№ 6 (2024)

Изучено коррозионное поведение стали ЭП-823 при высокотемпературной обработке (ВТО) азотом. Установлено, что в азоте при температурах 650–800°С сталь подвергается лишь незначительной поверхностной коррозии. Показано, что происходит незначительное изменение поверхностного состава и структуры стали, не оказывающее существенного влияния на процессы переработки модельного отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Показано, что на поверхности материала протекают процессы взаимодействия некоторых электроотрицательных компонентов ферритно-мартенситной стали с компонентами газовой фазы – азотом и примесным кислородом с образованием включений нитридных и оксидных соединений хрома и марганца различного стехиометрического состава. Процесс лимитируется диффузией этих компонентов из объема сплава на поверхность. Скорости коррозии стали ЭП-823 при температурах 650 и 800°С составили при 12 –часовой выдержке 0.104 и 0.241 мм/год, а при 84-часовой выдержке 0.013 и 0.02 мм/год соответственно. Характер разрушения поверхности образцов сплошной неравномерный, отчетливо наблюдается локализация коррозии на границах зерен стали, что связано с образованием вторичных фаз вдоль границ зерен. В процессе ВТО происходит значительная сенсибилизация стали, по границам зерен наблюдается цепочечное выделение вторичных фаз, что приводит к развитию межкристаллитной коррозии. Сделаны выводы об изменении структуры материала в ходе высокотемпературного воздействия и определен характер коррозионного поражения материала; на основании результатов рентгенофлуоресцентного анализа сделаны выводы о составе продуктов коррозии стали ЭП-823.

В данной работе определен тип зависимости поляризации катода алюминий- ионного источника тока на основе хлорированного графита исходной марки ЕС-02 в низкотемпературном расплаве хлорида алюминия с 1-этил-3-метилимидазолхлоридом от геометрических характеристик электрода и плотности тока. Определено, что для хлорированного графитного материала величины поляризации немного снижены по сравнению с исходным нехлорированным графитом той же марки в аналогичном расплаве и составляют 25–50 мВ при 1 мА/см², кроме того, на зависимости поляризации от плотности тока отсутствует излом между значениями 1 и 1.2 мА/см², характеризующий предельную скорость токогенерирующей реакции на нехлорированном графите и выход к режиму предельного тока, что означает повышение скорости основного процесса на лимитирующем электроде в результате хлорирования. С помощью реперного эксперимента на стеклоуглеродном плоском электроде оценена плотность сорбции хлоралюминатных комплексов по поверхности хлорированного графита, которая для разных площадей электродов и плотностей тока составила величины около 15%. Соответственно, предельная степень интеркаляции для таких материалов равна 6. Поскольку хлорирование графита не приводит к искажениям геометрических параметров межслоевых щелей, установлено, что плотность сорбции хлоралюминат-ионов в результате хлорирования возрастает, в случае нехлорированного графита величина степени интеркаляции варьируется с плотностью тока от 9 до 18.

Представлены результаты экспериментального исследования температурных зависимостей кинематической вязкости и удельного электросопротивления износостойких чугунов ИЧХ28Н2 и ИЧ300Х25Ф4 в жидком состоянии. Кинематическую вязкость определяли методом затухающих крутильных колебаний тигля с расплавом. Удельное электросопротивление измеряли методом вращающего магнитного поля. Измерения проведены в режиме двух последовательных нагревов образцов от 1300 до 1650 °C. После первого измерения образец кристаллизовали и охлаждали до температуры 25 °C со скоростью 1 °C/с. Второе измерение проводили без извлечения образца из лабораторной установки и изменения атмосферы. Результаты измерения температурных зависимостей кинематической вязкости и удельного электросопротивления обсуждаются в рамках представлений о микронеоднородном строении жидких чугунов. Обнаружен гистерезис температурных зависимостей вязкости и электросопротивления, полученных при первом нагреве образцов до 1550 °С, что служит косвенным свидетельством разрушения микронеоднородностей. Отсутствие гистерезиса при втором нагреве образца после кристаллизации подтверждает необратимый характер разрушения микронеоднородностей. Сделан вывод о рекомендованном режиме высокотемпературной обработки расплава (ВТОР) износостойких чугунов, предполагающем нагрев расплава до 1550 °С. Нагрев жидких износостойких чугунов ИЧХ28Н2 и ИЧ300Х25Ф4 до 1550 °С приводит к разрушению микронеоднородностей, вследствие чего при последующем охлаждении и кристаллизации формируется улучшенная микроструктура слитка.

Алюминиевые сплавы с добавками циркония находят все большее применение в аэрокосмической отрасли, приборостроении и энергетике, благодаря сочетанию повышенной коррозионной и термической стойкости без ущерба для плотности и электропроводности. Перспективным способом получения таких сплавов является синтез в расплавленных фторидах щелочных и щелочно земельных металлов, с использованием оксидов в качестве расходного металл-содержащего компонента. Согласно существующим научно-техническим данным, повышению эффективности восстановления оксида циркония до металлического может способствовать применение электролиза, в связи с чем, актуальным является изучение электрохимического поведения ионов циркония во фторидных расплавах. Методом циклической хроновольтамперометрии изучены основные закономерности катодного электровосстановления ионов циркония и алюминия из расплавов на основе KF–AlF₃ с добавками оксидов циркония и алюминия при температуре 750°С, на вольфрамовом катоде. Были получены серии поляризационных кривых, как в чистом расплаве, так и с добавками оксидов циркония и алюминия, при скоростях развертки потенциала от 0,1 до 2 В. Показано, что разряд ионов алюминия наблюдается отрицательнее потенциала –1.6 В, а при потенциале от –1.8 до –1.9 В формируется пик Al соответствующий восстановлению ионов алюминия. В области потенциалов положительнее –1.6 В также отмечается катодный процесс AlxWy, предположительно связанный с восстановлением ионов алюминия и образованием его интерметаллидных соединений с вольфрамом. При добавлении ZrO₂ в исследуемый расплав на вольтамперограммах дополнительно появляются площадка Zr и пик Al+Zr при потенциалах –1.3 и –1.6 В, связанные с разрядом ионов циркония и совместным разрядом ионов циркония и алюминия соответственно. При развертке потенциала в анодную область наблюдается пик Al’ при потенциале около –1.6 В и волны Al’ и Zr’, связанные с окислением металлического алюминия и алюминия с цирконием из интерметаллидного соединения, соответственно. Для вольфрамового электрода, ожидаемо наблюдается рост плотностей токов пика Al+Zr и смещение потенциала при повышении скорости развертки потенциала, что указывает на электрохимическую необратимость исследуемого процесса.

В данной работе представлен обзор данных по растворимости оксидов редкоземельных элементов в галогенидных расплавах щелочных и щелочноземельных металлов. Наибольшая растворимость оксидов редкоземельных элементов наблюдается во фторидных расплавах, наименьшая – в хлоридных. Работ, посвященных изучению растворимости оксидов редкоземельных элементов в смешанных хлоридно-фторидных расплавах, крайне мало. Растворимость оксидов редкоземельных элементов уменьшается в ряду La-Ce-Pr-Nd-Gd. Наибольшее количество работ посвящено изучению растворимости оксидов неодима, лантана и церия. Практически отсутствуют данные по растворимости «тяжелых» оксидов редкоземельных элементов (от Tb до Lu) в галогенидных расплавах.