Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania odporności na korozję stopu Ti6Al4V o zróżnicowanej czystości

Michalik R.

Ochrona przed Korozją

|

2009

|

nr 10

418-421

PL

W pracy badano wpływ czystości oraz chropowatości na korozję elektrochemiczną stopu Ti6Al4V w 2M roztworze H2SO4. Badaniom poddano próbki wykonane ze stopu Ti6Al4V o zróżnicowanej czystości - Ti6Al4V-WT6 o najmniejszej czystości, Ti6Al4V IMI oraz Ti6Al4V ELI o najwyższej czystości. Badaniom poddano próbki polerowane mechanicznie oraz szlifowane. Przeprowadzono badania potencjostatyczne, galwanostatyczne, potencjodynamiczne oraz stanu powierzchni próbek po badaniach korozyjnych. Na podstawie wyników badań stwierdzono lepszą odporność na korozję próbek polerowanych w stosunku do próbek szlifowanych, niezależnie od czystości stopu. Niezależnie od stanu powierzchni próbek (szlifowany, polerowany) najwyższą odporność na korozję odznaczały się próbki Ti6Al4V IMI o średniej czystości.

EN

Influence of purity and roughness of Ti6Al4V alloy in the 2M H2SO4 solution on electrochemical corrosion has been examined. Samples of Ti6Al4V alloy - Ti6Al4V-WT6 of the lowest purity, Ti6Al4V IMI and Ti6Al4V ELI of the highest purity were investigated. Specimen were either mechanically polished or grinded. Potentiostatic, galvanostatic and potentiodynamic tests were performed and the condition of the surface of each specimen after corrosion tests was examined. Examinations have shown better corrosion resistance of polished samples in comparison to grinded ones, irrespective of alloy purity. Regardless of the surface condition (grinded, polished) the highest corrosion resistance has been obtained for medium purity Ti6Al4V IMI alloy .

2

Wpływ czystości i chropowatości stopu Ti6Al4V na odporność korozyjną w roztworze Ringera

Michalik R., Woźnica H.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 3

189-195

PL

W pracy przedstawiono wyniki wpływu czystości oraz chropowatości na odporność na korozję elektrochemiczną stopu Ti6Al4V. Badaniom podda- no stopy Ti6Al4V WT6 o najmniejszej czystości, stop Ti6Al4V IMI oraz Ti6Al4V ELI o najwyższej czystości (tab. 2). Badania przeprowadzono w roztworze Ringera. Próbki poddano badaniom potencjostatycznym, galwanostatycznym oraz potencjodynamicznym. Po badaniach korozyjnych przeprowadzono badania stanu powierzchni. Na podstawie wyników badań potencjostatycznych i galwanostatycznych stwierdzono wysoką skłonność do samopasywacji, czyli samorzutnego tworzenia się na powierzchni metalu ochronnej warstwy pasywnej (tab. 4). Opierając się na wynikach badań potencjodynamicznych stwierdzono, że polerowanie mechaniczne korzystnie wpływa na odporność na korozję (tab. 3). W warunkach, w ktorych metal nie jest narażony na polaryzację wskutek oddziaływania ogniw stężeniowych czy też przewodzenie prądow czynnościowych, najlepszą odpornością na korozję wykazały się próbki ELI, czyli próbki o najwyższej czystości. Czystość stopu wywiera największy wpływ na poprawę odporności korozyjnej próbek szlifowanych. W warunkach korozji niestacjonarnej najmniejszą odpornością na korozję charakteryzowały się próbki WT6 o najmniejszej czystości. Odporność na korozję pozostałych próbek była zbliżona, niezależnie od czystości stopu (tab. 3, rys. 1, 2). Badania stanu powierzchni próbek szlifowanych ujawniły obecność na ich powierzchni lokalnych mikrouszkodzeń oraz pojedynczych, głębokich rys. Dla próbek tych korozja miała charakter lokalny (tab. 6, rys. 13, 15, 17). W przypadku próbek polerowanych mechanicznie nie stwierdzono na powierzchni próbek po korozji jakichkolwiek mikrouszkodzeń powierzchni (tab. 6, rys. 14, 16, 18). W przypadku tych próbek korozja miała zatem charakter równomierny.

