BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI Ngô Minh Tiến NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HỢP LÝ CỦA HỢP KIM CƠ SỞ KẼM LAM ANOT HY SINH DE BẢO VỆ THÉP TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BIỂN Chuyên ngành : Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu kim loại LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Khoa học và kỹ thuật vật liệu kim loại Hà Nội - 2012 LỜI CẢM ØN Toi xin bây tỏ lòng biết øn sâu sắc của mình đến PGS-TS Nguyễn Văn Tư và TS Lê Thị Lồng Liên những người đã chỉ đạo hướng dẫn rất tận tình, cụ thể về mạt khơa học tron suốt quá trình tôi tực hiện luận vấn này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thấy, các cô trong bộ món Vật liệu hạc, Xử lý nhiệt và Bẻ mại và các cán bộ TT Nghiên cứu ăn mòn & báo vệ KL những người dã trang bị cho tôi kiến thức và phương pháp học tập, nghiên cứu. Cuối cùng, tôi xiu gữi lời cảm ơn đến các đồng chí lãnh dạo Viện Tiớa học- Vat lieu, Viện Khoa học và Công nghệ Quản sự, cám ơn các bạn bè, đồng nghiệp đã luôn giúp đỡ, ùng hộ và động viên tôi, tạo điều kiện tốt nhất vẻ thời gian đề tôi có thể hoàn thành tốt khóa học của mình. Hà Nội, ngày 26 thang 12 nam 2012 Tac gia Ngò Minh Tiến LOI CAM ĐOAN Tôi xìn cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Cáo số liệu, các kết qua néu trong luận văn là trung thực và chưa từng được cóng bở trong bất tỳ một công trình nào khác, Hà Nội, ngày 26 tháng 12 nam 2012 Tác giả Ngo Minh Tién DANH MỤC CAC KY HIEU, CHU VIET TAT - HSLA Hop kim thấp chất lượng cao -TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam. -A5TM TTiêu chuẩn ca Mỹ -P« "Tốc độ tham nhập, mmm/năm hoặc cmj/năm. Độ axít của dung dịch Dung lượng điện hóa của protector, Á.h/kp, Điện thế, V (mV) Tiệu suất điện hóa của protcctor, % hối lượng của protector, kg. MẠI dộ đồng hồa lan của protcclor, A/dm2 Diện tích bề mặt làm việc trung bình, dmÈ Thời gian bảo vệ của protcctor, h Nguyên từ lượng của kim loại làm proterror Ty 1é diện tích của hai kim loại catốt và anốt Ty le phản triệu "Tiêu chuẩn của Nga Thiệt độ, °C Độ hòa tan cha oxy, ppm hoae m/l DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BỔ THỊ Tha tu Noi dung Trang Tĩnh I.I Sự nhân bố thiệt hại theo các dang an mén Hình 12 Sơ đỗ nguyên lý ăn mòn điện hóa Tĩnh L3 So dé bao vé bang protector Giản đỗ trang thai 7n— AL Anh bring cia ham luong nhôm đến Hình 2.
Phoi kẽm sạch 99,995% Tình 2. Tả điện trở và nổi lồ Hình 2. Kính biển vỉ quang học Tình 24. Thiết bị Antalab P302.5 Thiết bị phân tích nhiệt vỉ sai.
Ảnh mẫu đúc Tình 2.7, Sơ đỗ cảng nghệ nấu đúc hợp kím kẽm lam protector Hình 2. Sđồ nguyên lý thiết bị xác định dung lượng điện hóa cửa anốt Tình 3. Giản đồ phân tích nhiệt vi sai mau anổi Zn (M2) Hình 3.2, Ảnh tổ chức tế vi của mẫu MO Tình 3. Biểu đồ (F-I) kết quả đo điện hóa của mẫn MO Tình 3.
Ảnh tổ chức tế vi của mẫu MI Hình 3. Ảnh tổ chức tế vi của mẫu M2 Tĩnh 3.6 Ảnh tổ chức tế vi cữa mẫu M5 Hình 3.7 Biểu dé (E-1) ket qua do điệu hóa của mẫu ML Tình 3. Biển đồ (F-I) kết quả đo điện hóa của mẫn M2 Hình 3.9 Biểu đồ (T1) kết quả đo điện hóa của mẫu M5 Tình 3. Ảnh tổ chức tế vi của mẫu M4 Hình 3.11 Ảnh tổ chức tế vi của mẫu Mỹ Hình 3.
