cpomaemКоррозия: защита материалов и методы исследованийTitle in englishИФХЭ РАН10.61852/2949-3412-2024-2-3-174-184cpomaem-73Research ArticleСтатьиВлияние ингибиторов на основе октановой кислоты на коррозионно-электрохимические свойства оксидно-керамических покрытий B4C–BN–Bi2O3–MnO2 на нелегированной сталиThe effect of octane acid-based inhibitors on the corrosion and electrochemical properties of B4C-BN–Bi2O3–MnO2 oxide ceramic coatings on non–alloy steelРешетниковС. М.ReshetnikovS. M.

426034, г. Ижевск, ул. Университетская, 1

426034, Izhevsk, Universitetskaya str., 1

ТюкаловА. В.TyukalovA. V.

426034, г. Ижевск, ул. Университетская, 1

426034, Izhevsk, Universitetskaya str., 1

teentyk@mail.ruХаранжевскийЕ. В.KharanjevskyE. V.

426034, г. Ижевск, ул. Университетская, 1

426034, Izhevsk, Universitetskaya str., 1

ФГБОУ ВО “Удмуртский государственный университет”РоссияUdmurt State UniversityRussian Federation20241709202403174184Copyright © Решетников С.М., Тюкалов А.В., Харанжевский Е.В., 20242024Решетников С.М., Тюкалов А.В., Харанжевский Е.В.Reshetnikov S.M., Tyukalov A.V., Kharanjevsky E.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cpmrm.ru/jour/article/view/73

Исследовано влияние смесевых ингибиторов на основе октановой кислоты и соединений азота с отрицательной степенью окисления на коррозионные свойства оксидно-керамического покрытия состава B4C–BN–Bi2O3–MnO2. Покрытие синтезировали путем лазерного спекания порошковой смеси на поверхности низкоуглеродистой нелегированной стали. В результате лазерной обработки на поверхности металла образуется оксидно-керамический слой, который обладает антифрикционными свойствами и высокой твердостью. Исследован фазовый состав и рельеф поверхности полученного композита. Установлено снижение коррозионной стойкости полученного композита в условиях электрохимической коррозии в среде нейтрального буферного раствора по сравнению с необработанной сталью. Для повышения коррозионной стойкости был применен метод ингибиторной обработки. В качестве ингибиторов применялись следующие композиции: октановая кислота, октановая кислота–гексаметилентетрамин, октановая кислота–гидразин-гидрат и октановая кислота–2,4-динитрофенилгидразин. Ингибиторы наносились методами пропитки с последующим нагревом образцов до 120°C. Все исследованные смесевые ингибиторы повысили коррозионную стойкость материала к электрохимической коррозии в нейтральном боратном буферном растворе.

The effect of mixed inhibitors based on octanoic acid and nitrogen compounds with a negative degree of oxidation on the corrosion properties of a ceramic oxide coating of the composition B4C–BN–Bi2O3–MnO2 has been studied. The coating was synthesized by laser sintering of a powder mixture on the surface of low-carbon non-alloy steel. As a result of laser treatment, an oxide-ceramic layer is formed on the metal surface, which has antifriction properties and high hardness. The phase composition and surface relief of the resulting composite are investigated. A decrease in the corrosion resistance of the resulting composite under conditions of electrochemical corrosion in a neutral buffer solution medium compared with untreated steel has been established. To increase the corrosion resistance, an inhibitory treatment method was applied. The following compositions were used as inhibitors: octanoic acid, octanoic acid–hexamethylenetetramine, octanoic acid– hydrazine hydrate and octanoic acid-2,4-dinitrophenylhydrazine. The inhibitors were applied by impregnation methods followed by heating of the samples to 120°C. All the studied compound inhibitors increased the corrosion resistance of the material to electrochemical corrosion in a neutral borate buffer solution.