EN

The paper presents the results of the influence of purity and roughness on the electrochemical corrosion resistance of Ti6Al4V alloy. The tests con cerned alloys: Ti6Al4V WT6 of the lowest purity, Ti6Al4V IMI and Ti6Al4V ELI of the highest purity (Tab. 2). The tests were conducted in Ringer's solution. The samples were subjected to potentiostatic, galvanostatic and potentiodynamic tests. After corrosion tests, the condition of the surface was examined. Based on the results of the potentiostatic and galvanostatic tests, it Has been found high susceptibility to self-passivation, i.e. spontaneous forming of a protective passive layer on the surface of the metal (Tab. 4). Based on the results of the potentiodynamic tests, it has been found that mechanical polishing enhances the corrosion resistance (Tab. 3). In the conditions where metal is not exposed to polarisation as a result of the action of concentration cells or conduction of action currents, the best corrosion resistance was exhibited by the ELI samples, i.e. samples of the highest purity. The alloy purity has the greatest impact on the enhancement of corrosion resistance of Grodnu samples. In the conditions of non-stationary corrosion, the lowest corrosion resistance was exhibited by samples WT6, which were of the lowest purity. The corrosion resistance of the other samples was similar, regardless of the alloy purity (Tab. 3, Fig. 1, 2). Tests of surface condition of the ground samples have revealed presence of local microdefects and singular, deep scratches. For those samples, the corrosion was of a local nature (Fig. 13, 15, 17). In case of the mechanically polished samples, no microdefects were found on the surface of the samples after corrosion (Fig. 14, 16, 18). Thus, corrosion is those samples was uniform.

3

Wpływ czystości stopów Cu-Ni-Fe na jakość spoin wykonanych metodą TIG

Pakos R.

Przegląd Spawalnictwa

|

2006

|

R. 78, nr 5-6

57-59

PL

Przedstawiono charakterystykę oraz właściwości i zastosowanie stopów Cu-Ni-Fe. Przeprowadzono analizę technologii spawania metodą TIG na podstawie badań wizualnych i radiograficznych. Dokonano analizy wpływu zanieczyszczeń w stopach Navinic 10 i CuNi 90/10 na jakość połączeń spawanych na podstawie badań mikrostruktury z wykorzystaniem mikroskopu skaningowego.

EN

The paper presents characterization and industry applications of Cu-Ni-Fe alloys. The technological analysis of TIG technique welding and contamination influence in Navinic 10 and CuNi 90/10 alloys has been presented. TIG welding analysis was based on visual and radiographical investigations. Contaminations influence of welded joints quality analysis was based on scanning microscope microstructure investigations.

4

Eliminacja ołowiu i antymonu z miedzi i jej stopów w procesie rafinacji próżniowej

Blacha L.

