- PII
- 10.31857/S0235010625030079-1
- DOI
- 10.31857/S0235010625030079
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume / Issue number 3
- Pages
- 261-274
- Abstract
- The paper focuses on the research into impact of hydrocarbonate treatment in the boiling 1 М solution of NaHСО on the corrosion resistance of copper, nickel, and low-carbon chromium-nickel stainless steels during their corrosion testing in the NaOH melt at the range of temperatures from 400 to 500С. The hydrocarbonate treatment of materials was conducted for two hours following holding them (treatment) in the NaOH melt preliminary dewatered and deaerated by Ar in intervals multiple of 96 h. The total duration of corrosion tests was 288 h. The microstructure and phase composition of surface layers that formed on materials under study during corrosion tests in the NaOH melt coupling with hydrocarbonate treatment were investigated using X-ray phase analysis and electron microscopy methods. It has been found that the hydrocarbonate treatment of materials neither affects the total corrosion rate for the materials under study in the NaOH melt in the given temperature range. It has been discovered that the hydrocarbonate treatment of nickel containing three oxide phases - NiO, Ni(OH) и γ-NiOOH - after being held in NaOH melt impacts the proportions of the oxide phases. Nickel oxyhydroxide (NiOOH) is unstable in aqueous weakly alkaline solutions bound to and is spontaneously reduced to nickel dioxide (NiOOH → Ni(OH)) resulting in the formation of a passive film on the nickel surface. The film consists of two oxide phases (NiO и Ni(OH)) and has high protective properties. In the course of the hydrocarbonate treatment of copper, which after having been held in the NaOH melt contains a 2-layer film of oxides Cu/СuО/СuО in the surface layer, oxide and carbonate layers with higher protective properties do not form. The hydrocarbonate treatment of stainless steel containing 17.5 and 18.5 % Ni and (6.0 - 6.5) % Mo demonstrating increased corrosion resistance in the NaOH melt at temperatures not exceeding 500С (as nickel does) does not affect the corrosion resistance of the alloy elements. Doping the steel of the given composition with such alloying elements as copper, manganese, and silicon, which might cause local depassivation of steel under certain conditions, does not affect the protective properties of the passive steel film forming in the NаOH melt. Such film consists of oxides (hydroxides) of predominantly corrosion resistant chromium (CrO) and nickel compounds (NiO, Ni(OH)) or their mixed oxides NiCrO (NiO∙CrO), as well as ferrous oxides FeO γ-FeO. As the nickel and molybdenum content in the steel decreases (to 13.0 % and 2.0 % respectively), or temperature of the NаOH melt increases up to 600С, more defective porous oxide layers form on the steel surface. They contain a larger portion of less stable ferrous (II, III) and nickel (II) oxides: FeO, NiO, FeO as well as a small amount of mixed oxides NiCrO (NiO∙CrO) leading to increase in corrosion rate.
- Keywords
- расплав гидроксида натрия коррозионная стойкость медь никель нержавеющая сталь гидрокарбонатная обработка
- Date of publication
- 16.05.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 13
References
- 1. Безносов А.В., Драгунов Ю.Г., Рачков В.И. Тяжелые жидкометаллические теплоносители в атомной энергетике. М.: Изд АТ. 2007. 434 с.
- 2. Натрий. Свойства, производство, применение. / Морачевский А.Г., Шестеркин И.А., Буссе-Мачукас В.Б. и др. / Под ред. Морачевского А.Г. СПб.: Химия. 1992.
- 3. Морачевский А.Г., Вайсгант З.И., Демидов А.И. Переработка вторичного свинцового сырья. СПб.: Химия. 1993.
- 4. Морачевский А.Г. Переработка вторичного свинцового сырья: Соврем. состояние исслед. и аннотир. указ. лит. за 1997-2001 гг. СПб.: Изд-во СПбГПУ. 2003.
- 5. Делимарский Ю.К. Ионные расплавы в современной технике. М.: Металлургия. 1981.