оксидно-керамическое покрытиекарбид бораоксид висмута (III)оксид марганца (IV)антикоррозионные свойстваингибиторная обработкаoxide-ceramic coatingboron carbidebismuth (III) oxidemanganese (IV) oxideanticorrosive propertiesinhibitory treatmentАвторы выражают благодарность Российскому научному фонду за финансовую поддержку (проект №19-79-20012).ReferencesS.M. Reshetnikov, E.V. Kharanzhevskii and M.D. Krivilev, Corrosion-electrochemical behavior of composite layers produced by laser sintering of nanoscale iron-nickel powders, Prot Met Phys Chem Surf., 2012, 48, 729–734. doi: 10.1134/S207020511207012XS.M. Reshetnikov, E.V. Kharanzhevskii and M.D. Krivilev, Corrosion-electrochemical behavior of composite layers produced by laser sintering of nanoscale iron-nickel powders, Prot Met Phys Chem Surf., 2012, 48, 729–734. doi: 10.1134/S207020511207012XA.V. Efimov, E.V. Kharanzhevskiy, S.M. Reshetnikov, T.A. Pisarevа and M.G. Gotsuk, Effect of inhibitors on the electrochemical corrosion of heatresistant ceramic coatings deposited on non-alloy steel, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2021, 10, 2, 838–850. doi: 10.17675/2305-6894-2021-10-2-22A.V. Efimov, E.V. Kharanzhevskiy, S.M. Reshetnikov, T.A. Pisarevа and M.G. Gotsuk, Effect of inhibitors on the electrochemical corrosion of heatresistant ceramic coatings deposited on non-alloy steel, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2021, 10, 2, 838–850. doi: 10.17675/2305-6894-2021-10-2-22E.V. Kharanzhevskiy, S.M. Reshetnikov, A.V. Efimov, F.Z. Gil’mutdinov and M.D. Krivilev, Application of some inhibitors for improving the corrosion resistance of ceramic coatings deposited on non-alloy steel by short-pulse laser treatment, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, 9, 1, 44–55. doi: 10.17675/2305-6894-2021-10-2-22E.V. Kharanzhevskiy, S.M. Reshetnikov, A.V. Efimov, F.Z. Gil’mutdinov and M.D. Krivilev, Application of some inhibitors for improving the corrosion resistance of ceramic coatings deposited on non-alloy steel by short-pulse laser treatment, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, 9, 1, 44–55. doi: 10.17675/2305-6894-2021-10-2-22V.A. Katkar et al, Effect of the reinforced boron carbide particulate content of AA6061 alloy on formation of the passive film in seawater, Corros. Sci., 2011, 53, no. 9, 2700–2712. doi: 10.1016/j.corsci.2011.04.023V.A. Katkar et al, Effect of the reinforced boron carbide particulate content of AA6061 alloy on formation of the passive film in seawater, Corros. Sci., 2011, 53, no. 9, 2700–2712. doi: 10.1016/j.corsci.2011.04.023D.B Miracle, Metal matrix composites–from science to technological significance, Compos. Sci. Technol., 2005, 65, 15–16, 2526–2540. doi: 10.1016/j.compscitech.2005.05.027D.B Miracle, Metal matrix composites–from science to technological significance, Compos. Sci. Technol., 2005, 65, 15–16, 2526–2540. doi: 10.1016/j.compscitech.2005.05.027E.V. Kharanzhevskiy, A.G. Ipatov, A.V. Makarov et al, Towards eliminating friction and wear in plain bearings operating without lubrication, Sci. Rep., 2023, 13, 17362. doi: 10.1038/s41598-023-44702-6E.V. Kharanzhevskiy, A.G. Ipatov, A.V. Makarov et al, Towards eliminating friction and wear in plain bearings operating without lubrication, Sci. Rep., 2023, 13, 17362. doi: 10.1038/s41598-023-44702-6E.V. Kharanzhevskiy, A.G. Ipatov, A.V. Makarov, F.Z. Gil'mutdinov, N.N. Soboleva and M.D. Krivilyov, Effect of oxygen in surface layers formed during sliding wear of Ni–ZrO2 coatings, Surf. Coat. Technol., 2022, 434,128174. doi: 10.1016/j.surfcoat.2022.128174E.V. Kharanzhevskiy, A.G. Ipatov, A.V. Makarov, F.Z. Gil'mutdinov, N.N. Soboleva and M.D. Krivilyov, Effect of oxygen in surface layers formed during sliding wear of Ni–ZrO2 coatings, Surf. Coat. Technol., 2022, 434,128174. doi: 10.1016/j.surfcoat.2022.128174E.V. Kharanzhevskiy, A.G. Ipatov, A.V. Makarov, F.Z. Gil’mutdinov, N.N. Soboleva and M.D. Krivilyov, Tribological performance of boron-based superhard coatings sliding against different materials, Wear, 2021, 477, 203835. doi: 10.1016/j.wear.2021.203835E.V. Kharanzhevskiy, A.G. Ipatov, A.V. Makarov, F.Z. Gil’mutdinov, N.N. Soboleva and M.D. Krivilyov, Tribological performance of boron-based superhard coatings sliding against different materials, Wear, 2021, 477, 203835. doi: 10.1016/j.wear.2021.203835E.V. Kharanzhevskiy et al, Ultralow friction behaviour of B4C-BN-MeO composite ceramic coatings deposited on steel, Surf. Coat. Technol., 2020, 390, 125664. doi: 10.1016/j.surfcoat.2020.125664E.V. Kharanzhevskiy et al, Ultralow friction behaviour of B4C-BN-MeO composite ceramic coatings deposited on steel, Surf. Coat. Technol., 2020, 390, 125664. doi: 10.1016/j.surfcoat.2020.125664Я.