потребности в конструкционных материалах требуют повышения эффективности методов и средств их антикоррозионной защиты; проектирование, изготовление и эксплуатация металлических конструкций невозможны без решения задач, связанных с оценкой их коррозионной стойкости, прогнозированием разрушения металла и сварных соединений. Поэтому актуальна разработка методики пошаговых электрохимических испытаний натурных образцов из высокоуглеродистой стали с гальваноцинковым покрытием до и после их штатного термического обезводороживания, позволяющей на основе полученных результатов изучать закономерности процесса коррозионного поведения металла с покрытием и осуществлять прогноз его долговечности.
Цель данной работы состоит в установлении степени коррозионной защиты высокоуглеродистой стали с гальваноцинковым покрытием в зависимости от толщины стали и условий ее обезводороживания.
Проведение данных исследований и результаты работы были опубликованы в сборнике статей Международной научно-практической конференции "Теория и практика высоких технологий в промышленности", под темой статьи: «Коррозионное поведение высокоуглеродистой стали с гальваноцинковым покрытием до и после термического обезводороживания» [25].
В дальнейшем планируется написание статьи для публикации в одном из российских журналов.
В заключении, по полученным результатам и поставленным выводам можно отметить, что проделанная выпускная квалификационная работа, по представленным выше исследованиям позволяет в дальнейшем, по полученным результатам анализировать поведение стойкости цинкового покрытия на стали 70 в зависимости от толщины стального изделия и его термической обработки после гальванического нанесения цинкового покрытия.
Разработанная выше методика позволяет на основе полученных результатов изучать закономерности процесса изменения коррозионной стойкости высокоуглеродистой стали с гальваноцинковым покрытием в различных состояниях, и осуществлять прогноз ее долговечности.
На основе данных исследований отмечено, что, опираясь на полученные результаты можно повысить коррозионную стойкость высокоуглеродистой стали с гальваноцинковым покрытием при проектировании, производстве и эксплуатации.
Поскольку, при проведении данных исследований были получены положительные результаты, возможно проведение подобных работ для развития данного направления исследований с различными типами сталей, что позволит наглядно продемонстрировать поведение коррозионной стойкости цинковых покрытий в зависимости от содержания углерода и примесей в стали.
