Теоретичні основи початкової стадії корозійно-втомного руйнування корозійнотривких сталей і сплавів та розробка методів прогнозування їх границі витривалості

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Фізико-механічний інститут ім. Г.В.Карпенка

УДК 620.194.23

ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ПОЧАТКОВОЇ СТАДІЇ КОРОЗІЙНО-ВТОМНОГО РУЙНУВАННЯ КОРОЗІЙНОТРИВКИХ СТАЛЕЙ І СПЛАВІВ ТА РОЗРОБКА МЕТОДІВ ПРОГНОЗУВАННЯ ЇХ границі ВИТРИВАЛОСТІ

Спеціальність 05.17.14 - хімічний опір матеріалів та захист від корозії

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

ХОМА Мирослав Степанович

Львів -2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Фізико-механічному інституті ім. Г.В.Карпенка Національної Академії наук України

Науковий консультант: доктор технічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Похмурський Василь Іванович, Фізико-механічний інститут ім.Г.В Карпенка НАН України, заступник директора з НДР, м. Львів

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, член-кореспондент НАН України Дмитрах Ігор Миколайович, Фізико-механічний інститут ім. Г.В.Карпенка НАН України, завідувач відділу фізичних основ руйнування та міцності матеріалів, м. Львів

доктор технічних наук, професор Кублановський Валерій Семенович, Інститут загальної і неорганічної хімії ім. В.І.Вернадського НАН України, завідувач відділу електрохімії водних розчинів, м. Київ

доктор технічних наук Поляков Сергій Георгійович, Інститут електрозварювання ім. Є.О.Патона НАН України, завідувач лабораторії корозії, м. Київ

Провідна установа: Харківський національний університет ім. В.Н.Каразіна Міністерства освіти і науки України, Науково-дослідний інститут хімії, відділ електрохімії, м. Харків

Захист відбудеться “ 16 ” грудня 2003 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.226.02 у Фізико-механічному інституті ім.Г.В.Карпенка НАН України за адресою: 79601, м. Львів, вул. Наукова, 5.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Фізико-механічного інституту ім.Г.В.Карпенка НАН України за адресою: 79601, м. Львів, вул. Наукова, 5.

Автореферат розісланий “ 14 ” листопада 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Погрелюк І.М.

АНОТАЦІЇ

Хома М.С. Теоретичні основи початкової стадії корозійно-втомного руйнування корозійнотривких сталей і сплавів та розробка методів прогнозування їх границі витривалості. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.17.14 - Хімічний опір матеріалів і захист від корозії. - Фізико-механічний інститут ім. Г.В.Карпенка НАН України, Львів, 2003.

Дисертація присвячена вивченню електрохімічних закономірностей стадії зародження корозійно-втомних тріщин. В ній розвивається перспективний науковий напрямок: електрохімія початкової стадії корозійно-втомного руйнування корозійнотривких сталей та сплавів. Досліджено нержавіючі сталі різних класів і встановлено, що їхня схильність до корозійної втоми визначається інтенсивністю протікання процесів: “мікродеформація - електрохімічна активація - локальне розчинення - репасивація”. Запропоновано електрохімічний критерій корозійно-втомного руйнування корозійнотривких сталей. Обґрунтовано можливість існування фізичної границі корозійної втоми. Розроблено методи пришвидшеної оцінки її значень. Вивчено характер локалізації корозійно-втомних пошкоджень та ефективність роботи деформаційних гальванопар. Досліджено вплив циклічної деформації на селективне розчинення сталей та сплавів. Встановлено, що вона сприяє накопиченню на поверхні нержавіючих сталей та сплавів хрому та нікелю. електрохімічний корозійний сталь нержавіючий

Ключові слова: корозійна втома, зародження тріщин, нержавіючі сталі, мікродеформація, активація, локальне розчинення, репасивація, електрохімічний критерій, селективне розчинення.

Хома М.С. Теоретические основы начальной стадии коррозионно-усталостного разрушения коррозионностойких сталей и сплавов и разработка методов прогнозирования их предела выносливости. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.17.14 - Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии. - Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко НАН Украины, Львов, 2003.

Диссертация посвящена изучению электрохимических закономерностей стадии зарождения коррозионно-усталостных трещин. В ней развивается перспективное научное направление: электрохимия начальной стадии коррозионно-усталостного разрушения коррозионностойких сталей и сплавов. На основе анализа свойств более 20 нержавеющих сталей показано, что снижение их выносливости в коррозионной среде в большей степени определяется структурой, чем химическим составом и прочностью и усиливается в ряду классов: аустенитные аустенитно-ферритные, ферритные, аустенитно-мартенситные, мартенситно-феритные, мартенситные. Установлено, что склонность коррозионностойких сталей и сплавов к коррозионной усталости определяется интенсивностью протекания процессов “микродеформация - электрохимическая активация - локальное растворение - репассивация”. Для характеристики этих процессов предложено величину относительного деформационного растворения (ОДР), которую рассчитывают по электрохимическим параметрам стадии зарождения трещин. Определены его критические значения, при которых резко увеличивается вероятность коррозионно-усталостного разрушения. На основе установленной корреляционной связи между электрохимическими свойствами деформированных коррозионностойких сталей и их склонностью к коррозионной усталости предложено электрохимический критерий коррозионно-усталостного разрушения а также характеризующую его аналитическую зависимость. Она позволяет оценить значение предела коррозионной усталости пассивирующихся сталей и сплавов по известных пределу выносливости на воздухе и ОДР при этих же напряжениях. Изучено локализацию коррозионно-усталостного повреждения нержавеющих сталей и показано, что с увеличением амплитуды напряжений количество язвоподобных очагов разрушения уменьшается, а их площадь увеличивается. Оценено работу деформационных гальванопар и установлено среднюю скорость растворения локально активированной напряжениями поверхности. Установлено, что скорость ее репассивации в течение 0,01 с не является определяющим фактором коррозионной выносливости нержавеющих сталей, а их склонность к коррозионной усталости в первую очередь зависит от интенсивности повреждения пассивной пленки. На основе электрохимических исследований нержавеющих сталей при деформировании напряжениями, меньшими-равными пределу коррозионной усталости, показана возможность существования физического предела коррозионной усталости для сталей, разрушение которых определяется ускоренным растворением микродеформированных участков поверхности. Впервые разработан метод определения предела коррозионной усталости коррозионностойких сталей без их разрушения. Он базируется на особенностях характера изменения тока поляризации нагруженных образцов при потенциале поляризации, равном стационарному при отсутствии напряжений. Метод позволяет в ~10-15 раз ускорить поиск его значений для пассивирующихся сталей и сплавов. Показано, что деформирование образцов из нержавеющих сталей при напряжениях, равных пределу коррозионной усталости, на протяжении базового числа циклов приводит к повышению их коррозионной стойкости. Это тесно повязано с различной деформационной активацией растворения отдельных компонентов сплавов: наибольшей для марганца, меньшей для железа и наименьшей для хрома и никеля. Вследствие этого значение коэффициента селективного растворения хрома и никеля уменьшается, а их поверхностная концентрации увеличивается, что подтверждено оже-электронной спектроскопией поверхности деформированных нержавеющих сталей. Установлено, что влияние напряжений на селективное растворение сплавов зависит от механизма их ионизации и времени экспозиции в среде.