М. Колотыркин и В.М. Княжева, Свойства карбидных фаз и коррозионная стойкость нержавеющих сталейб В сб.«Итоги науки и техники. Серия Коррозия и защита от коррозии». М.: ВИНИТИб 1974, 3, 5–83Я.М. Колотыркин и В.М. Княжева, Свойства карбидных фаз и коррозионная стойкость нержавеющих сталейб В сб.«Итоги науки и техники. Серия Коррозия и защита от коррозии». М.: ВИНИТИб 1974, 3, 5–83P. Linhardt, Twenty years of experience with corrosion failures caused by manganese oxidizing microorganisms, Mater. Corros., 2010, 61, no. 12, 1034– 1039. doi: 10.1002/maco.201005769P. Linhardt, Twenty years of experience with corrosion failures caused by manganese oxidizing microorganisms, Mater. Corros., 2010, 61, no. 12, 1034– 1039. doi: 10.1002/maco.201005769E.V. Kharanzhevskiy, S.M. Reshetnikov and A.V. Tyukalov, Effect of inhibitors on the corrosion and electrochemical properties of B4C–FeO oxide-ceramic coatings on steel, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2023, 12, no. 2, 771–782. doi: 10.17675/2305-6894-2023-12-2-21E.V. Kharanzhevskiy, S.M. Reshetnikov and A.V. Tyukalov, Effect of inhibitors on the corrosion and electrochemical properties of B4C–FeO oxide-ceramic coatings on steel, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2023, 12, no. 2, 771–782. doi: 10.17675/2305-6894-2023-12-2-21A.Yu. Luchkin et al, Screening of individual organic compounds as chamber corrosion inhibitors, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 1, 257–265. doi: 10.17675/2305-6894-2021-11-1-14A.Yu. Luchkin et al, Screening of individual organic compounds as chamber corrosion inhibitors, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 1, 257–265. doi: 10.17675/2305-6894-2021-11-1-14A.Yu. Luchkin, O.S. Makarova, S.S. Vesely et al, Ethylhexanoic acid as a chamber inhibitor of zinc-plated steel, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2023, 12, no. 2, 586–596. 10.17675/2305-6894-2023-12-2-11A.Yu. Luchkin, O.S. Makarova, S.S. Vesely et al, Ethylhexanoic acid as a chamber inhibitor of zinc-plated steel, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2023, 12, no. 2, 586–596. 10.17675/2305-6894-2023-12-2-11Патент № 2780332 C1 Российская Федерация, МПК C23F 11/00. Летучий ингибитор коррозии черных металлов: № 2022114639: заявл. 31.05.2022: опубл. 21.09.2022, Н.Н. Андреев, О.А. Гончарова, Ю.И. Кузнецов, А.Ю. Лучкин; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук.Патент № 2780332 C1 Российская Федерация, МПК C23F 11/00. Летучий ингибитор коррозии черных металлов: № 2022114639: заявл. 31.05.2022: опубл. 21.09.2022, Н.Н. Андреев, О.А. Гончарова, Ю.И. Кузнецов, А.Ю. Лучкин; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук.A.Yu. Luchkin et al, Screening of individual organic compounds as chamber corrosion inhibitors, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 1, 257–265. doi: 10.17675/2305-6894-2021-11-1-14A.Yu. Luchkin et al, Screening of individual organic compounds as chamber corrosion inhibitors, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, no. 1, 257–265. doi: 10.17675/2305-6894-2021-11-1-14I.V. Tsvetkova et al, Chamber inhibitors of steel corrosion based on lauric acid, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2021, 10, no. 1, 107–119. doi: 10.17675/2305-6894-2021-10-1-6I.V. Tsvetkova et al, Chamber inhibitors of steel corrosion based on lauric acid, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2021, 10, no. 1, 107–119. doi: 10.17675/2305-6894-2021-10-1-6G.S. Suresh, C.L. Aravinda, M.F. Ahamed, S.M. Mayanna, Hydrazine and substituted hydrazine as corrosion inhibitors for mild steel in simulated seawater, Indian J. Chem. Technol., 1999, 6, 301–304.G.S. Suresh, C.L. Aravinda, M.F. Ahamed, S.M. Mayanna, Hydrazine and substituted hydrazine as corrosion inhibitors for mild steel in simulated seawater, Indian J. Chem. Technol., 1999, 6, 301–304.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.