Biểu đổ (ŒE-0) kết quả đo điện hóa của mân M4 Tình 3. Biển đồ (E-I) kết quả đo điện hóa của mẫn M6 Hình 3.14 Ảnh tổ chức tế vi của mẫu M3 Biểu đồ (E-t) kết quá đo điên hóa của mẫu M3 67 Hình 3. Ảnh tổ chức tế vì của mẫu hợp kim kẽm M2 ở hai chế độ 69 đúc khác nhau Tình 3. Biểu đỗ (E-t) kết quá đo điện hóa ca mẫu M2 đúc bằng 70 khuôn cát Hình 3.18 Ảnh tổ chức tế vi của mẩu M2 đúc bằng khuỏn cát, được 7 trung đến 340°C, giữ nhiệt 2h, nguội trong nước Hình 3.
Ảnh tổ chức tế vi của mẫu M2 đúc bằng khuôn cái, đươc 72 nung đến 35C, giữ nhiệt 2h, nguội trong nước Hình 3. Ảnh tổ chức tế vi của mẫu M2 đúc bằng khuôn cái, được nung dén 360°C, giữ nhiệt 2h, nguội trong nước Tình 3. Ảnh tổ chức tế vi của mẫu M2 đúc bằng khuỏn cát, được nung đến 38C, giữ nhiệt 2h, nguội Irong nước: Tình 3. Biểu đồ (F0 kết quả đo điện hồa cỉa mẫu M2 đức bằng khuôn 74 cát, được nung dén 340°C, gift nhiét 2h, nguội trong nước Hình 3.
Biểu đồ (E-0 kết quả do điện hóa của mẫu M2 đúc bằng khuôn 74 cát, được nưng đến 350°C, siữ nhiệt 2h, nguội trong nước Hình 3. Biển đồ (E-D kết quả đo điện hóa của mẫu M2 đúc bảng khuôn 75 cát, được nung đến 360%, mí nhiệt 2h, nguội trong nước Tình 3. Biểu đồ (E-) kết quả đo điện hóa của mẫu M2 đức bằng khuôn 75 cát, được nung đến 380°C, siữ nhiệt 2h, nguội trong nước. Sơ đồ công nghệ xử lý nhiệt hợp lý của mẫu hợp kim kẽm 76 MU đúc bảng khuôn cát làm protector 24 Thiết bị sử dựng nghiên cứu, 25.
Phương pháp nấu luyện protecfor. 26, Phương pháp đúc protector. Tà KH KH in 21 Phương pháp nâng cao chất lượng của prolerlar nền kẽm sau khí đức. 28, Khảo sát chất lượng protcctor.
Xác định thành phần proicctor 282. Xác định tổ chức và pha của proicclor. Xác định điện thể E và dưng lượng điện hóa Q CHƯƠNG3. KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN 31, Xác dịnh thành phần hợp lý lãm protcctor cở sở kẽm.
Ảnh hưởng của nhõm (AL) đến tổ chức tế vi và các thông số. Ảnh hưởng của cadimi (Cả) đến tổ chức tế vi và các thông 61 số điện hóa 3. Ảnh hướng của đồng (Cu) đến tổ chức tế vi và các thông số 65 điện hóa 3. Ảnh hưởng cia tốc độ nguội khí đúc hợp kim làm 68 protector.
33 Ảnh hưởng của chế độ nhiệt luyện đến chất lượng 7 protector. KẾT LUẬN 7 KIEN NGHI. 7§ TALLI£U THAM KHẢO. 79 24 Thiết bị sử dựng nghiên cứu, 25.
Phương pháp nấu luyện protecfor. 26, Phương pháp đúc protector. Tà KH KH in 21 Phương pháp nâng cao chất lượng của prolerlar nền kẽm sau khí đức. 28, Khảo sát chất lượng protcctor.
Xác định thành phần proicctor 282. Xác định tổ chức và pha của proicclor. Xác định điện thể E và dưng lượng điện hóa Q CHƯƠNG3. KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN 31, Xác dịnh thành phần hợp lý lãm protcctor cở sở kẽm.
Ảnh hưởng của nhõm (AL) đến tổ chức tế vi và các thông số. Ảnh hưởng của cadimi (Cả) đến tổ chức tế vi và các thông 61 số điện hóa 3. Ảnh hướng của đồng (Cu) đến tổ chức tế vi và các thông số 65 điện hóa 3. Ảnh hưởng cia tốc độ nguội khí đúc hợp kim làm 68 protector.
