Електрохімічні закономірності корозійно-механічного руйнування титанових сплавів
DOI:
https://doi.org/10.31734/agroengineering2021.25.113Ключові слова:
титанові сплави, корозія, електродний потенціал, поляризація, репасивація, деформація, механізм, електрохімічна кінетикаАнотація
На підставі кореляційних змін на поверхні й електродного потенціалу ідентифіковано характерні ділянки, які відповідають окремим етапам процесу корозійної багатоциклової втоми титанових сплавів різного структурно-фазового стану: руйнування захисних оксидних плівок; пасивація свіжоутворених поверхонь (СУП); утворення мікротріщин та їх розвиток у макротріщину; субкритичний ріст магістральної тріщини та спонтанне руйнування. Утворення захисних оксидних плівок на недеформованих і циклічно деформованих титанових a- і (a+b)-сплавах констатували, усуваючи з їхньої поверхні оксиди і визначаючи зміщення потенціалу та поведінку за зовнішньої поляризації, а також після призупинення оновлення поверхні – за швидкістю зміни електродного потенціалу та струму. З’ясовано, що потенціал СУП титанових сплавів (t = 5 ms) знешляхетнюється та наближається до величини зворотного потенціалу анодної реакції Ті + Н2О = ТіО + 2Н+ + 2 (j0а = –1,31 V), неоднозначно залежить від концентрації Cl–-іонів в діапазоні 0,1–1,5 N розчинів NaCl. Регенерація пасивності сплавів у перші секунди відбувається за лінійним законом із подальшим уповільненням і стабілізацією до 1 h. Регенерація пасивності циклічно деформованих сплавів характеризується етапною зміною і потенціалу, і струму. На перших етапах їхній спад описується прямою лінією в координатах напруга (струм) – логарифм часу експозиції за різних кутових коефіцієнтів. На третьому етапі потенціал СУП досягає значення, що дорівнює потенціалу сплаву до оновлення поверхні. Характер зміни i–t кривих без і за наявності деформацій однаковий, але під дією деформації струм знижується швидше і за час експозиції до 10 s зменшується до стаціонарного значення.
Посилання
Bard, A. G., & Stratmann, M. (Eds.). (2003). Encyclopedia of electrochemistry. Vol. 4: Corrosion and Oxide Fils. Weinheim (Germany): Wieley-VCH.
Dmytrakh I. M., Syrotiuk A. M., Rusyn B. P., Lysak Yu. V., & Vainman A. B. (2006). Stvorennia suchasnykh metodiv tekhnichnoii diahnostyky pratsezdatnosti system parovodianoho traktu enerhoblokiv TES. Problemy resursu i bezpeky ekspluatatsii konstruktsii, sporud i mashyn: Zb. naukovih statei (pp. 128–132). Kyiv: In-t electrozvariuvannia im. Patona.
Dmytrakh, I. M., & Panasiuk, V. V. (1999). Vplyv koroziinykh seredovyshch na lokalne ruinuvannia metaliv bilia kontsentratoriv napruzhen. Lviv: NAN Ukrainy, Fiz.-meh. in-t im. H. V. Karpenka.
Dmytrakh, I. M., Syrotiuk, A. M., & Leshchak, R. L. (2020). Ruinuvannia ta mitsnist trubnykh stalei u vodnevmisnykh seredovyshchakh. Lviv: Prostir-M.
Kalakhan, O. (2002). Elektrokhimiia koroziino-vtomnykh protsesiv tytanovykh splaviv. Visnyk Lvivskoho universytetu. Ser. him., 42, 175–178.
Kalakhan, O. S. (2002). Vplvv deformatsii tytanovykh splaviv na kinetiku utvorennia zakhysnykh oksydnykh plivok. Fiz.-him. mekhanika materialiv. 3(1), 172–176.
Kalakhan, O. S. (2003). Kinetic regularities of electrochemical processes of titanium alloys corrosion fatigue. Fiziko-khimicheskaya mekhanika materialov, 39(5), 14–27.
Kalakhan, O. S. (2003). Kinetic regularities of the electrochemical processes of corrosion fatigue in titanium alloys. Materials Science, 39 (5), 615–628.
Nazarchuk Z. T. (Ed.). (2017). Elektrokhimichni metody monitorynhu dehradatsii materialu konstruktsii. Nazarchuk Z. T. (Ed.), Tekhnichna diahnostyka materialiv i konstruktsii: dovidn. posib. (Vol. 6, 302). Lviv: Prostir-M.
Pokhmurskii, V. I., Kalakhan, O. S., & Okhota, H. H. (2005). Corrosion Electrochemical Behavior of Surface-Modified Titanium Alloys. Materials Science, 41 (1), 1–6.
Pokhmurskiy,V. I., Kalakhan, O. S., & Yaremchenko N. Ya. (1982). A. s. 954859 (SSSR). Sposob ispytaniya materialov na ustalost. Opubl. 30.08.82, Byul. No. 26.
Pourbaix, M. (1966). Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solution. New York: Pergamon Press.
Romaniv, O. N. (1990). Novyie podhodyi k otsenke korrozionnoy ustalosti metallov. Korroziya i zaschita ot korrozii (Itogi nauki i tehniki). Moskva: VINITI.
Ruskol, Yu. S. (1989). Titanovyie konstruktsionnyie splavyi v himicheskih proizvodstvah: sprav. izd. Moskva: Himiya.
