Александр Балезин - Степан Афанасьевич Балезин 1904-1982

Выработав представления об электрохимической природе и механизме коррозионного растрескивания и показав возможность защиты металлов от такого растрескивания с помощью ингибиторов коррозии, С. А. Балезин, В. В. Романов и ряд сотрудников кафедры продолжили работы, изучив защитное действие ингибиторов при коррозионном растрескивании легких сплавов на основе алюминия в растворах хлорида натрия при разных pH [316, 348, 365]. В то время в литературе не было сведений о применении ингибиторов коррозии для защиты от растрескивания высокопрочных деформированных легких сплавов.

В ходе многочисленных экспериментов было исследовано влияние более сорока органических и неорганических веществ на устойчивость к растрескиванию сплава В-95. Лучшие результаты показали ингибиторы ПБ-5, БА-12, дибензилсульфоксид (DBS), тиомочевина, пиридин и ЧМ. Из исследованных неорганических соединений заслуживают внимания желтая и красная кровяные соли и иодид калия, тормозящие растрескивание в 3—6 раз. Защитное действие желтой и красной кровяной соли С. А. Балезин и сотрудники связывают с образованием на поверхности металла вторичной пленки нерастворимого комплексного соединения, одновременно тормозящей и коррозию, и растрескивание.

Сравнение коэффициентов торможения растрескивания и коррозии показало, что ингибиторы по-разному влияют на скорость коррозии и растрескивания: DBS и тиомочевина по мере увеличения концентрации тормозят эти процессы примерно в равной степени. В то же время с повышением концентрации желтой кровяной соли и иодида калия преимущественно замедляется лишь скорость коррозии. Было установлено, что наибольшее влияние ингибиторы оказывают на первую стадию — уменьшают скорость коррозии под напряжением до трещинообразования (и тем больше, чем выше концентрация ингибитора). Сравнительно меньше ингибиторы влияют па вторую стадию — трещипообразованис. На третью стадию — чисто механический разрыв металла напряжениями, превышающими его предел прочности, — влияние ингибиторов незначительно.

Поляризационные кривые показывают, что изученные ингибиторы в выбранных условиях преимущественно влияют на катодный процесс. Механизм влияния ингибиторов на кинетику электродных процессов С. А. Балезин и его сотрудники связывают с адсорбцией на катодных участках металла, затрудняющей диффузию и разряд ионов водорода, т. е. увеличивающей перенапряжение водорода. Для всех изученных ингибиторов характерно смещение стационарного потенциала металла в отрицательную сторону, и чем сильнее такое смещение, тем выше ингибиторный эффект добавки.

Для выяснения природы коррозионного растрескивания алюминиевых сплавов исследовалось одновременное действие поляризации и ингибитора коррозии. Серия экспериментов показала, что в присутствии ингибитора величина защитного тока уменьшается — это свидетельствует о суммировании тормозящего действия катодного тока и ингибитора; кроме того, оказалось, что с помощью анодной поляризации можно полностью устранить защитный эффект ингибитора. Таким образом, была выявлена связь увеличения сопротивления металла растрескиванию с торможением анодных процессов.

Как известно, в основе современных представлений о механизме зарождения и развития коррозионных трещин лежит гипотеза Эванса о возникновении на поверхности напряженного металла при погружении его в растворы электролитов специфических коррозионных пар. С. А. Балезин с соавторами подтвердил эту гипотезу на примере алюминиевого сплава В-95, корродирующего под напряжением в коррозионной среде [316]. Установлено, что неорганические ингибиторы в меньшей степени, чем органические, могут уменьшать эффективность специфических коррозионных пар. Дибензилсульфоксид тормозит коррозионное растрескивание и скорость коррозии сплава примерно в равной степени, а желтая кровяная соль и иодид калия в большей степени тормозят скорость коррозии, чем растрескивание. Результаты этой работы дали основание С. А. Балезину связывать тормозящее действие ингибиторов коррозии на процесс коррозионного растрескивания с их влиянием на эффективность специфических коррозионных пар.

Изучение влияния pH среды на коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов в растворах поваренной соли показало, что подщелачивание среды значительно увеличивает весовые потери металла, но в меньшей мере влияет на коррозионное растрескивание. Подкисление же при относительно меньшем влиянии на общую коррозию существенно стимулирует растрескивание металла. При pH-14 интенсивная сплошная язвенная коррозия алюминиевого сплава приводит к уменьшению поперечного сечения образцов и затрудняет появление и развитие коррозионно-усталостных трещин. При рН-1 сравнительно более локализованная коррозия (мелкий питтинг, сочетающийся с межкристаллической коррозией) облегчает действие коррозионно-механических факторов, приводящих к максимальной потере прочностных свойств: межкристаллитные поражения приводят к ускоренному развитию коррозиопио-усталостных трещин. В нейтральных средах плотная оксидная пленка защищает металл от общих коррозионных потерь, а потому и влияние их на потерю циклической прочности проявляется незначительно. Эти результаты исследователи объясняли, исходя из того, что чисто коррозионные поражения связаны с работой поверхностных микроэлементов, а коррозионно-механические — с работой специфических пар Эванса. По мнению С. А. Балезина, уплотнение защитной пленки не может в равной мере влиять на эффективность обычных микроэлементов и специфических пар, так как аноды обычных микроэлементов расположены на поверхности, а аноды специфических пар удалены от нее и работают на дне первичных концентраторов напряжений и коррозионно-усталостных трещин.

Было установлено, что снижение потери прочности алюминиевых сплавов по механизму чисто коррозионных поражений в кислых растворах больше, чем в нейтральных. В то же время ингибиторы уменьшают скорость коррозии примерно в одинаковой степени в кислой и нейтральной среде. Это лишний раз свидетельствует об отсутствии прямой связи между скоростью коррозионно-усталостных разрушений и кинетикой коррозип сплавов [316, 330, 348, 365, 375, 395].

Опираясь на результаты цикла работ по коррозионной усталости металлов, С. А. Балезии показал, что выбор специфического ингибитора для защиты от коррозионной усталости зависит от вида материала и механизма его разрушения. Для материалов типа латуни и алюминия были предложены ингибиторы, образующие прочную эластичную защитную пленку, усиливающую сопротивление разрыву при циклических нагрузках естественной оксидной пленки. Такие ингибиторы исключают появление питтингов, служащих началом зарождающихся трещин, не допускают появления и развития субмикротрещин. Указанные выводы нашли также подтверждение в работах, проведенных С. А. Балезиным совместно с И. А. Подольным, В. В. Минкиным, В. С. Уткиным и др. [405, 407, 419].