Zeszyty Naukowe. Hutnictwo / Politechnika Śląska

|

2001

|

z. 60

9-138

PL

W ostatnich latach obserwujemy znaczny wzrost zastosowań próżniowych technologii metalurgicznych, pozwalających na otrzymywanie metali i stopów o bardzo dużej czystości. Obecnie w kraju technologia próżniowa stosowana jest do produkcji miedzi beztlenowych, stanowiących podstawowy materiał wykorzystywany w elektronice i elektrotechnice. W procesie rafinacji próżniowej miedzi podstawowego znaczenia nabiera usuwanie z niej antymonu i ołowiu. Podjęcie badań nad możliwością usuwania właśnie tych dwóch zanieczyszczeń wynikało z faktu, że należą one do grupy, która wyraźnie obniża przewodność elektryczną miedzi, a dodatkowo usunięcie ich do zawartości odpowiadających gatunkom miedzi beztlenowych jest w procesie rafinacji ogniowej i elektrolitycznej niemożliwe. Ponadto zintensyfikowanie procesu eliminacji tych zanieczyszczeń może pozwolić na wykorzystanie do produkcji miedzi o podwyższonej czystości innych materiałów wsadowych niż miedź katodowa, np. miedź odtlenioną M1R czy też miedź blister. Brak w literaturze w pełni potwierdzonych danych odnośnie do możliwości eliminacji ołowiu i antymonu z miedzi, w procesie rafinacji próżniowej, a szczególnie wpływu tlenu zawartego w kąpieli metalicznej na ten proces, spowodował podjęcie próby opisu tego zagadnienia. Jako cel naukowy prezentowanej pracy przyjęto zbadanie kinetyki usuwania ołowiu i antymonu z ciekłych stopów miedzi w procesie rafinacji próżniowej, ze szczególnym określeniem wpływu tlenu zawartego w miedzi na ten proces. Technologia rafinacji próżniowej miedzi, oparta na zjawiskach odparowania lotnych składników kąpieli metalicznej, determinowana jest głównie transportem masy, tak w fazie gazowej, jak i ciekłej. Zmiana temperatury i ciśnienia w układzie pomiarowym, a także zmiana warunków hydrodynamicznych może w znaczący sposób wpływać na kontrolę kinetyczną analizowanego procesu. Ponadto skład chemiczny stopu, a szczególnie zawartość w nim substancji powierzchniowo aktywnych także może zmieniać kontrolę procesu parowania. Stwierdzenie, który z tych czynników najistotniej wpływa na kinetykę parowania, wymaga określenia charakteru kontroli tego procesu, a także określenia wpływu tych czynników na zmianę kontroli. W ramach pracy przeprowadzono badania rafinacji próżniowej stopów miedzi w zakresie ciśnień od 8 do 1333 Pa i temperatur 1373-1523 K. Analizowane stopy zawierały do 2% mas. ołowiu i antymonu a także do 0,5% mas. tlenu. Badania prowadzono przy wykorzystaniu próżniowego pieca IS5/III firmy Leybold Heraeus. Uzyskane wyniki posłużyły do wyznaczenia doświadczalnego współczynnika przenikania masy k, a więc podstawowego parametru kinetycznego charakteryzującego badane procesy. Jednocześnie wyznaczono wartości współczynników wnikania masy w fazie ciekłej i stałą szybkości parowani. Pozwoliło to na oszacowanie oporów poszczególnych etapów cząstkowych badanego procesu. Dokonano także analizy termodynamicznej roztworów trójskładnikowych Cu-Pb-O i Cu-Sb-O ze szczególnym uwzględnieniem składu równowagowego fazy gazowej nad tymi roztworami. Przeprowadzone badania wykazały, iż proces usuwania ołowiu ze stopów Cu-Pb i miedzi blister w analizowanym zakresie temperatur i ciśnienia ma kontrolę dyfuzyjną. Przy ciśnieniach powyżej 80 Pa badany proces determinowany jest transportem masyw fazie gazowej. W