JPH02149636A - 流電陽極用アルミニウム合金 - Google Patents

流電陽極用アルミニウム合金

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JPH02149636A
JPH02149636A JP30300388A JP30300388A JPH02149636A JP H02149636 A JPH02149636 A JP H02149636A JP 30300388 A JP30300388 A JP 30300388A JP 30300388 A JP30300388 A JP 30300388A JP H02149636 A JPH02149636 A JP H02149636A
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JP
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alloy
corrosion
effect
anode
weight
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JP30300388A
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Tatsuya Kuramoto
蔵本 竜也
Minoru Tasaka
田坂 実
Kazuhiko Takei
武井 和彦
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄系材料の陰極防食に使用される流電陽極用
アルミニウム合金に関する。
〔従来の技術〕
流電陽極用材料としては、陽極電位ができるだけ卑であ
り、発生電気量が大きく、かつ耐用年数を満足するため
に溶は残りを生じることなく、陽極表面からむらなく一
様に溶解することが要求される。
上記の要件を満足する材料として、Alは、単位重量当
たりの発生電気量がZnSMg等に比して大きく、陽極
電位も本来は極めて卑であって、大きな防食電流を取り
出すことが出来るが、Al1はそのままの状態では酸化
被膜に覆われているため、海水中での陽極電位は−0,
7〜−0,9Vvs、、S 。
C,E、(飽和甘木電極基準、以下陽極電位は同じ)し
か示さず、海水中でそのまま使用した場合、鉄屑を防食
することは困難である。
このため、流電陽極としては、陽極電位を−1,0■程
度とする目的で、A&にZnSSn、I n。
Zn−1n5Zn−Sn、I n−Sn等さまざまの元
素を各種の配合比率で添加したものが提案又は実用化さ
れている。
その中で例えば、AQ−Z n−1n −S i系合金
は陽極電位が−1,OV vs、、S 、C、E 、よ
り卑電位を示し、電気量も2.65 A −hr/ g
を安定して維持できるものの、腐食、溶解が均一に進行
せず、溶解表面の平滑性も乏しいため、孔食や溝腐食(
腐食が溝状で両側が残る)等による自己腐食や実使用環
境中における合金の部分的脱落を引き起こし実用土の寿
命が短くなるという欠点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、上記の問題点を解決し、鉄系材料を陰
極防食するに充分なる陽極電位と電気量を示し、かつ溶
解表面の均一性と平滑性を備えた流電陽極用、1合金を
提供することを課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
この課題を解決するために、本発明者等は種々研究を行
った結果、A12−Z n −1n −S i合金にT
i。
B及びMgの3種類の元素を添加することにより、鉄系
材料を陰極防食するのに充分なる電位と電気量を維持し
、かつ溶解表面の均一性と平滑性が著しく改善されるこ
とを見いだし本発明に到達した。
即ち、本発明は、Zn  0.5〜6.0重量%、I 
’no、O1〜0.05重量%、SiO,05〜0.3
重量%、Ti0.005〜0.1%、B  O,001
〜0.02重量%、Mg  0.1〜3.0重量%を含
み、残部が実質的にAQ及び不可避不純物からなる流電
陽極用アルミニウム合金を課題解決の手段とする。
〔作用〕
本発明における各成分の作用を以下に説明する。
1) Z n  0.5〜6.0%(重量%以下同じ)
Al2を主体とする合金において、Al1を活性にする
効果については、ZnはInに比較すると小さいが、I
nをAl1中に均一に分散させる作用を有し、均一な溶
解表面を形成するのに有効に働く。
さらにZnの添加はAI2合金の水素過電圧を増大させ
る効果があり、均一な溶解表面を形成する効果と共に局
部アノード、局部カソードの形成による自己腐食を抑制
し、発生有効電気量を増大させる効果がある。しかしZ
nの含有量が0.5%未満ではInを合金中に均一に分