Для определения возможности использования на судоремонтных заводах сварки нержавеющих сталей для ремонта гребных валов, рулевых устройств, баллеров и др. исследовали образы с аргонодуговым сварным швом различной конфигурации. Показано, что сварка уменьшает предел усталости всех исследованных сталей и на воздухе, и в среде. Установлено, что все сварные образцы разрушаются преимущественно по шву под превалирующим действием механического фактора. Показано, что поверхностное пластическое деформирование обкатыванием роликами, практически не влияя на электрохимические характеристики, увеличивает коррозионную выносливость нержавеющих сталей со сварным швом в ~1,4-2,0 раза.

Методы ускоренного определения предела коррозионной усталости и оценки стадийности коррозионно-усталостного разрушения пассивирующихся сталей и сплавов, которые позволяют оперативно проводить тестирование коррозионностойких сталей на коррозионную выносливость и оценивать степень их повреждения, внедрены в химическую промышленность.

Ключевые слова: коррозионная усталость, зарождение трещин, нержавеющие стали, микродеформация, активация, локальное растворение, репассивация, селективное растворение.

Khoma M.S. The theoretical basis of the initial stage of corrosion fatigue fracture of corrosion resistant stainless steels and alloys and development of the methods prediction of their endurance limit. - A Manusript.

Thesis for Doctor of Sciences (Engineering) degree in speciality 05.17.14 - Chemical resistance of materials and corrosion protection. Karpenco Physico-Mechanical Institute of National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv, 2002.

The thesis is devoted to the study of electrochemical regularities of the corrosion fatigue cracks initiation. The promising scientific direction - the electrochemistry of the initial stage of corrosion fatigue fracture of corrosion-resistant steels and alloys is developed. Different grades of stainless steels were investigated and it was established that their tendency to corrosion fatigue is determined by the intensity of processes “microdeformation - electrochemical activation - local dissolution - repassivation”. The electrochemical criterion of stainless steels corrosion fatigue fracture is proposed. The possibility of existance of the corrosion fatigue physical limit is substantiated. The methods of the accelerated assessment of its values are developed. The character of localization of corrosion-fatigue damage and efficiency of deformation galvanic couples operation is studied. The influence of cyclic deformation of selective dissolution of steels and alloys is investigated. It was established that cyclic deformation promotes accumulation of chromium and nickel on the surface of stainless steels and alloys.

Key words: corrosion fatigue, cracks initiation, stainless steels, microdeformation, activation, local dissolution, repassivation, selective dissolution.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Нержавіючі сталі найчастіше використовують у хімічній, нафтохімічній промисловості, ядерній енергетиці, суднобудуванні та інших галузях техніки. Їхні функціональні характеристики визначаються переважно стійкістю пасивного стану і обмежуються схильністю до пітінгової, щілинної та міжкристалітної корозії, а також корозійного розтріскування і втоми. На сьогодні добре вивчено вплив легування на їх корозійні та електрохімічні властивості в різних середовищах (Я.М.Колотиркін, Г.М.Флоріанович, о.в.Каспарова, В.М.Княжева, Н.Д.Томашов, Г.М.Чернова, H.Pickering, C.Wagner, H.Uhlig і ін.).

Роботоздатність корозійнотривких сталей за умов дії механічних напружень та агресивних середовищ вивчена менше. Тут, в основному, досліджували вплив різних електролітів на швидкість підростання тріщин та механізм корозійного розтріскування цих сталей (Г.В.Карпенко, І.І.Василенко, Р.К.Мелехов, В.Г.Азбукін, F.P.Ford, C.J.Edeleanu та ін.). Вплив циклічних напружень на взаємодію нержавіючих сталей із корозійно активними середовищами вивчали Л.А.Глікман, Г.В.Карпенко, В.І.Похмурський, А.В.Рябченков, А.Н.Кузюков, M,P.Mueller, P.Rabbe, T.H.Speckhard та ін. В даному напрямку основні зусилля були спрямовані на встановлення значень границі корозійної втоми сталей та сплавів і впливу на неї різних видів термічної обробки. В останні десятиліття широко досліджують вплив середовищ на ріст втомних тріщин у сталях і сплавах, що є одним із етапів корозійно-втомного руйнування. Основну увагу при цьому звертають на прогнозування значень порогових коефіцієнтів інтенсивності напружень та оцінку процесу утворення коротких корозійних тріщин (В.В Панасюк, І.М.Дмитрах, О.М.Романів, Г.М.Никифорчин, R.Akid, K.J.Miller і ін.).