zakresie ciśnień od 80 do 10 Pa obserwuje się silną zależność współczynnika przenikania masy od ciśnienia. Oznacza to, że w tym zakresie ciśnień następuje zmiana kontroli procesu, a opory transportu masy w fazie gazowej nakładają się na opory w fazie ciekłej. Potwierdzeniem tego jest zmiana wartości energii aktywacji procesu obserwowana dla tego zakresu ciśnień. Dalsze obniżenie ciśnienia w sposób wyraźny zmniejsza udział oporu wnikania masy w fazie gazowej, przy wzroście oporu wnikania w fazie ciekłej. W tym zakresie ciśnień wartości energii aktywacji procesu zbliżone są do wartości energii aktywacji dyfuzji ołowiu w ciekłej miedzi. Przeprowadzone badania wykazały znaczny wpływ wysokości wolnej przestrzeni tygla nad kąpielą na szybkość badanego procesu. Nawet dla ciśnień niskich (poniżej 40 Pa) zmiana tego parametru charakteryzującego geometrię fazy gazowej w sposób znaczący wpływa na opór wnikania masy w fazie gazowej i może powodować zmianę etapu determinującego badany proces. Analiza równowagowego składu fazy gazowej nad ciekłymi stopami Cu-Pb-O (do 2% mas. ołowiu i 0,5% mas. tlenu) pokazała że z termodynamicznego punktu widzenia zwiększenie zawartości tlenu w ciekłej miedzi stwarza możliwości intensyfikacji procesu usunięcia z niej ołowiu. Wiąże się to z faktem, iż wzrost zawartości tlenu w ciekłym stopie powoduje znaczne zwiększenie wartości prężności cząstkowej tlenku PbO, przy praktycznie nieznacznej zmianie prężności ołowiu. Oznacza to, że proces usunięcia ołowiu może być realizowany w tym przypadku nie tylko poprzez odparowanie ołowiu metalicznego, ale także tworzenie gazowego tlenku PbO. Analiza wyników własnych badań nie wykazała jednakże wpływu zawartości tlenu w ciekłej miedzi na stopień usunięcia z niej ołowiu. W całym zakresie badawczym nie stwierdzono znaczącego usunięcia antymonu z ciekłych stopów Cu-Sb. Wyniki te są w pełni uzasadnione, gdyż dla analizowanych stopów (do 2% mas. Sb) prężność cząstkowa antymonu w zakresie temperatur 1373-1523 K jest znacznie mniejsza od prężności równowagowej miedzi. Proces usuwania antymonu z miedzi blister w analizowanym zakresie temperatur i ciśnień ma kontrolę kinetyczną, a więc determinowany jest szybkością reakcji chemicznych przebiegających na powierzchni międzyfazowej. Obniżanie ciśnienia w układzie nie powoduje zmian wartości energii aktywacji procesu, co potwierdza, iż w analizowanym zakresie temperaturowo-ciśnieniowym nie następuje zmiana etapu determinującego badany proces. Analiza równowagowego składu fazy gazowej nad ciekłymi stopami Cu-Sb-O (do 2% mas. Sb i 0,5% mas. tlenu) wykazała, iż z termodynamicznego punktu widzenia zwiększenie zawartości tlenu w ciekłej miedzi stwarza możliwość intensyfikacji procesu usunięcia z niej antymonu. Wiąże się to z faktem, iż wzrost zawartości tlenu w ciekłym stopie powoduje zwiększenie wartości prężności cząstkowej tlenku SbO, przy praktycznie nieznacznej zmianie prężności antymonu. Przy zawartości tlenu na poziomie 0,5% prężność SbO przyjmuje wartości większe od prężności antymonu. Oznacza to, że proces usunięcia antymonu może być realizowany w tym przypadku nie tylko przez odparowanie antymonu metalicznego, ale także przebieg reakcji chemicznej tworzenia gazowego tlenku SbO. Analiza wyników badań własnych potwierdziła, iż wzrost zawartości tlenu w ciekłej miedzi powoduje zwiększenie stopnia usunięcia z niej antymonu.