散させる作用が不充分であり、6.0%を超えると、逆
に電気量が減少するのでZnは0.5〜6.0%とした
2) I n  0.01〜0.05%InはAI2合
金を活性化し、陽極電位を大きく卑にする作用を有する
が、Znが0.5〜6.0%の範囲において、Inが0
.01%未満ではその作用が弱く陽極電位が充分卑にな
らない。また0、05%を超えて含有すると、陽極電位
は卑になるが、In自体不均一に分散し、そのために局
部腐食を生じて電気量が低下する。よってInの添加量
は0.01〜0.05%とした。
3)  Si  0.05〜0.3% SiはZn  0.5〜6.0%、I n  0.01
〜0.05%を含有したAQ金合金おいて、0.05〜
0.3%含有させると、その電気量が増大する。Siが
0.05%より少ないと、その効果はなく、また0、3
%を超えると再びその効果がなくなると共に陽極電位が
上昇し防食機能が低下する。よってSiの添加量は0.
05〜0.3%とした。
4)  Ti  O,005〜0.1%、B  O,0
01〜0.02%上記のfi、Q−Zn−1n −9i
合金に T i  O,005〜0.1%及びB  O
,001〜0.02%を添加すると、結晶組織が粗大な
柱状晶から微細な粒状品へと変化し、それに伴って合金
の溶出が均一となり、孔食、溝腐食並びに腐食生成物の
付着を防止する。その結果、溶解表面の均一性と平滑性
が向上する。
Tiは0.005%未満、Bは0.001%未満ではそ
の効果は充分ではなく、Tiは0.1%を超え、Bは0
.02%を超えると、有効発生電気量の低下を沼く。
従ってTi及びBの添加量はT i  0.005〜0
.1%、B  O,001〜0.02%とした。
5)  Mg  O,1〜3.0% MgはA12−Zn−In系合金において、Siとの相
乗効果により、その電気量をさらに増大させる効果があ
る。即ちA12−Zn−In合金にSiを加えたAQ−
7,n−I n −S i合金は、電気量2.65A 
−hr/g以上を有するが、さらにMgを0.1〜3.
0%添加したA12−Z n−1n−91−Mg合金は
、2.70A−hr/g以上を有する。しかし、その添
加量が0.1%未満ではその効果はなく、3.0%を超
えると陽極電位の上昇を招く。
〔実施例〕
実施試験は日本学術振興会第97委員会の電気防食第1
2分科会の「流電陽極試験法」に基すいて以下に説明す
る方法で行った。
容量1eのガラス製ビーカーに、第1表に示した組成の
人工海水1000m Qを入れた電解槽に、第2表に示
すそれぞれの組成の直径20mmの棒状試料の一部を露
出面積20cm”になるようにビニルテープでシールし
たものを陽極として槽内の中央部に吊し、陰極は槽の内
壁に沿ったステンレス悶の円筒を用いた。
試料を直流電源の十極に、又陰極板(円筒)をその−極
に結線し、可変抵抗及び電量計を回路内に直列につない
で通電し、陽極電流密度1 m A /c m ’、液
温25℃として240時間電解試験を行い、毎日1回照
合電極と電圧計を用いて陽極の電位を測定し、同時に電
気量を測定した。
電解試験時間を経過後、液中より試料を取り出し、ブラ
シで水洗後60%濃硝酸溶液に3〜5分間浸漬して水洗
し、乾燥して試料の表面状部を調査した。
得られた結果を第2表に示す。
第 表 第2表 判る。
また本発明合金は比較合金に比し腐食状態が著−く改善
されていた。
〔発明の効果〕
本発明流電陽極用アルミニウム合金は、高い発生電気量
を有し、陽極電位も充分に卑であり、さらに従来の材料
に比し溶解表面の均一性と平滑性う(著しく改善され、
孔食や溝腐食等による自己腐食や実使用環境中における
合金の部分的脱落を防上して長期間に亙って安定した防
食機能を有する。
第2表から明らかなように、NolからNo5の本発明
合金は、N o 6からNol0に示した比較合金に比
べて電気量は大きくすべて2.70A −hr/g以上
を示し、かつ陽極電位も−1,OV v s 、、S 
C,E、以下と充分卑となっており、流電陽極用アルミ
ニウム合金として優れた性能を有することが手続補正書
(自発〕 1.事件の表示 昭和63 年 特 許 該第303003 号2、発明
の名称 流N陽極用アルミニウム合金3、 補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住 所  東京都港区新橋5丁目11番3号氏 名(名
称)住友金属鉱山株式会社 4、代理人 住  所 東京都新宿区新宿1丁目12−15 明     細     書 /発明の名称 流N陽極用アルミニウム合金コ、特許請
求の範囲 I  Zn 0.5〜6.0重ft、%、In 0.0
1〜0.05重量%、Si O,05〜0.3重量%、
Ti O,005〜0.1重量%、B O,001〜0
.02重量%、Mg0.1〜3.0重量%を含み、残部
が実質的にAj及び不可避不純物からなることを特徴と