Значно менше робіт присвячено взаємодії деформованих металів із середовищем протягом періоду зародження тріщин, хоча його тривалість може зменшитися більше ніж на порядок порівняно із випробуваннями у повітрі. Важливість вивчення початкової стадії руйнування корозійнотривких сталей обумовлена ще й тим, що розвиток їх корозійно-втомного пошкодження пов'язаний із локальним порушенням пасивного стану й утворенням деформаційних гальванопар з високим значенням е.р.с. Вивчення інтенсивності роботи цих гальванопар за різних напружень у взаємозв'язку із схильністю металів, що пасивуються, до корозійної втоми - одне із основних завдань, вирішення якого може привести до подальшого розвитку теорії корозійної втоми корозійнотривких сталей та сплавів, розроблення нових методів прогнозування їхньої корозійної витривалості та оцінки роботоздатності в різних агресивних середовищах.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основні наукові результати дисертаційної роботи одержано під час виконання планових науково-дослідних робіт у відділі фізико-хімічних методів зміцнення матеріалів Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України відповідно до проблеми “Корозія і захист металів” (шифр 2.7.1.4) Всесоюзної цільової програми О.Ц.017 “Захист від корозії, створення корозійностійких матеріалів, ефективних покрить металів”; “Дослідження кінетики корозійно-механічного руйнування сплавів і гетерогенних захисних покрить” (відповідальний виконавець); “Дослідження механізму взаємодії деформованого металу з електролітами на початковій стадії його корозійно-механічного руйнування”, № ДР 0197U000006, (відповідальний виконавець); “Дослідження кінетики активації та репасивації поверхні металів при їх корозійно-механічному руйнуванні”, № ДР 0100U004852 (відповідальний виконавець).

Мета роботи. Встановити загальні закономірності електрохімічних процесів, які перебігають на межі водний розчин електроліту - метал під час його циклічного деформування, розвинути на цій основі теорію початкової стадії і розробити новий критерій корозійно-втомного руйнування корозійнотривких сталей та запропонувати методи пришвидшеного визначення їх витривалості.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання:

Розробити нові методичні підходи до вивчення початкової стадії корозійно-втомного руйнування металів.

Встановити електрохімічні закономірності початкової стадії корозійно-втомного руйнування нержавіючих сталей.

Визначити характер корозійного пошкодження поверхні сталей під час циклічного деформування і оцінити ефективність процесів механічного активування та електрохімічної репасивації.

Проаналізувати вплив процесів репасивації сталей після механічного активування на їх корозійну витривалість.

Встановити вплив циклічного деформування на вибіркову корозію корозійнотривких сталей та сплавів у хлоридвмісних середовищах.

Обґрунтувати можливість існування фізичної границі корозійної втоми корозійнотривких сталей та сплавів у хлоридвмісних середовищах.

Розробити електрохімічний критерій корозійної втоми корозійнотривких сталей та методику їх пришвидшеного ранжування за витривалістю.

Розробити метод пришвидшеного визначення границі корозійної втоми корозійнотривких сталей та провести його дослідно-промислову перевірку.

Об'єкт дослідження - корозійна втома нержавіючих сталей різних класів, а також інших сталей та сплавів, що пасивуються в корозивних середовищах.

Предмет дослідження - електрохімічні та корозійні процеси, закономірності початкової стадії корозійно-втомного руйнування корозійнотривких сталей та сплавів і їх взаємозв'язок із корозійною витривалістю.

Методи дослідження - корозійно-втомні випробування сталей, потенціодинамічна, потенціостатична та циклічна вольтамперометрія, метод ступінчастої зміни потенціалу, хроноамперометрія та хронопотенціометрія; фотоколориметрія, оже-електронна спектроскопія, оптична мікроскопія. Для обробки результатів досліджень використовували кореляційний, регресійний та дисперсійний аналізи.

Обґрунтованість та достовірність наукових положень і результатів забезпечується коректним застосуванням сучасних методів та методик експериментальних досліджень, точністю вимірювання, комп'ютерною та статистичною обробкою результатів експерименту, їхньою відтворюваністю, узгодженістю з наявними практичними та теоретичними результатами вітчизняних та закордонних авторів.

Наукова новизна роботи.

Вперше розроблено електрохімічний критерій корозійно-втомного руйнування корозійнотривких сталей та одержано аналітичну залежність, що пов'язують їхню схильність до корозійної втоми з електрохімічними параметрами періоду зародження поверхневих тріщин. Це дозволяє за значеннями границі втоми на повітрі та додатковим деформаційним розчиненням пришвидшено оцінювати значення границі корозійної втоми.

Показано, що схильність нержавіючих сталей до корозійної втоми, в основному, визначається їхньою структурою. Вплив хімічного складу, зокрема вмісту основних легувальних елементів хрому та нікелю, є меншим і проявляється лише тоді, коли змінюється структура.

Встановлено, що в хлоридвмісних середовищах корозійна витривалість нержавіючих сталей більше залежить від інтенсивності руйнування пасивної плівки циклічними напруженнями, ніж її відновлення протягом 0,01 секунди.

Встановлено характер локалізації корозійних пошкоджень на нержавіючих сталях під дією циклічної деформації і оцінено середню швидкість розчинення лише деформованих ділянок поверхні. Це дозволило встановити співвідношення інтенсивності процесів механічної активації і репасивації залежно від величини напружень.

Виявлено, що циклічна деформація нержавіючих сталей найбільше активує селективне розчинення марганцю, менше - заліза і ще менше - хрому та нікелю. Це призводить до зменшення коефіцієнта селективного розчинення Cr та Ni та збагачення ними поверхні металу і також до підвищення корозійної тривкості нержавіючих сталей в хлоридвмісних середовищах в 1,6-2,4 рази.

Показано, що циклічна деформація сприяє знецинкуванню латуні, яке залежить від механізму розчинення: під час іонізації цинку за дифузійною кінетикою її швидкість в 2-5 разів більша, ніж за електрохімічною. Виявлено, що вплив напружень змінюється з часом взаємодії із середовищем і є максимальним при = 0,3…0,5 с (швидкість розчинення зростає в 30-40 разів).

Вперше обґрунтовано і показано можливість існування у хлоридвмісних середовищах фізичної границі корозійної втоми корозійнотривких сталей та сплавів, руйнування яких визначається утворенням пошкоджень внаслідок пришвидшеного розчинення мікродеформованих ділянок поверхні.

Практична цінність роботи.

Розроблено експериментальну (патент України №50573 А) та експериментально-аналітичну методику пришвидшеного визначення границі корозійної втоми корозійнотривких сталей за електрохімічними параметрами початкової стадії руйнування, що дозволило в 10-15 разів інтенсифікувати вибір матеріалів для роботи в агресивних середовищах.

