6 / 9
где
n
— степень окисления растворяющегося металла, а F — постоянная
Фарадея.
На начальном этапе коррозии сплава, обогащенные магнием
включения
B
(
β
0
, β
00
, β
) являются анодами, а матричный твердый рас-
твор
α
— катодом. На матричной фазе
α
протекает катодная реакция
(см. рис. 3), а на включениях — анодная реакция, приводящая к их
растворению со скоростью, которая в единицах плотности электри-
ческого тока равна плотности тока коррозии
i
кор
. Коррозия алюмини-
евых сплавов в данных условиях протекает при катодном контроле,
т.е. ее скорость определяется скоростью катодной реакции. Поэтому
плотность коррозионного тока на поверхности включения
i
вкл
кор
при
потенциале включения
Е
M
n
составляет
i
вкл
кор
E
M
n
=
i
вкл
кор
(
E
кор
) exp 2
,
3
Δ
E
b
,
(2)
где
b
— тафелев наклон.
Подставляя в уравнение (2)
Δ
E
из уравнения (1), получаем
i
вкл
кор
E
M
n
=
i
вкл
кор
(
E
кор
)
×
×
exp
−
2
,
3
4
3
πr
3
ρ
M
r
(
G
β
−
G
α
) + 4
πr
2
σ
β
−
α
.
(
bnF
)
.
Коррозионный ток на поверхности сплава складывается из мно-
жества токов гальванических пар, образованных матричным твердым
раствором и включениями. Его значение пропорционально числу
включений на поверхности сплава или доле выделившейся фазы на
поверхности сплава
α
S
.
Кинетика изменения объемной доли выделившейся фазы
α
V
при
изотермических условиях описывается уравнением Колмогорова [7]:
α
V
= 1
−
exp (
−
k
1
τ
n
)
,
где
k
1
— коэффициент, зависящий от температуры;
τ
— продолжитель-
ность выдержки при данной температуре;
n
— показатель экспоненты,
равный 2,5 в случае, если рост включения происходит параллельно с
образованием новых зародышей [7].
Поверхностная доля выделившейся фазы
α
S
=
k
2
α
2
/
3
V
=
k
2
1
−
exp
−
k
1
τ
2
,
5 2
/
3
,
тогда плотность коррозионного тока на поверхности сплава
i
вкл
кор
E
M
n
=
k
2
i
вкл
кор
(
E
кор
) 1
−
exp
−
k
1
τ
2
,
5 2
/
3
×
×
exp
−
2
,
3
4
3
πr
3
ρ
M
r
(
G
β
−
G
α
) + 4
πr
2
σ
β
−
α
.
(
bnF
)
.
(3)
130 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2016. № 2