Study of the properties of silicon bronze-based alloys printed using electron beam additive manufacturing technology

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 1 2023 116 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Рис. 5. Микротвердость образцов, напечатанных из бронзы БрКМц 3-1 и с добавлением алюминиевого филамента. Режимы печати: 1 (1), 2 (2) и 3 (3); образцы после отжига (4), деформации и последующего отжига (5); образцы с добавлением 10 вес. % Al (6), 10 вес. % АК5 (7) и 10 вес. % АК12 (8) Fig. 5. Microhardness of specimens printed fromC65500 and with the addition of aluminum fi lament. Printing modes: 1 (1), 2 (2) and 3 (3); specimens after annealing (4), deformation and subsequent annealing (5); specimens with the addition of 10 wt.% Al (6), 10 wt.% Al–5Si (7) and 10 wt.% Al–12Si (8) Коррозия Указанные выше различия в структурном и фазовом состоянии исследуемых образцов сказались не только на их механических свойствах, но и на коррозионной стойкости. На рис. 6 приведены потенциодинамические поляризационные кривые, которые регистрировались в ходе проведения исследования электрохимической коррозии. Во всех рассматриваемых случаях в катодной части кривых потенциал изменяется без существенных колебаний. В анодной части кривых потенциал изменяется подобно катодной, но наблюдается небольшая область с замедляющимся ростом потенциала, которая может указывать на пассивацию поверхности образца. Для образца, подвергнутого последовательной деформационной обработке и отжигу, этот участок наиболее длительный (рис. 6, а). Следовательно, данный образец является наиболее устойчивым к воздействию коррозионно-активной среды, что может быть вызвано более активным образованием пленок оксидов алюминия и меди, сдерживающих анодное растворение образца. Такое повышение химической активности может быть следствием измельчениям структуры материала, сопровождающееся увеличением протяженности границ зерен. Границы служат источником активных ионов, вступающих в реакцию с раствором в электрохимической ячейке и образующих пассивные оксидные пленки. Кроме того, полученные результаты указывают на отсутствие питтинга на поверхности всех образцов. В результате обработки данных установлены параметры электрохимического потенциала образцов. Потенциал коррозии (табл. 2) для образцов, напечатанных с низким (режим 1), средним (режим 2) и высоким (режим 3) тепловложением, составляет –178 мВ, –210 мВ и –202 мВ, соответственно. Применение отжига, а также деформационной обработки с последующим отжигом приводят к снижению величины потенциала коррозии. Ток коррозии для этой группы образцов изменяется незначительно (от 5,5 до 5,74 мкА). Потенциодинамические поляризационные кривые для второй группы образцов, напечатанных с добавлением алюминиевого филамента, представлены на рис. 6, б. По своему характеру они подобны образцам напечатанной кремниевой бронзы (рис. 6, а). Исключение составляет образец, напечатанный с добавлением сплава АК12. В данном случае участка пассивации поверхности не наблюдается и анодное растворение начинается незамедлительно. Для этих образцов потенциал коррозии находится в диапазоне от –193 мВ до –251 мВ, что в целом близко по величине к образцам, напечатанным из кремниевой бронзы (табл. 2). При этом величина тока коррозии для образца БрКМц 3-1+10 вес. % АК5 является наименьшей, а для образцов БрКМц 3-1+10 вес. % Al и БрКМц 3-1+0 вес. % АК12 наибольшей из рассматриваемых в данной работе. Количественная оценка коррозионной стойкости на основе обработки поляризационных кривых может быть получена в результате расчета поляризационного сопротивления (см. уравнение Батлера–Фольмера). Величина Rp характеризует, насколько образец устойчив к окислению по отношению к приложенному потенциалу. Исходя из полученных данных следует, что

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1