Розроблено методику оцінки (патент України №50572 А) стадійності корозійно-втомного руйнування корозійнотривких сталей, яка дозволяє за характером зміни густини струму поляризації оцінювати ступінь пошкодження та залишковий ресурс конструкційних металів.

Ранжовано нержавіючі сталі за їх схильністю до корозійної втоми, що дало можливість науково підійти до оцінки їх роботоздатності у хлоридвмісних середовищах під циклічним навантаженням.

Показано ефективність поверхневого пластичного деформування для підвищення корозійної витривалості зварних з'єднань нержавіючих сталей, які використовують на судноремонтних підприємствах для валопроводів та керуючих пристроїв.

Особистий внесок здобувача. Постановка задачі і вибір методології досліджень, безпосередня участь у їх виконанні, аналіз та узагальнення експериментальних даних, встановлення залежностей та їхньої адекватності виконані автором самостійно. Всі узагальнюючі положення та результати, що виносяться на захист, отримані автором особисто. У колективних публікаціях внесок автора переважає.

Апробація результатів роботи. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на V Республіканській конференції “Коррозия металлов под напряжением” (1989 р., Львів); Всесоюзній науково-практичній конференції “Теория и практика электрохимических процессов и экологические аспекты их использования” (1990 р., Барнаул); IV Республіканській науково-технічній конференції “Повышение надежности и долговечности машин и сооружений” (1991 р., Київ); I Міжнародній конференції “Конструкційні та функціональні матеріали. КМФ'93” (1993 р., Львів); IV Krajowej Konferencjj Korozyinej “Korozja'93” (1993 р., Варшава, Польща); International Conference “High Nitrogen Steels HNS-93, 95” (1993 р. Київ; 1995 р., Кіото, Японія); II, III, IV, V, VI Міжнародних конференціях-виставках “Проблеми корозії та протикорозійного захисту конструкційних матеріалів. Корозія-94, 96, 98, 2000, 2002” (1994, 1996, 1998, 2000, 2002 рр. Львів);.V Польській конференції “Korrosion'96 - Theory and Practice” (1996 р., Варшава, Польща); I Міжнародній конференції “Development, Testing and Application of Materials - MATEH-1996” (1996 р., Опатія, Хорватія); 3-th International Corrosion Congress (1996 р., Мельбурн, Австралія); The European Corrosion Congress “EUROCORR'97, '98, '99, 2000, (1997 р., Трондхайм, Норвегія; 1998 р., Утрехт, Нідерланди; 1999 р., Аахен, Німеччина; 2000 р., Манчестер, Англія); 7-th International Sympoz. on Electrochem EMCR 2000 “Methods in Corros. Research”, (2000 р., Будапешт, Угорщина); 3rd Kurt Schwabe Corrosion Symposium “Novel Materials and Methods for Improvement of Corrosion Resistance”, (2000 р., Закопане, Польща); 5-ому Міжнародному симпозіумі українських інженерів-механіків у Львові (2001 р., Львів); Міжнародному науково-технічному симпозіумі “Сучасні проблеми механіки матеріалів: фізико-хімічні аспекти та діагностика властивостей”, (2001 р., Львів); Internat. confer. “Modern Methods of Corros Monitoring for estimat.of substantial losses and costs” (2003 р., Юрата, Польща); Міжнародній конференції ”Конструкційна міцність матеріалів та ресурс обладнання АЕС” (2003 р., Київ); Міжнародній конференції “Захист від корозії і моніторинг залишкового ресурсу промислових будівель, споруд та інженерних мереж” (2003р., Донецьк).

Публікації. Основний зміст дисертації викладено в 50 публікаціях: 24 статті у наукових фахових журналах та збірниках, 23 публікації у збірниках матеріалів конференцій, симпозіумів та семінарів, 1 препринт та 2 патенти.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, десяти розділів, висновків списку використаної літератури (224 найменування) та додатків. Викладена на 292 сторінках друкованого тексту, містить 112 рисунків та 23 таблиці з яких 7 займають повністю площу сторінки.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми, показано зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами, сформульовані мета та завдання роботи, висвітлено її наукову новизну та практичну цінність, особистий внесок здобувача та апробацію результатів.

У першому розділі подано огляд сучасних уявлень про корозійно-втомне руйнування сталей та сплавів і його характерні ознаки. Розглянуто основні механізми зародження корозійно-втомних тріщин на металах та можливість їх реалізації на нержавіючих сталях. Показано важливість електрохімічних факторів під час взаємодії напружених металів із агресивними середовищами та можливість впливу на корозійну витривалість сплавів селективних корозійних процесів.

У другому розділі перелічені об'єкти та методи досліджень. У роботі використані нержавіючі сталі найпоширеніших класів: мартенситного - 20Х13; аустенітного - 08Х18Н10Т, 08Х18Г12Н5АБ; феритного - 10Х26Н5М2, 12Х17; аустенітно-мартенситного - 08Х17Н6Т, 09Х17Н7Ю, 08Х17Н5М3; мартенситно-феритного - 14Х17Н2 та аустенітно-феритного -08Х22Н6, а також цирконій та ніобій. Для вивчення впливу циклічного деформування на селективне розчинення за модельний матеріал брали латунь ЛС59-1, виплавляли сплави Zn-5%Al, Zn-15%Al та наносили гарячим способом покриття на основі сплавів цинку. Випробування проводили в хлоридвмісних середовищах з різним рН. Сталі 15Х2МФА та 15Х2НМФА досліджували в розчині 12 г/л H₃BO₃ рН8, Т = 253 0,5 К, за умов пасивації.

Випробування на втому проводили на установці, на якій за повного занурення в електроліт можна було деформувати зразки чистим згином при обертанні з частотою 50 Гц. Установка також дозволяла здійснювати електрохімічні вимірювання та мікроскопічний (х400) огляд поверхні зразків. Базова кількість циклів на повітрі та корозивному середовищі відповідно становила 10 та 50…150 млн. Репасивацію сталей та сплавів вивчали після зачищування поверхні зразків склом

Кількісний хімічний аналіз розчинів виконували на фотоелектроколориметрі ФЕК-56М; поелементний склад поверхневих шарів металів визначали методом оже-електронної спектроскопії на приладі JAMP/JEOL. Для електрохімічних досліджень використовували потенціодинамічну, потенціостатичну і циклічну вольтамперометрію, метод ступінчастої зміни потенціалу, хроноамперометрію та хронопотенціометрію. Швидкість зміни потенціалу 1 мВ/с. Використовували потенціостати П-5848, ПИ-50-1.1 та осцилограф С8-13. Електродами порівняння були насичений хлоридсрібний і каломельний. Всі потенціали приведені до водневого електрода (н.в.е.). Для обробки результатів досліджень застосовували кореляційний, регресійний та дисперсійний аналізи.