- 6. Делимарский Ю.К., Барчук Л.П. Прикладная химия ионных расплавов. К.: Наукова думка. 1988.
- 7. Делимарский Ю.К., Фишман И.Р., Зарубицкий О.Г. Электрохимическая очистка отливок в ионных расплавах. М.: Машиностроение. 1976.
- 8. Юркинский В.П., Фирсова Е.Г., Батурова Л.П. Коррозионная стойкость ряда конструкционных материалов в расплаве NaOH // Журнал прикладной химии. 2010. 83. № 10. С. 1677-1682.
- 9. Юркинский В.П., Фирсова Е.Г., Батурова Л.П. Особенности коррозионного поведения тантала, титана и ряда неметаллических материалов в расплаве NaOH // Журнал прикладной химии. 2011. 84. № 5. С. 781-784.
- 10. Юркинский В.П., Фирсова Е.Г., Батурова Л.П., Кузьмина М.Ю. Коррозионная стойкость медно-никелевых сплавов в расплаве NaOH // Химическая промышленность. 2012. 89. № 8. С. 416-419.
- 11. Юркинский В.П., Фирсова Е.Г., Батурова Л.П. Коррозионная стойкость сварных соединений ряда конструкционных сплавов в расплаве NaOH // Расплавы. 2014. № 4. С. 53-59.
- 12. Юркинский В.П., Батурова Л.П., Фирсова Е.Г. Коррозионная стойкость сталей в расплаве NaOH // Черные металлы. 2014. № 4 (988). С. 73-77.
- 13. ГОСТ 9.907-2007. Металлы, сплавы, покрытия металлические. Методы удаления продуктов коррозии после коррозионных испытаний. М.: Стандартинформ. 2007.
- 14. Батлер Дж.Н. Ионные равновесия. Л.: Химия. 1973.
- 15. Моисеева Л.С., Куксина О.В. О зависимости коррозии стали в бескислородной водной среде от рН и давления СО2 // Защита металлов. 2003. 39. № 5. С. 542-551.
- 16. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. СПб.: Химия. 1991.
- 17. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Справочник по неорганической химии. М.: Химия. 1987.
- 18. Макаренко В.Д. Основы коррозионного разрушения трубопроводов: Учебное пособие / Макаренко В.Д., Шатило С.П., Земенков Ю.Д., Бахарев М.С. и др. / Под ред. В.Д. Макаренко. Тюмень: ТюмГНГУ. 2009.
- 19. Борщевский А.М., Сухотин А.М. Исследование пассивного состояния никеля в кислых и щелочных средах микрокулонометрическим методом // Журнал прикладной химии. 1992. 65. № 9. С. 1942-1946.
- 20. Pourbaix M. Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions, Pergamon Press, Oxford. 1966.
- 21. Glemser O., Einerhand J. Die Struktur hxherer Nickelhydroxide // Z. Anorg. Chem. 1950. Bd. 261. P. 43-51.
- 22. Glemser O., Einerhand J. The chemical processes at the nickel hydroxide anode of the Edison storage battery // Z. Elektrochem. Angew. Physik. Chem. 1950. 54. P. 302-304.
- 23. Казаринов И.А., Волынский В.В., Клюев В.В., Новоселов М.А. От щелочных аккумуляторов к суперконденсаторам. Оксидноникелевый электрод: теория процессов и современные технологии его изготовления // Электрохимическая энергетика. 2017. 17. №4. С. 173-224.
- 24. Миомандр Ф., Садки С., Одебер П., Меалле-Рено Р. Электрохимия. М: Техносфера. 2008.
- 25. Strekalovskaya D., Baturova L., Kondrateva A., Semencha A., Andreeva V. Electrochromic Thin-film Nickel-oxide Coatings for Systems with Adjustable Light Transmission // Phys. Status Solidi A: Applications and Materials Science. 2024. 221. № 11.
- 26. Дамаскин Б.Б., Петрий О.А, Цирлина Г.А. Электрохимия. М.: Химия, КолосС. 2008.