33 Ảnh hưởng của chế độ nhiệt luyện đến chất lượng 7 protector. KẾT LUẬN 7 KIEN NGHI. 7§ TALLI£U THAM KHẢO. 79 MO ĐẦU Trong các đạng phá hùy kim loại khác nhau, thà phá hủy đo lác dựng hóa học hoặc điện hóa của môi trường än mền lên kim loại chiếm vị trí hàng đầu.
Dạng phá hủy này thường dược gợi là sự an mòn, Än mòn kim loại gây tổn thất lớn cho nền. kinh tế quốc dân nói chung cũng như trong quốc phòng nói riêng [1, 3, 7, 23, 24] Ăn mòn kim loại phá hoại nhanh chóng các công trình làm việc trong môi trường nước biển như: các công trình dấu khí, cảng, tàu biển, đường ống đắn, .Ở nước ta đã có nhiều các còng trình nghiên cứu vẻ ăn mèn và bảo vệ các công trình. Đặc biệt là các công Irình lầm việc trong môi trường ăn mòn mạnh (nước biển). Trong các phương pháp chống án màn và bảo vệ công trình làm việc trong môi trường nước biển thì phương pháp sử dụng protector lầm anết hy sinh được cho là đơn giản và đạt hiệu quả kinh tế cao nhất [1, 3, 7] Các công trình nghiên cứu về an mòn và bảo vệ công trình biển bằng Irolcetor như: để tài nghiên cứu chế lạo protector nên nhôm và nền kẽm để bảo vệ các công trình biển và giàn khoan cố định của Trường đại học Bách khoa IIà Nội và cửa Trung Lâm nghiên cứu ăn mồn Vì khoa học Vật liệu [4, 22], để tài nghiên cứu chế tạo protector nên magiê của Học Viện Kỹ thuật Quản sự để bảo vệ chống án mòn cho tầu chiến có vô đặc biệt.
Tuy nhiên chưa có nhiều công trình nghiên cứu ảnh hưởng các nguyên tố hợp kim cùa prolcclor cơ sở kẽm được nấu luyện từ các nguyên vật liệu và thiết bị sử dụng tại Viện Hóa học - Vật liệu, Bộ Quốc phòng. Đây là đề tài thiết thực trong việc chế tạo protector nén kém, loai được sừ dụng nÏiều trong các công trình biển, tàu biển và đặc biệt là trong Quân ching 114i quản. Tà một cán bộ làm việc trong quân đội tôi nhận thấy việc nghiên cứu chế tạo protector nén kém để bảo vệ các công trình biển và đặc biệt là tàu biển là thiết thực và có tính khả thi cao. Được sự hướng dân và giúp đỡ của PGS-TS Nguyễn Văn Tư và T8 T£ Thị Hồng Tiên, tôi mạnh dạn nhận để tài: “Nphiên cứu xác định thành phần hợp lý của hợp kim cơ sở kẽm làm anốt hy sinh để bảo vệ thép trong môi trường nước biển”.
Luận văn gôm ba phần: Phan 1: bao gdm các nội dung chính san MỤC LỤC TRANG PIU BIA. TỜI CAM DOAN. He - - DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẰNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ. TONG QUAN tt Cơ chế của án mòn điện hồa 12.
Dặc điểm ăn mòn trạng môi trường nước biển. Tốc độ án mòn trong mời trường nước biế 123. Các yếu tố ảnh lrưởng tới. ñn mòn trong nước bi 13 Phân loại các phương pháp chống án mòn trong mỏi trường nước biến.
Bảo vệ chủ động. Tảo vệ bị động. 22 14 Bảo vệ bảng phương pháp dùng anốt hy sinh (protector). Cơ sở cùa phương pháp chống ăn mồn bằng anốt hy 23 sinh.
Các yêu cầu cơ bảo đối với vật liệu làm protector. Những chỉ tiêu để dánh giá và chế tạo protcctor. Sỉ dụng kẽm và hợp kim kẽm để chế tạo anốt hy sinh 15. Dac tính chung của kẽm và hợp kim kẽm 152.
Hop kim kém 1am protector. Công nghệ nấp luyện hợp kim kẽm làm protectoi 154. Tết đúc và xử lý nhiệt CHƯƠNG2. THƯƠNG PHÁP NGIIÊN CỨU.
21 Phương pháp chế tạo hợp kim.