У третьому розділі наведено результати досліджень впливу механічних властивостей та структурного стану нержавіючих сталей різних класів з вмістом хрому від 12 до 26% (більше 20 марок) на їхню витривалість на повітрі та в корозивному середовищі. Встановлено, що зі збільшенням їх границі міцності під час розтягу (_b) вимальовується чітка тенденція зростання границі втоми зразків (_-1). Значення границі корозійної втоми (_-1с) нержавіючих сталей практично не залежить від величини _b, що підтверджує аналогічний висновок, зроблений Г.В. Карпенком для вуглецевих та низьколегованих сталей. Схильність нержавіючих сталей до корозійної втоми, яка характеризується коефіцієнтом циклічної міцності за впливу середовища ( = _-1с / _-1), визначається переважно структурним станом і зростає залежно від їхнього класу в такій послідовності: аустенітний, аустенітно-феритний, феритний, аустенітно-мартенситний, мартенситно-феритний, мартенситний. Отже, сталі, які мають мартенсит як структурну складову, найчутливіші до корозійної втоми. Враховуючи, що структурний стан сталей залежить від їхнього хімічного складу та термічної обробки, розглянуто вплив хрому та нікелю, як основних легуючих елементів, на їхню корозійну витривалість. Із залежності коефіцієнта b від вмісту в сплавах цих елементів видно, що навіть при майже однаковій їх концентрації в сталях різних класів мартенситна складова в структурі сприяє підвищеній чутливості до дії хлоридвмісного середовища під час циклічного деформування зразків (рис. 1 а, б). Зі збільшенням вмісту Cr та Ni в сталях одного класу їхня схильність до корозійної втоми практично не змінюється. Проте коефіцієнт циклічної міцності за впливу середовища може істотно відрізнятися в межах сталей одного класу при практично однаковому вмісті хрому.

Ці тенденції підтверджуються, коли провести розрахунок і перейти до еквівалентного вмісту феритоутворюючих та аустенітоутворюючих компонентів в сплавах. Тобто вплив хімічного складу нержавіючих сталей на їхню схильність до корозійної втоми значно слабший, ніж структури, і проявляється лише тоді, коли змінюється структура.

У четвертому розділі наведено результати електрохімічних досліджень корозійно-втомного руйнування нержавіючих сталей, які проводили за умов рівності потенціалів поляризації і корозійного (Е_пол = Е_кор). При цьому за відсутності напружень струм поляризації дорівнює нулю, а його зміна пов'язана виключно із деформаційною активацією поверхні. Точність та адекватність відображення процесів взаємодії напруженого металу із середовищем на кривих залежності струм поляризації - кількість циклів деформування (і_пол - N), що одержані за таких умов, забезпечується великим діапазоном зміни і_пол (5 - 7 порядків) і його залежністю від площі механічно активованих ділянок металу та ефективності роботи деформаційних гальванопар. Їхнє функціонування під навантаженнями нижче границі втоми на повітрі є визначальним у корозійно-втомному пошкодженні металу. Це обумовлено тим, що тут основним знеміцнюючим фактором є корозія напруженого металу, тобто без впливу середовища руйнування не протікає.

На основі залежностей і_пол - N для нержавіючих сталей різних класів побудовано типову криву і_пол - N, яка відповідає корозійно-втомному руйнуванню нержавіючих сталей. На ній можна виділити чотири основні характерні ділянки, що відповідають окремим стадіям руйнування зразків. Початкові різкі зміни густини струму поляризації після навантаження зразка (перші 3-6 тисяч циклів) пов'язані з тим, що внаслідок пружно-пластичної деформації в багатьох місцях одночасно руйнуються поверхневі оксидно-гідроксидні плівки і оголюється ювенільний метал. Подальша повільніша зміна і_пол відповідає розвитку зсувоутворення (Іа), яке менш інтенсивно пошкоджує пасивну плівку, ніж на початку. Багаторазове повторення процесу “мікродеформація, руйнування пасивної плівки - електрохімічна активація - локальне розчинення - репасивація” приводить до утворення виразкоподібних корозійно-втомних пошкоджень (Іб), які є ефективними концентраторами напружень. Після досягнення біля них критичних значень напружень починають утворюватись мікротріщини. Друга ділянка типової кривої відтворює ріст цих тріщин (ІІв) з поступовим виділенням з них декількох основних (ІІг). Далі спостерігається переважальний ріст однієї чи декількох тріщин (ІІІд, е), що завершується повним руйнуванням зразка (ділянка ІV).

Подальше вивчення корозійної втоми нержавіючих сталей проводили, концентруючи увагу на початковій стадії руйнування (I-і ділянки кривих, що відділені лінією А-А. Шляхом інтегрування І ділянки кривих і_пол - N для різних сталей розраховували кількість електрики (Q_зар, яка йде на додаткове розчинення металу внаслідок активації його поверхні циклічною деформацією на етапі утворення корозійно-втомних пошкоджень до зародження тріщин:

(1)

Адекватно оцінити деформаційне пришвидшення розчинення нержавіючих сталей та його вплив на їхню витривалість можна лише, порівнюючи із корозійним розчиненням недеформованого металу, яке пропорційне до величини і_кор

Q_кор = і_кор Чt_зар,

де і_кор - корозійний струм; t_зар - час до зародження тріщин). Співвідношення цих величин

a = Q_зар / Q_кор

характеризуватиме відносне деформаційне розчинення сталей при певних рівнях механічних напружень і інтенсивність взаємодії циклічно деформованого металу із корозивним середовищем.

