C - Chemistry – Metallurgy – 23 – F
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
23
F
C23F 11/18 (2006.01) C23C 22/48 (2006.01) C23C 22/50 (2006.01) C23C 22/52 (2006.01) C23C 22/68 (2006.01)
Patent
CA 2201619
There is provided a method for treating the surface of metals such as ferritic steels, austenitic stainless steels, copper and aluminum alloys to increase their corrosion resistance. The metals are immersed into a heated aqueous composition containing a rare earth salt. Increased corrosion resistance is obtained using nitrates of yttrium, gadolinium, cerium, europium, terbium, samarium, neodymium, praseodymium, lanthanum, holmium, ytterbium, dysprosium, and erbium nitrates. The rare earth salt is present in the range from about 2% by weight to saturation of the solution. The composition includes a pH- modifying substance such as nitric acid to adjust the pH in the range 0.5 to about 6.5 to attack the surface to remove oxides facilitating deposition of the rare earth. For aluminum alloys the pH is maintained between 4.5 to 6.5, for nickel based alloys and austenitic stainless steels the pH is maintained between 0.5 to 3.5 and between pH 2.0 to 4.5 for ferritic stainless steels. The surface can also be conditioned by abrasion before or during immersion in the composition. Increased corrosion resistance is achieved by immersion for 15 to 20 minutes with the composition maintained between 60 to 95 ·C. Gadolinium, neodymium and praseodymium nitrate when used alone produced the greatest degree of corrosion resistance compared to the other rare earth nitrates. Significant synergistic effects are observed when combinations of two or more rare earth nitrates are used in the compositions. Compositions based on cerium nitrate, gadolinium nitrate and lanthanum nitrate are very effective in reducing crevice corrosion.
La présente invention concerne un procédé de traitement de surface des métaux tels que les aciers ferritiques, les aciers inoxydables austénitiques et les alliages de cuivre et d'aluminium, lequel traitement a pour but d'accroître la résistance à la corrosion. Le procédé consiste à plonger ces métaux dans une composition aqueuse chauffée contenant un sel de terre rare. On obtient la meilleure résistance à la corrosion en utilisant comme sels les nitrates d'yttrium, de gadolinium, de cérium, d'europium, de terbium, de samarium, de néodyme, de praséodyme, de lanthane, de holmium, d'ytterbium, de dysprosium et d'erbium. Le sel de terre rare est présent à raison d'environ 2 % de la masse de saturation de la solution. Pour l'attaque de la surface permettant d'en éliminer les oxydes et d'y faciliter le dépôt de terre rare, la composition contient un modificateur du pH, l'acide nitrique par exemple, qui permet de maintenir le pH entre 0,5 et environ 6,5. Pour les alliages d'aluminium, on maintient le pH entre 4,5 et 6,5. Pour les alliages à base de nickel et pour les aciers inoxydables austénitiques, on maintient le pH entre 0,5 et 3,5. Pour les aciers inoxydables ferritiques, on maintient le pH entre 2,0 et 4,5. On peut également traiter la surface par abrasion avant ou pendant l'immersion dans la composition. La meilleure résistance à la corrosion s'obtient après une immersion de 15 à 20 minutes dans la composition maintenue à une température entre 60 ~C et 95 ~C. Parmi tous les nitrates simples de terres rares, ce sont les nitrates de gadolinium, de néodyme et de praséodyme qui procurent la meilleure résistance à la corrosion. Des effets de synergie importants sont constatés avec les compositions combinant deux ou plusieurs nitrates de terres rares. Les compositions à base de nitrate de cérium, de nitrate de gadolinium et de nitrate de lanthane se sont avérées très efficaces contre la corrosion fissurante.
Ives Michael Brian
Lu Yucheng
Hill & Schumacher
Mcmaster University
LandOfFree
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