EN

In the recent years a significant increase in applications of metallurgical vacuum technologies, enabling to obtain metals and alloys of very high purity, has been observed. Nowadays in Poland the vacuum technology is used to produce oxygen free copper, being the basic material in electronics and electrical engineering. In the vacuum refining process of copper elimination of antimony and lead plays a significant role. Intensification of the process of those impurities elimination may allow using other charge materials than electrolytic copper for production of copper with elevated purity. Investigations of kinetics of elimination of lead and antimony from the liquid copper alloys in the vacuum refining process, based particularly on determining the influence of oxygen contained in the copper on that process, were assumed as the scientific purpose of the work presented. The vacuum refining technology of copper, based on phenomena of evaporation of volatile components of metal bath, is mainly determined by the mass transport, both in gaseous and liquid phase. A change in temperature and pressure, and also a change in hydrodynamic conditions can have a significant influence on the kinetic control of the analyzed process. Additionally, the chemical composition of the alloy, particularly the content of the surface-active substances in it, can also change the control of the evaporation process. In order to state which of those factors have the most significant influence on the evaporation kinetics requires determining the control character of that process, and also determining an influence of those factors on the change in control. All assumptions concerning the kinetic control of the evaporation process require conducting a series of experimental tests. Within the framework of the work investigations of the vacuum refining of copper alloys in the range of pressures from 8 to 1333 Pa and temperatures 1373-1523 K were performed. The alloys analyzed contained to 2% mass of lead and antimony, and also 0.5% oxygen mass. The tests were carried out in the IS5/III vacuum furnace of the Leybold Heraeus firm. The results obtained were used to determine an experimental coefficient of the k mass transfer, namely the basic kinetic parameter characterizing the processes in question. At the same time coefficient values of the mass penetration in the liquid phase and the evaporation rate constant were determined. It allowed evaluating resistances of particular partial stages of the process in question. A thermodynamic analysis of the Cu-Pb-O and Cu-Sb-O ternary solutions with emphasize on the equilibrium composition of the gaseous phase over those solutions. The investigations performed showed that the process of the elimination of the lead from the Cu-Pb alloys and copper blisters in the analyzed range of temperatures and pressures was controlled by diffusion. At the pressures above 80 Pa the process in question is determined by the mass transport in the gaseous phase. In the pressure range from 80 to 10 Pa strong dependence of the mass transfer coefficient on the pressure is observed. It means that in this pressure range there is a change in the process control and resistances of the mass transport in the gaseous phase superimpose on the resistances in the liquid phase. The change in the value of process activation energy, observed for that range of pressures confirms it. Further decrease in the pressure decreases considerably the participation of the mass penetration resistance in the gaseous phase, at an increase in of the penetration resistance in the liquid phase. In that range of pressures values of the process activation energy are near the values of the activation energy of the lead diffusion in the liquid copper. The investigations performed showed a significant influence of the crucible free space height over the bath on the rate of the process in question. Even for low pressures (below 40 Pa) the change in that parameter characterizing geometry of the gaseous phase has a significant influence on the mass penetration resistance in the gaseous phase and can cause a change in the stage determining the process in question. The analysis of the equilibrium composition of the gaseous phase over the Cu-Pb-O liquid alloys (to mass 2% lead and mass 0.5% oxygen) showed that from the thermodynamic point of view an increase in the oxygen content in the liquid copper enabled to intensify the process of the lead elimination from it. It is connected with the fact that an increase in the oxygen content in the liquid alloy causes a high increase in the value of the partial pressure of the PbO oxide, at practically very slight change in lead pressure. It means that the lead elimination process can be realized not only by the metal lead evaporation but also by the chemical reaction course of the PbO gaseous oxide formation. However, an analysis of the experimental results did not show an influence of the oxygen content in the liquid copper on the degree of elimination of lead from it. In the whole investigation scope significant elimination of antimony from the Cu-Sb liquid alloys was not found. These results are fully justified because for the alloys analyzed (to mass 2% Sb) the partial pressure of antimony in the temperature range of 1373-1523K is much lower than the copper equilibrium pressure. The process of the antimony elimination from the copper blister in the analyzed temperature range and pressures has a kinetic control, thus it is determined by the rate of the chemical reactions occurring on the interfacial surface. Lowering the pressure in the system does not cause changes in the values of activation energy of the process, what confirms that in the analyzed temperature-pressure range there is no change in the stage determining the process in question. An analysis of the equilibrium composition of the gaseous phase over the Cu-Sb-O liquid alloys (to mass 2% Sb and mass 0.5% oxygen) showed that from the thermodynamic point of view an increase in the oxygen content in the liquid copper gave possibility of the intensification of the antimony elimination from it. It is connected with the fact that an increase in the oxygen content in the liquid alloy causes an increase in the partial pressure of the SbO oxide, at practically slight change in the antimony pressure. At the oxygen content on 0.5% level the SbO pressure has values higher than antimony pressure. It means that the antimony elimination process can be realized, in this case, not only by the metallic antimony evaporation but also by the chemical reaction course of the SbO gaseous oxide formation. An analysis of the experimental results confirmed that an increase in the oxygen content in the liquid copper caused an increase in the antimony elimination level from it.