Залежності

lg(Q_зар / Q_кор) - ±s

в дзеркальному зображенні дуже подібні за формою до кривих корозійної втоми: зниження амплітуди циклічних напружень супроводжується зменшенням lga, а на кривих lgN - ±s - зростанням корозійної витривалості. Встановлено, що за амплітуди циклічних напружень, близьких до границі корозійної втоми, величина lga знаходиться в інтервалі -1…-2 (або a = 10^-1 - 10^-2). Тобто цей інтервал значень a можна вважати критичним для цього співвідношення: при 10^-1 зростає імовірність корозійно-втомного руйнування, а при . 10^-2 воно не проходить. Водночас важливим є те, що відносне деформаційне розчинення без руйнування зразків визначається лише за періодом зародження тріщин. Це пришвидшує оцінку рівня границі корозійної втоми в ~20-30 разів.

Коли відносне деформаційне розчинення становить більше, ніж десяту частину від корозійних втрат недеформованих нержавіючих сталей, то різко зростає імовірність розвитку їхнього руйнування. Таке співвідношення пояснюється локалізацією корозійно-механічного розчинення, що є набагато більшим знеміцнюючим фактором, ніж рівномірна корозія.

П'ятий розділ присвячено вивченню локалізації корозійно-втомних пошкоджень (КВП) на нержавіючих сталях. Мікроскопічний аналіз поверхні деформованих у корозивному середовищі зразків виявив, що зі збільшенням кількості циклів навантажень кількість корозійно-втомних пошкоджень спочатку інтенсивно зростає, а потім змінюється незначно. Встановлено, що на завершальному етапі інкубаційного періоду зі зростанням амплітуди циклічних напружень кількість корозійно-втомних пошкоджень зменшується, а площа максимальних з них розширюється. Співвідношення великої та малої осей еліпсоподібних пошкоджень (h/l) зменшується зі збільшенням прикладених навантажень, тобто вони стають круглішими. Це пов'язано з тим, що за вищих напружень мікропластична деформація охоплює більші об'єми металу і зменшується локалізація розчинення сталі в околі великої діагоналі КВП. Форма найменших пошкоджень, що надалі практично не розвиваються, наближається до круга (h/l ® 1).

За однакових напружень (±s = 350 МПа) найбільше пошкоджень утворюється на поверхні сталі 08Х18Г12Н5АБ, але за площею вони найменші (S ” - 1,3Ч10^-6 cм²). Максимальні розміри КВП для сталей 20Х13 та 08Х17Н6Т практично однакові ~ (3,7 - 3,9)Ч10^-6 cм². На основі цих результатів оцінено загальну площу корозійно-втомних пошкоджень (S_S), що припадає на одиницю поверхні зразка (рис. 5). Зі збільшенням прикладених циклічних напружень S_S зростанням для всіх сталей. Використовуючи значення кількості електрики (Q_зар), що визначає додаткове розчинення напруженого металу на етапі утворення КВП для різних сталей, розраховано середні значення сили та густини струму розчинення лише для поверхні, де пошкоджена пасивна плівка (і_дп). Залежність і_дп - ±s свідчить про зростання інтенсивності розчинення деформованої поверхні з підвищенням рівня напружень, а також про те, що ефективність роботи деформаційних гальванопар на різних сталях різна.

Під навантаженнями, що дорівнюють границі втоми сталей 20Х13, 08Х17Н6Т, 08Х18Г12Н5АБ, густина струму розчинення локально деформованої поверхні відповідно становить 127; 1,3; 0,56 мА/см². Враховуючи те, що під час роботи деформаційних гальванопар площа катода значно перевищує площу анодних ділянок, слід було би очікувати максимально можливих струмів розчинення при утворенні КВП (і_гр). Значення і_гр оцінено за результатами електрохімічних досліджень цих сталей у 18% розчині HCl, де вони кородують в активному стані. Величина і_гр становить ~ 4Ч10² мА/см². Розбіжність між і_дп та і_гр пояснюється протіканням репасивації активованих деформацією ділянок поверхні. Отже, величина і_дп/і_гр повинна була б характеризувати співвідношення ефективностей процесів активації та репасивації деформованих ділянок металу, тобто ефективність роботи деформаційних гальванопар: при і_дп/і_гр ® 1 репасивація не протікає, при і_дп/і_гр ® 0 вона повністю пригнічує активацію. Для сталей, що досліджували під напруженнями, рівними границі втоми на повітрі, і_дп/і_гр становить 3,2Ч10^-1 (20Х13), 3,3Ч10^-3 (08Х17Н10Т) та 1,4Ч10^-3 (18Х18Г12Н5АБ). Аналогічною є і їхня схильність до корозійної втоми. Отже ефективність роботи деформаційних гальванопар залежить від співвідношення інтенсивності деформаційної активації поверхні та швидкості репасивації і визначає ступінь пошкодження нержавіючих сталей під час корозійної втоми, а за напружень, рівних границі втоми - корозійну витривалість. Цю величину можна оцінити також лише за середньою густиною струму розчинення локально деформованої поверхні сталей (і_дп,), бо і_гр = const. Значення цих параметрів при = _-1 для різних корозійнотривких сталей мали б бути тісно пов'язані із їхньою схильністю до корозійної втоми.

У шостому розділі наведено результати досліджень впливу процесів відновлення механічно зруйнованої пасивної плівки (репасивації) на формування і розвиток корозійно-втомних пошкоджень та схильність корозійнотривких сталей до корозійної втоми.

Репасивація механічно активованих поверхонь пасивних сплавів зменшує швидкість локального розчинення ювенільного металу і тому має також впливати на інтенсивність утворення КВП. Щоб перевірити це припущення, досліджено характер репасивації різних корозійнотривких сплавів після знімання пасивної плівки зачисткою поверхні склом. Відпрацювання методики показало, що значення потенціалу та струму поляризації при Е_пол = Е_кор зразків після зачисткиі практично стабілізуються і не змінюються з часом під навантаженнями на скляний різець Р 40 Н. При цьому контактні напруження знаходяться в межах області пружної деформації.

Встановлено, що після знімання пасивної плівки електродний потенціал усіх досліджених сталей та сплавів зміщується в область негативних значень та зростає густина струму поляризації. Припинення активації поверхні супроводжується ростом потенціалу та зниженням густини струму поляризації, інтенсивність яких для різних металів різна.

