Classic and local corrosion resistance of electrolytic Zn-Ni layers

Abstract

The Zn-Ni layers were obtained by electrolytic method in the conditions of pulse current. The austenitic steel (X5CrNi18-10) was used as the cathode. Surface morphology, phase and surface chemical composition, were defined. Structural investigations were conducted by X-ray diffraction method using Philips diffractometer and CuKa radiation. Surface morphology of the obtained layers was determined by scanning electron microscope (JEOL JSM-6480). Classic corrosion resistance investigations were conducted using potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy methods. Localized corrosion resistance investigations were conducted using scanning vibrating electrode technique (SVET). Classic corrosion resistance investigations showed that passivation and heat treatment improved the corrosion resistance of Zn-Ni layers in 5% NaCl solution. Higher corrosion resistance of heated Zn-Ni layers is caused by the creation of Ni5Zn21 intermetallic phase. Moreover the heated Zn-Ni layers are characterized by slightly higher corrosion resistance compared with metallic Cd. The SVET analysis indicated that the passivation and heat treatment of Zn-Ni layers cause a decrease in number of corrosion centers on their surface area. Elektrolityczne warstwy stopowe Zn-Ni wytwarzano metodą osadzania pulsowego na podłożu stali austenitycznej (X5CrNi18-10). Określono skład fazowy oraz powierzchniowy skład chemiczny. Badania strukturalne wykonano metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich, stosując dyfraktometr firmy Philips oraz promieniowanie lampy CuKa. Obrazy powierzchni warstw uzyskano za pomocą mikroskopu skaningowego JOEL JSH-6480. Badania ogólnej odporności korozyjnej prowadzono klasyczną metodą Sterna oraz metodą spektroskopii impedancyjnej. Odporność korozyjną zlokalizowaną określono za pomocą techniki skaningowej elektrody wibrującej (SVET). Badania odporności korozyjnej wykazały, że pasywacja i obróbka cieplna poprawiają odporność na korozję warstwy stopowej Zn-Ni w 5% wodnym roztworze NaCl. Przyczyną lepszej odporności jest utworzenie fazy międzymetalicznej niklu z cynkiem – Ni5Zn21. Stwierdzono, że warstwy stopowe Zn-Ni poddane obróbce cieplnej charakteryzują się lepszą odpornością korozyjną w porównaniu z metalicznym kadmem. Analiza SVET wykazała, że pasywacja i obróbka cieplna elektrolitycznych warstw Zn-Ni zmniejszają gęstość lokalnych ognisk korozyjnych na ich powierzchni.