する流電陽極用アルミニウム合金。
3発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄系材料の陰極防食に使用される流is極用
アルミニウム合金に関する。
〔従来の技術〕
流N陽極用材料としては、陽極電位が出来るだけ卑であ
り、発生電気量が大さく、且つ耐用年数を満足するため
に溶は残りを生じることなく、陽極表面からむらなく一
様に溶解することが要求される。
上記の要件を満足する材料として、Alは、単位重量当
たりの発生電気量がZnSMg等に比して大きく、@極
電位も本来は極めて卑であって、大さな防食電流を取り
出すことが出来るが、Alはそのま−の状態では酸化被
膜に覆われているため、海水中での陽極電位は−0,7
〜−0,9V vs、 、 S、 C8E。
(飽和甘木1!極基準、以下陽極電位は同じ)しか示さ
ず、海水中でそのま\使用した場合、鉄鋼を防食するこ
とは困難である。
このため、流電陽極としては、陽極電位を−1,0V程
度とする目的で、AIにZnXSn、工n、Zn−In
 、 Zn−8n s 工n−3n等さまざまの元素を
各種の配合比率で添加したものが提案又は実用化されて
いる。
その中で例えば、Al−Zn−In−Si系合金は陽極
電位が−1,OV ve、 、 S、 C,K、より卑
電位を示し、電気量も2,65 A−hr/gを安定し
て維持できるものの、腐食、溶解が均一に進行せず、溶
解表面の平滑性も乏しいため、孔食や溝腐食(腐食が溝
状で両側が残る)等による自己腐食や実使用環境中にお
ける合金の部分的脱落を引き起こし実用上の寿命が短く
なるという欠点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、上記の問題点を解決し、鉄系材料を陰
極防食するに充分なる陽極電位と電気量を示し、且つ溶
解表面の均一性と平滑性を備えた流電陽極用A4合金を
提供することを課題とする。
〔課題を解決するための手段〕
この課題を解決するために、本発明者等は種々研究を行
った結果、Al−Zn−In−Si合金にT1、B及び
Mgの3種類の元素を添加することにより、鉄系材料を
陰極防食するのに充分なる電位と電気量を維持し、且つ
溶解表面の均一性と平滑性が著しく改善されることを見
いだし本発明に到達した。
即ち、本発明は、Zn0.5〜6.0重量%、工n0.
01〜0.05重量%、Si0.05〜0.3重量%、
T10.005〜0.1重量%、BO,OO1〜0.0
2重量%、Mg0.1〜3.0重量%を含み、残部が実
質的にAI及び不可避不純物からなる流ill極用アル
ミニウム合金を課題解決の手段とする。
〔作用〕
本発明における各成分の作用を以下に説明する。
1 ) Zn O,5〜6.0%(重ffi%以下同じ
)Alを主体とする合金において、Alを活性にする効
果については、znはInに比較すると小さいが、In
をAl中に均一に分散させる作用を有し、均一な溶解表
面を形成するのに有効に働く。
更にZnの添加はA1合金の水素過電圧を増大させる効
果があり、均一な溶解表面を形成する効果と共に局部ア
ノード、局部カソードの形成による自己腐食を抑制し、
発生有効電気量を増大させる効果がある。しかしZnの
含有量が0.5%未満ではInを合金中に均一に分散さ
せる作用が不充分であり、6.0%を超えると、逆に電
気量が減少するのでZnは0.5〜6.0%とした。
2)In 0.01〜0.05% InはA1合金を活性化し、陽極電位を大さく卑にする
作用を亙するが、Znが0.5〜6.0%の範囲におい
て、Inが0.01%未満ではその作用が弱く陽極電位
が充分卑にならない。又、0.05%を超えて含有する
と、陽極電位は卑になるが、工n自体不均一に分散し、
そのために局部腐食を生じて電気量が低下する。よって
Inの添加量は0.01〜0.05%とした。
3 )  slo、05〜0.3 % S1はZn 0.5〜6.0%、工n 0.01〜0.
05%を含有したA1合金において、0.05〜0.3
%含宥させると、その電気金が増大する。Slが0.0
5%より少ないと、その効果はなく、又0.3%を超え
ると再びその効果がなくなると共に陽極電位が上昇し防
食機能が低下する。よってSlの添加量は0.05〜0
.3%とした。
4 ) Ti O,005〜0.1%、B O,001
〜0.02%上記のAl−Zn−In−Si合金に’r
i O,005〜0.1%及びB 0.001〜0.0
2%を添加すると、結晶組織が粗大な柱状晶から徽細な
粒状晶へと変化し、それに伴なって合金の溶出が均一と
なり、孔食、溝腐食並びに腐食生成物の付着を防止する
。その結果、溶解表面の均一性と平滑性が向上する。
T1は0.005%未満、Bは0.001%未満ではそ
の効果は充分ではなく、T1は0.1%を超え、Bは0
.02%を超えると、有効発生電気量の低下を招く。従
ってT1及びBの添加量はTi O,005〜0.1%