Використовуючи лише характер зміни потенціалу з часом, важко оцінити ступінь впливу репасивації на розчинення активованої поверхні. Тому досліджено зміну струму поляризації за потенціалу поляризації, рівного корозійному. При цьому початковий струм поляризації дорівнює нулю і будь-які його зміни пов'язані лише із механічною активацією та електрохімічною репасивацією поверхні.

На кривих струм поляризації - час репасивації (і_пол - ) для всіх досліджених металів спостерігається різка початкова зміна і_пол, яка через деякий час (_п) стає плавнішою. Час, протягом якого це відбувається, для різних сталей становить _п = 0,1-0,3 с. За цей проміжок значення струму поляризації зменшується більше, ніж навпіл. При цьому, згідно із літературними джерелами, первинна поверхнева плівка, що є основним гальмівним фактором анодного процесу, вже сформована і далі йде її трансформування та ріст.

Для проміжку часу від =0 до _п знайдено аналітичні залежності для репасивації корозійнотривких сталей за експоненційним законом і = і₀ехр(-). Спостерігаючи за величиною постійної репасивації () бачимо, що найшвидше пасивна плівка відновлюється на сталі 09Х17Н7Ю (=62,5) і найповільніше - на 08Х17Н6Т (=5,3). Порівнюючи значення і коефіцієнта циклічної міцності за впливу середовища () для різних сталей, який характеризує схильність до корозійно-втомного руйнування, зауважили різні тенденції їхньої зміни під час переходу від одного металу до іншого. Порядок зростання для випробуваних сталей не збігається із порядком зменшення . Отож, важко провести паралелі між швидкістю відновлення пасивної плівки на сталі і її схильністю до корозійно-втомного руйнування.

Це також підтверджується співвідношенням та кількості електрики, що йде на додаткове розчинення металу під час репасивації зачищеної поверхні, протягом першої секунди (Q₁). Суттєвіші матеріальні втрати при розчинені активованої сталі не відповідають більшій схильності до корозійної втоми. Тобто, основну роль у гальмуванні розчинення механічно активованої поверхні корозійнотривких сталей відіграють швидкодіючі адсорбційні процеси, а не ріст і трансформація поверхневої плівки протягом 0,01 с.

Порівняння репасивації нержавіючих сталей та титанового сплаву ПТ5В показало, що для останнього характерний повільніший спад струму поляризації і кількість електрики, пропорційна кількості розчиненого під час відновленні пасивної плівки металу, більша (Q₁=0,412). Тобто середній струм розчинення активованого титанового сплаву під час репасивації і відповідно його пошкодження мали б бути більшими. Однак з літератури відомо, що зниження його витривалості в 3% розчині NaCl є меншим, ніж нержавіючих сталей. Отже, репасивація протягом 0,01 с не є визначальною у корозійній витривалості нержавіючих сталей, що ще раз підтверджує попередній висновок. Вона суттєвіше залежатиме від інтенсивності пошкодження пасивної плівки, яке протидіятиме репасивації і забезпечуватиме високий середній рівень розчинення активованої напруженнями поверхні.

Дослідження в деаерованому аргоном 3% водному розчині NaCl показали, що відновлення пасивних плівок тут протікає повільніше, ніж за вільного доступу повітря. Це свідчить про те, що утворення на поверхні металу захисних плівок відбувається інтенсивніше, коли в розчині присутній кисень. Значить, гальмування розчинення механічно активованої поверхні мало би бути меншим, а утворення корозійно-втомних пошкоджень пришвидшеним. Однак випробуваннями зразків із сталі 20Х13 на корозійну втому в деаерованому розчині не встановлено зниження її витривалості, що ще раз підтверджує зроблений висновок: ріст і перетворення поверхневої плівки протягом 0,01 с не можна назвати визначальним фактором корозійної витривалості корозійнотривких сталей та сплавів, причому незалежно від пасивуючого реагенту. Враховуючи, що зміна умов репасивації, які визначають протікання адсорбційних процесів та формування пасивних плівок, не змінюють витривалість нержавіючих сталей, зроблено припущенння, що їх схильність до корозійної втоми залежить в першу чергу від інтенсивності електрохімічної активації поверхні, тобто від інтенсивності мікродеформації, яка викликає руйнування захисних плівок.

У сьомому розділі подано результати, які обґрунтовують можливість існування фізичної границі корозійної втоми для корозійнотривких сталей та сплавів у розчинах хлоридів. Тісний зв'язок відносного деформаційного розчинення з корозійною витривалістю та існування інтервалу його критичних значень наштовхує на думку про можливість досягнення граничних величин і_пол, що відповідають циклічним напруженням, коли корозійно-втомні пошкодження не мають критичних розмірів і не зумовлюють руйнування зразка. Загалом причини виникнення корозійно-втомних пошкоджень повинні б зникати тоді, коли механічні напруження не викликають руйнування пасивної плівки. При цьому їхні електрохімічні властивості не повинні змінюватися.

Дослідження впливу циклічних напружень _-1с на електрохімічні властивості нержавіючих сталей показали, що під навантаженнями, рівними границі корозійної втоми, максимальне зміщення потенціалу в бік негативних потенціалів становить всього 0,008…0,020 В. При цьому струм поляризації зростає і досягає (1,0…1,6)10^-5 мА/см², а після 120…500 тисяч циклів знижується до нуля і змінює свій знак (рис. 9). Тобто поляризація з анодної переходить в катодну, що викликано зміщенням загального електродного потенціалу до позитивніших значень порівняно із вихідним стаціонарним. В цих умовах після базової кількості циклів корозійні струми порівняно із вихідними значеннями знижуються в ~ 1,6…2,0 раза та на ~0,02-0,06 В зростають потенціали пітінгоутворення. Це свідчить про деяке покращання захисних властивостей поверхневих пасивуючих плівок, що може також бути передумовою зростання корозійної витривалості.

Зі зменшенням рівня циклічних навантажень нижче границі корозійної втоми нержавіючих сталей початкових змін потенціалу та струму поляризації не зафіксовано для сталей 20Х13 при 30 МПа, для 08Х17Н6Т при 180 МПа, а для 08Х18Г12Н5АБ при 200 МПа. Тобто за цих напружень пасивні плівки не руйнуються і відповідно умови утворення корозійно-втомних пошкоджень мали би бути відсутні. Випробування зразків цих сталей відповідно при навантаженнях = 50; 180; 220 МПа протягом 150 млн. циклів не привели до руйнування.

