Закономірності і механізм корозії та корозійно-втомного руйнування титанових сплавів у середовищах різної протогенності - Автореферат

Однак для розширення області застосування, забезпечення експлуатаційної надійності та збільшення ресурсу елементів конструкцій таких обєктів, зокрема за умов їх тривалої експлуатації, необхідно враховувати вплив на них таких високоагресивних середовищ, як аміак, розчини кислот, солей та інших, які можуть спричинити корозійно-механічне руйнування титанових сплавів. Недостатньо висвітленими на сьогодні залишаються питання втомної довговічності титанових сплавів із врахуванням впливу протогенних водних розчинів аміаку, неводних середовищ протонного типу (рідкий аміак), газоподібних (фреони, аміак), органічних апротонних середовищ, які використовують як теплоносії в ядерних енергетичних установках, а також питання корозії та корозійно-механічного руйнування сплавів із різними видами поверхневої обробки, у т.ч. з газотермічними покриттями. Отже, вивчення закономірностей і механізму корозії та корозійно-втомного руйнування титанових сплавів за умов впливу на них середовищ різної протогенності - актуальна науково-технічна проблема, вирішення якої сприятиме подальшому поглибленню теоретичних уявлень щодо корозії та корозійно-механічного руйнування сплавів та раціональному вибору методів підвищення довговічності виготовлених із них конструкцій. Карпенка НАН України за відомчим замовленням НАН України, в яких автор був відповідальний виконавець: “Дослідження механізму взаємодії деформованого металу з електролітами на початковій стадії його корозійно-механічного руйнування”, № ДР 0197U000006, (1996-1998 рр.); “Дослідження кінетики активації та репасивації поверхні металів при їх корозійно-механічному руйнуванні”, № ДР 0100U004852 (1999-2001 рр.); “Дослідження механізму корозійно-механічного руйнування матеріалів з високою електрохімічною гетерогенністю”, № ДР 01024002665 (2002-2004 рр.); ”Вивчення механізму корозії активованих механічними напруженнями легких сплавів із поверхнево модифікованими шарами та покриттями”, № ДР 0105U004303 (2005-2007 рр.); ряду госпдоговорів із Південно-Українською, Рівненською та Хмельницькою АЕС. Вперше показано, що для сплаву ПТ-3В різної структури водні розчини аміаку підвищують, порівняно з повітрям, опір зародженню корозійно-втомної тріщини від концентратора напружень, що зумовлено утворенням гідроксиду Ti(OH)4, який гальмує реакцію розчинення оксидної плівки на сплаві, та утрудненням пластичної деформації поверхні металу через формування барєрних плівок.Механізм і кінетику корозійно-втомного руйнування сплавів досліджували за зміною електродного потенціалу E під час деформування зразків (залежності E - логарифм кількості циклів до руйнування LGN та Е - розмах коефіцієнта інтенсивності напружень DK), а також у процесі накладання зовнішнього потенціалу поляризації Епол на зразок із тріщиною (залежності Епол - DK). Взаємодію зі сплавом рідкого та газоподібного аміаку, фреону-12 змодельовано дослідженнями корозійно-електрохімічної поведінки сплаву у середовищі на основі органічного розчинника - апротонного ДМФА. У шостому розділі наведено результати втомних випробувань сплаву ПТ-3В різної структури в середовищах газоподібного аміаку та фреону-12; оцінки довговічності титанових сплавів із урахуванням впливу геотермального середовища різного солевмісту, у т.ч. за наявності сірководню, впливу неповного відпалу зварних зєднань (a b) сплавів на їх високотемпературну втому й узагальнено результати втомних і корозійно-втомних випробувань. Такі покриття отримували плазмовим напиленням модифікованої механічної суміші порошку сплаву ТС-8 (суміш порошків сплавів ТС-5, ВТ-20 із додатками заліза, нікеля, хрому складу Ti-6,2Al-2,1Mo-3,4Zr-3,7Sn-2,2V-1,2Fe-1,2Ni-0,6Cr); плакованої композиції механічної суміші порошку сплаву та конгломератів карбідів типу 65%NICRBSI 35%WC марки ПС-12НВК-01 (16% Cr; 5% Fe; 4,3% Si; 3,5% B; 0,8% C; 35% WC; решта - Ni); порошкової композиції металу з тугоплавкими карбідами типу (Ni)-(TIC-Cr3C2) (28...32% Ni; 72…68% TIC-Cr3C2); керметної плакованої композиції типу (Ni)-(Al2O3) марки ПОАН-30 (70% Al2O3, 30% Ni). Густини струмів корозії покриттів у 10%-му розчині HCL зростають, порівняно з розчином H2SO4, в 2,2 рази для покриття ПС-12НВК-01, у 2,4 рази для покриття (Ni)-(TIC-Cr3C2) та в 6 разів для покриття ПОАН-30.

Основний зміст роботи