、BO,OO1〜0.02%とした。
5)Mg0.1〜3.0% MgはAl−Zn−In系合金において、slとの相乗
効果により、その電気量を更に増大させる効果がある。
即ちAl−Zn−In合金に81を加えたAl−Zn−
In−Si合金Cま、電気量2.65 A−hr/g以
上を有するが1更にMgを0.1〜3.0%添加したA
l−Zn−工n−n−3i−合金は、2.7OA−hr
/g以上を有する。しかし、その添加量が0.1%未満
ではその効果はなく、3.0%を超えると陽極電位の上
昇を招く。
〔実施例〕
実施試験は日本学術振興会第97委員会の電気防食第1
2分科会の「流iI陽極試験法」に基すいて以下に説明
する方法で行った。
容i11のガラス製ビーカーに、第1表に示した組成の
人工海水1000 mlを入れた電解槽に、第2表に示
すそれぞれの組成の直径20闘の棒状試料の一部を露出
面積2QGSになるようにビニールテープでシールした
ものを陽極として構内の中央部に吊し、陰極は槽の内壁
に沿ったステンレス鋼の円筒を用いた。
試料を直流電源の十極に、又陰極板(円筒)をその−極
に結線し、可変抵抗及び電量計を回路内に直列につない
で通電し、陽極電流密度1 mtyorrb、液温25
rとして240時間電解試験を行い、毎日1回器合電極
と電圧計を用いて陽極の電位を測定し、同時に電気量を
測定した。
電解試験時間を経過後、液中より試料を取り出し、ブラ
シで水洗後60%濃硝酸溶液に3〜5分間浸漬して水洗
し、乾燥して試料の表面状態を調査した。
得られた結果を第2表に示す。
第 表 第 表 72表から明らかなように、属1から煮5の本発明合金
は、属6から&10に示した比較合金に比べてm気量は
大きくすべて2.7OA−hr/g以上を示し、且つs
ix位も−1,○V va、 S、 C,E、以下と充
分卑となっており、流71[極用アルミニウム分位とし
て優れた性能を有することが判る。
又、本発明合免は比較合金に比し腐食状態が著しく改善
されていた。
〔発明の効果〕
本発明流N陽極用アルミニウム合金は、高い発生電気量
を有し、陽極電位も充分に卑であり、更に従来の材料に
比し溶解表面の均一性と平滑性が著しく改善され、孔食
や溝腐食等による自己腐食や実使用環境中における合金
の部分的脱落を防止して長期間に亘って安定した防食機
能を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 Zn0.5〜6.0重量%、In0.01〜0.0
    5重量%、Si0.05〜0.3重量%、Ti0.00
    5〜0.1%、B0.001〜0.02重量%、Mg0
    .1〜3.0重量%を含み、残部が実質的にAl及び不
    可避不純物からなることを特徴とする流電陽極用アルミ
    ニウム合金。
JP30300388A 1988-11-30 1988-11-30 流電陽極用アルミニウム合金 Granted JPH02149636A (ja)

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JP30300388A JPH02149636A (ja) 1988-11-30 1988-11-30 流電陽極用アルミニウム合金

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JP30300388A JPH02149636A (ja) 1988-11-30 1988-11-30 流電陽極用アルミニウム合金

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JPH02149636A true JPH02149636A (ja) 1990-06-08
JPH036978B2 JPH036978B2 (ja) 1991-01-31

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0466683A (ja) * 1990-07-04 1992-03-03 Nippon Light Metal Co Ltd 鋼構造物防食用アルミニウム合金製流電陽極
CN111058044A (zh) * 2019-12-20 2020-04-24 山东南山铝业股份有限公司 一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0466683A (ja) * 1990-07-04 1992-03-03 Nippon Light Metal Co Ltd 鋼構造物防食用アルミニウム合金製流電陽極
CN111058044A (zh) * 2019-12-20 2020-04-24 山东南山铝业股份有限公司 一种高使用寿命的铸造铝合金牺牲阳极

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