Аналізуючи подані вище результати припускали, що в корозійному середовищі для корозійнотривких сталей теж може існувати такий рівень циклічних напружень, який не викликає незворотних змін, що приводять до руйнування зразків. Це, в першу чергу, справджується під час навантажень, за яких не протікає механічне руйнування пасивних плівок і відповідно не спостерігається електрохімічна активація поверхні. Тріщини також не будуть зароджуватимуться, якщо розвиток корозійно-втомних пошкоджень, які виникають на поверхні, не прогресуватиме і не досягатимуться критичні напруження. Отже, фізична границя корозійної втоми може реалізуватися для корозійнотривких сталей, руйнування яких визначається утворенням пошкоджень внаслідок пришвидшеного розчинення мікродеформованих ділянок поверхні. Це створює передумови для розробки електрохімічного критерію корозійно-втомного руйнування, за яким можна визначити циклічні напруження, що не викликають критичної електрохімічної активації.

Можливість існування фізичної границі корозійної втоми для пасивних металів підтверджують дослідження властивостей ніобію та цирконію в розчині 3 %NaCl+HCl (pH2). Випробування на корозійну втому показали, що Nb та Zr в даному середовищі практично не схильні до корозійної втоми. Значення границі втоми та корозійної втоми для них збігаються і відповідно рівні 180 та 260 МПа. Циклічне деформування зразків при _-1с до 100 млн. циклів теж не призводить до їхнього руйнування.

Характер зміни струму поляризації при циклічних навантаженнях = _-1с показує, що, незважаючи на відсутність впливу середовища на витривалість Nb та Zr, початкова електрохімічна активація все таки існує: максимальні значення і_пол протягом періоду зародження тріщин відповідно дорівнюють 3,510^-5 та 4,010^-5 мА/см². Як і для нержавіючих сталей, через деякий час вони знижуються до нуля і змінюють напрямок. Отже, незважаючи на те, що циклічні напруження при _-1с можуть руйнувати пасивну плівку та активувати взаємодію із середовищем, все-таки може існувати фізична границя корозійної втоми в хлоридвмісних середовищах для пасивних сталей та сплавів.

На основі закономірностей зміни струму поляризації при навантаженнях, рівних границі корозійної втоми (рис.9), розроблено метод пришвидшеного її визначення. Він полягає в тому, що потенціал підготовленого до корозійно-втомних досліджень зразка потенціостатично підтримують рівним потенціалу корозії в ненапруженому стані. Далі прикладають циклічне механічне навантаження і безперервно реєструють густини струму поляризації. Після початкового різкого збільшення його значень (1…2 хв) і_пол зменшується. За умови, що зразок не зруйнується протягом базової кількості циклів (N = 50 млн. циклів), і_пол швидше, ніж через ~ 800 тисяч циклів, досягне нуля і змінить напрямок на протилежний. Якщо ж в зразку зародиться тріщина, яка згодом зумовить його повне руйнування, то і_пол, не досягнувши нуля, через деякий час почне збільшуватись. При високих циклічних напруженнях струм поляризації після початкового різкого зростання може і надалі плавно збільшуватись. Це свідчить, що вибрані напруження значно вищі за границю корозійної втоми. За границю корозійної втоми вважають максимальне значення циклічних механічних напружень, коли змінюється напрямок струму. Цей метод дозволяє визначати границю корозійної втоми в 10-15 разів швидше.

Восьмий розділ присвячений розробці критерію корозійно-втомного руйнування нержавіючих сталей на основі їхніх властивостей на початковій стадії руйнування, тобто до зародження тріщин. Аналіз результатів електрохімічних досліджень корозійної втоми показав, що зростання схильності нержавіючих сталей до корозійної втоми корелює із збільшенням початкових максимальних значень густини струму поляризації (і_max), відносним деформаційним розчиненням протягом періоду зародження тріщин () та густиною струму розчинення локально деформованої поверхні (і_дп) при навантаженнях рівних границі втоми на повітрі (рис. 10). Це наводить на думку про можливість оцінки корозійної витривалості корозійнотривких сталей за електрохімічними характеристиками стадії зародження тріщин і знаходження електрохімічного критерію їхньої схильності до корозійної втоми.

Для характеристики схильності корозійнотривких сталей до корозійної втоми найбільше підходить густина струму розчинення локально деформованої поверхні , тому що вона характеризує ефективність роботи деформаційних гальванопар, яка залежить від співвідношення інтенсивності процесів механічної активації та швидкості репасивації ділянок металу з пошкодженою пасивною плівкою. Однак визначення і_дп є дуже трудомістким процесом, окрім того, для знаходження коефіцієнта кореляції та аналітичної залежності між змінними замало даних.

Значення і_max та lg для сталі 20Х13 на противагу іншим сталям відхиляється від майже лінійної залежності. Це можна пояснити тим, що при навантаженнях, які дорівнюють границі втоми на повітрі, для цієї сталі в 3%-му розчині NaCl характерним є розвиток пітінгової корозії. Хоча корозійно-втомні пошкодження розвиваються внаслідок розчинення мікродеформованих ділянок металу, пітінгоутворення спричиняє додаткову електрохімічну активацію, яка є причиною завищених значень і_max та . Якщо не враховувати сталі 20Х13, то спостерігається чітка лінійна залежність між цими величинами та .

Максимальні значення струму поляризації протягом перших двох хвилин деформування зразків (3…6 тисяч циклів) не можуть дати достатньо повну характеристику процесу взаємодії деформованих металів із корозивним середовищем. Однак оцінка вагомості взаємозв'язку між i_max та b за коефіцієнтом кореляції (r), показала високу його щільність: r = 0,967. Перевірка значущості цього зв'язку за критичними значеннями коефіцієнта кореляції виявила, що він має не випадковий характер. Для одержання математичної залежності зв'язку між цими величинами проводили регресійний аналіз, використовуючи метод найменших квадратів. Внаслідок цих розрахунків одержано аналітичну залежність максимальних значень струму поляризації протягом інкубаційного періоду від коефіцієнта циклічної міцності за впливу середовища: