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

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Фізико-механічний інститут ІМ. Г.В. Карпенка

КАЛАХАН Олег Степанович

УДК 620.194.23:621.785:669.295

закономірності і Механізм корозії та корозійно-втомного РУЙНУВАННя ТИТАНОВИХ СПЛАВІВ у середовищах РІЗНОЇ ПРОТОГЕННОСТІ

05.17.14 - хімічний опір матеріалів та захист від корозії

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Львів - 2008

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, м. Львів, заступник директора з НДР.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Никифорчин Григорій Миколайович,

Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, завідувач відділу корозійно-водневої деградації та захисту матеріалів.

доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Герасименко Юрій Степанович,

Національний технічний університет України «КПІ», м. Київ, кафедра технології електрохімічних виробництв, завідувач сектора .

доктор хімічних наук, професор

Кублановський Валерій Семенович,

Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України, м. Київ, завідувач відділу електрохімії водних розчинів.

Захист відбудеться “5” листопада 2008 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.226.02 у Фізико-механічному інституті ім. Г.В. Карпенка НАН України за адресою: 79601, Львів, МСП, вул. Наукова, 5.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України (79601, Львів, МСП, вул. Наукова, 5).

Автореферат розісланий “22” вересня 2008 р.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор технічних наук Погрелюк І.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Сплави на основі титану застосовуються у високотехнологічних галузях промисловості, зокрема для виготовлення елементів ядерних енергетичних установок, теплообмінних систем різного призначення, у хімічному та авіаційному машинобудуванні, кріогенній техніці тощо. Перевагою цих сплавів є висока питома міцність, корозійна та радіаційна тривкість при задовільній технологічності. Однак для розширення області застосування, забезпечення експлуатаційної надійності та збільшення ресурсу елементів конструкцій таких об'єктів, 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.

Вагомий вклад у вивчення електрохімічних та корозійних властивостей титану та його сплавів зробили Я.М. Колотиркін, Ю.С. Рускол, А.М. Сухотін, Н.Д. Томашов, R.D. Armstrong, T.R. Beck, A. Caprani, E.J. Kelly, J.A. Harrison, K. Nobe, T. Thomas. Дослідженню впливу структурного стану сплавів на їх руйнування присвячені праці М.Я. Бруна, С.Г. Глазунова, В.А. Гладковського, Б.А. Колачова, В.А. Маричева, Р.К. Мелєхова, В.М. Федірка, Б.Б. Чечуліна, M.J. Blackburn, J.A. Feeney та ін.

Значна частина опублікованих матеріалів про електрохімічну та корозійну поведінку титану відноситься до кислих та нейтральних розчинів. Наявні ж дані щодо лужних середовищ стосуються здебільшого вивчення перенапруги водню на титані та деяких закономірностей утворення на ньому пасивувальних оксидних шарів. 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.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи виконані у рамках держбюджетних науково-дослідних тем відділу фізико-хімічних методів зміцнення матеріалів Фізико-механічного інституту ім. Г.В. 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, (19961998 рр.); “Дослідження кінетики активації та репасивації поверхні металів при їх корозійно-механічному руйнуванні”, № ДР 0100U004852 (19992001 рр.); “Дослідження механізму корозійно-механічного руйнування матеріалів з високою електрохімічною гетерогенністю”, № ДР 01024002665 (20022004 рр.); ”Вивчення механізму корозії активованих механічними напруженнями легких сплавів із поверхнево модифікованими шарами та покриттями”, № ДР 0105U004303 (20052007 рр.); ряду госпдоговорів із Південно-Українською, Рівненською та Хмельницькою АЕС.

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - теоретико-експериментальні дослідження впливу середовищ різної протогенності на закономірності процесу корозії та корозійної втоми титанових сплавів для поглиблення теоретичних уявлень про механізм їх корозії і корозійно-механічного руйнування та раціонального вибору методів підвищення їх роботоздатності.

Для досягнення поставленої мети необхідно було розв'язати такі фундаментальні та прикладні задачі:

- обґрунтувати вибір методичних підходів для вивчення кінетики корозії титанових сплавів у середовищах різної протогенності;

- дослідити основні парціальні електродні процеси на титанових сплавах в апротонних та протогенних середовищах залежно від інтенсивності потоку середовища та визначити кінетичні та енергетичні характеристики: коефіцієнт дифузії деполяризатора, ефективну енергію активації;

- оцінити вплив циклічного навантаження на закономірності зміни електродних потенціалів сплавів, встановити роль свіжоутворених циклічними навантаженнями поверхонь у кінетиці корозійно-втомних процесів;

- з'ясувати вплив зовнішнього електричного поля на поширення втомних тріщин у титанових сплавах у водних розчинах аміаку для оптимізації параметрів електрохімічного захисту;

- оцінити вплив фретинг-корозії на опір втомному руйнуванню титанових сплавів у високоагресивних водних хлоридних розчинах;

- вивчити вплив газотермічних покриттів на опір фретинг-втомному руйнуванню титанових сплавів;

- з'ясувати механізм корозійного руйнування газотермічних покриттів у середовищах високої агресивності.

Об'єкт дослідження - корозія та корозійно-механічне руйнування a-, псевдо-a та () титанових сплавів систем TiAl марки ВТ5, TiAlV марки ПТ-3В, TiAlVZrSn марки ТС-5, TiAlVMo марок ПТ-5В, ВТ-14, у т.ч. з газотермічними покриттями, у середовищах різної протогенності.

Предмет дослідження - електродні процеси на початковій стадії корозії та зародження і розвитку корозійно-механічного руйнування титанових сплавів в апротонних та протогенних середовищах за змінної швидкості ламінарного потоку в діапазоні температур від кімнатної до 363 К.

Методи дослідження - вольтамперометрія на дисковому обертовому (ДОЕ) та ртутному крапельному (РКЕ) електродах, потенціодинамічна вольтамперометрія, потенціометрія; метод Акімова та Кларк визначення зміщення потенціалу під час зачистки поверхні, метод зняття кривих спадання потенціалу та струму поляризації на свіжоутворених поверхнях (СУП) та їх потенціодинамічні дослідження; температурно-кінетичний метод визначення ефективної енергії активації корозійного процесу; оптична, електронно-мікроскопічна металографія та фрактографія; профілографія; рентгеноструктурний та точковий мікрорентгеноспектральний аналізи; визначення механічних та корозійно-механічних властивостей сплавів, включаючи абразивне зношування, фретинг-втому та підходи механіки руйнування.

Наукова новизна одержаних результатів.

Встановлено закономірності впливу протогенності середовищ на кінетику електродних процесів на поверхні титанових сплавів. Виявлено, що інтенсифікація корозії сплавів у середовищах із вищою протогенністю визначається дифузійною стадією катодного процесу, для якої визначено коефіцієнт дифузії деполяризатора та ефективну енергію активації. Вперше виявлено, що анодне окиснення сплавів в апротонних середовищах одностадійне, а в протогенних - двостадійне, що пов'язано з різним ступенем окиснення металу в утворюваних оксидних плівках.

Вперше отримано кількісні електрохімічні характеристики впливу циклічної деформації на репасивацію (+) сплаву в розчинах хлоридів в інтервалі часу 5 мс та встановлено, що циклічно деформована поверхня репасивує за експоненційним законом повільніше, а інтенсивність корозійних процесів за напружень, близьких до границі корозійної втоми, зростає вдвічі проти недеформованої. За вищих напружень інтенсивність розчинення металу може зрости у 7…10 разів.

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 бар'єрних плівок.

Виявлено, що на стадії розвитку корозійно-втомних тріщин електродний потенціал сплавів зміщується в область від'ємніших значень на 220…595 мВ при підвищенні розмаху коефіцієнта інтенсивності напружень ДК від припорогового до ДK ~ 20 МПа, що відповідає середній ділянці кінетичної діаграми росту тріщини. Це свідчить про значну інтенсифікацію електрохімічних процесів на свіжоутвореній поверхні тріщини. Час стабілізації потенціалу Е_стаб приблизно 10…30 с та практично не залежить від рівня ДK.

Встановлено лінійну залежність стабілізованого значення електродного потенціалу Е_стаб від логарифму ДK для сплаву ПТ-3В різної структури у водному розчині аміаку змінної концентрації та температури середовища від кімнатної до 333 К. На основі цієї залежності встановлено, що розвиток корозійно-втомних тріщин у сплаві за припорогових навантажень відбувається переважно за механізмом анодного розчинення, тоді як за вищих рівнів ДK шляхом водневого окрихчення.

На підставі експериментальних залежностей ефективної енергії активації від потенціалу поляризації вперше визначено лімітуючі стадії корозії плазмових покриттів, перспективних для захисту та відновлення розмірів лопаток парових турбін. З'ясовано механізм розвитку їх локальної корозії міжкристалітної, структурно-вибіркової та виразкової при корозійній фретинг-втомі в хлоридних середовищах. Виявлено послідовний перехід корозійного процесу з кінетичної області до змішаної та дифузійної.

Практичне значення одержаних результатів.

· Встановлено вплив концентрації водних розчинів аміаку (0,5...10,0%) на опір корозії сплаву ПТ-3В залежно від його структури.

· Визначено оптимальне значення захисного катодного потенціалу (0,25...0,29 В від потенціалу корозії) для електрохімічного захисту сплаву ПТ-3В від корозійно-втомного руйнування у водних розчинах аміаку.

· Обґрунтовано ефективність застосування відновних газотермічних покриттів для захисту елементів титанових лопаток турбін енергетичних установок від фретинг-втомного руйнування та показано, що за умов корозійної фретинг-втоми найефективніше покриття на основі оксидів алюмінію (Ni)(Al₂O₃), яке відзначається також високою корозійною тривкістю та опором корозійно-абразивному зношуванню.

· Оцінено захисні властивості плазмових покриттів і рекомендовано для використання у розчинах сульфатної кислоти покриття типу 65%NiCrBSi+35%WC марки ПС-12НВК-01 та покриття тугоплавкими карбідами типу (Ni)(TiCCr₃C₂). Покриття модифікованим порошком сплаву ТС-8 найпридатніше в хлоридних середовищах.

· Розроблено заходи щодо запобігання фретинг-втомному руйнуванню бандажних поличок великогабаритних титанових лопаток потужних турбін АЕС, які впроваджено на Південно-Українській АЕС, Хмельницькій АЕС та Рівненській АЕС. Розроблено рекомендації щодо корегування технологічних режимів термопластичного деформування сплавів для виготовлення виробів хімічного машинобудування, які використані в ТзОВ „Завод Техмаш” (м. Калуш, Івано-Франківська обл.) при промисловому освоєнні титанових сплавів (акти впровадження від 04.09.2006 р.).

Особистий внесок здобувача. Найголовніші результати роботи отримані дисертантом самостійно. У працях 3, 5, 7, 18, 25 автору належать експериментальні дослідження, систематизація, узагальнення та інтерпретація результатів. У працях 1, 16, 17, 19, 2124 дисертантові належать постановка задачі та методологія її реалізації, проведення експериментальних досліджень, узагальнення одержаних результатів.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідались на: IV Респ. наук.-техн. конф. “Повышение надежности и долговечности сооружений” (Одеса, 1991); II, III, IV, V, VI, VII, VIІІ, IX Міжнар. конф.-виставках “Проблеми корозії та протикорозійного захисту конструкційних матеріалів” (Львів, 1994, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004, 2006, 2008); ІІ Міжнар. симп. “Mis-Matching of Welds” (Геєстахт, 1996); V Загальнопольській конф. “Сorrosion'96” (Гданськ, 1996); Європ. конгресі “EUROCORR” (Утрехт, 1998; Фрайбург, 2007); 12-й Європ. конф. з руйнування ECF-12 (Шеффілд, 1998); III Міжнар. конгресі “Защита-98” (Москва, 1998); VI Загальнопольському симп. “Tytan i jego stopy. Przetwornictwo i zastosowanie w technice” (Oполє, 1999); II, III Міжнар. конф. “Механіка руйнування матеріалів і міцність конструкцій” (Львів, 1999, 2004); Міжнар. конф. “Зварні конструкції” (Київ, 2000); Міжнар. симп. “Сучасні проблеми механіки матеріалів: фізико-хімічні аспекти та діагностика властивостей”, (Львів, 2001); Українській конф. “Електрохімічний захист і корозійний контроль” (Сєвєродонецьк, 2001); III, IV Українських з'їздах з електрохімії (Львів, 2002; Харків-Алушта, 2005); VI, VIII Міжнар. симп. українських інженерів-механіків (Львів, 2003, 2007); Міжнар. конф. “Конструкційна міцність матеріалів та ресурс обладнання АЕС” (Київ, 2003); Міжнар. конф. “Захист від корозії і моніторинг залишкового ресурсу промислових будівель, споруд та інженерних мереж” (Донецьк, 2003); Наук. конф. “Львівські хімічні читання” (Львів, 2005); ІІІ Міжнар. конф. “Ті-2005 в СНГ” (Київ, 2005); Х Міжнар. конф. “Нові конструкційні сталі та стопи і методи їх оброблення для підвищення надійності та довговічності виробів” (Запоріжжя, 2005); Міжнар. конф. “Фізика конденсованих систем та прикладне матеріалознавство” (Львів, 2007).

У повному обсязі робота доповідалась на наукових семінарах: кафедри технічної електрохімії НТУ „Харківський політехнічний інститут” м. Харків, 2007 (керівник семінару д.т.н., проф. Б.І. Байрачний); відділів матеріалознавства та міцності і оптимізації конструкцій Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України - м. Харків, 2007 (співголови - д.т.н., проф. В.М. Мацевітий, д.т.н., проф. О.М. Щупіков); кафедри технології електрохімічних виробництв хіміко-технологічного факультету НТУУ „Київський політехнічний інститут” м. Київ, 2008 (керівник семінару д.т.н., проф. М.І. Донченко); відділу фізико-хімічних методів зміцнення матеріалів і спеціалізованого семінару «Корозія. Захист металів від корозії» Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України - м. Львів, 2007, 2008 (керівник семінару член-кор. НАН України, д.т.н., проф. В.І. Похмурський).

Публікації. Всього за темою дисертації опубліковано 61 наукову працю. Основні результати досліджень, які відображені в дисертації, опубліковані у наукових фахових виданнях, зокрема у наукових періодичних вітчизняних і зарубіжних виданнях, журналах і збірниках, що відповідають вимогам ВАК України 125.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, 7 розділів, висновків, а також списку використаних джерел із 389 найменувань та додатків. Робота викладена на 352 сторінках тексту, містить 157 рисунків та 39 таблиць, з яких 3 займають повністю площу сторінки.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми корозійно-механічного руйнування та корозії титанових сплавів у середовищах різної протогенності, сформульовано мету досліджень та основні напрями її досягнення. Показано зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами, відзначено наукову новизну отриманих результатів, наведено дані про їх апробацію та практичну цінність, про публікації, що відображають зміст роботи, а також зазначено особистий внесок здобувача у публікаціях, підготовлених за участі співавторів.

У першому розділі розглянуто сучасні уявлення про корозійно-втомне руйнування, проаналізовано існуючі погляди щодо основних механізмів зародження та поширення корозійно-втомних тріщин у металах та можливість їх реалізації в титанових сплавах. Основну увагу приділено впливу циклічного навантаження та структурного фактору на кінетику корозійно-механічного руйнування титанових сплавів, кінетичні особливості перебігу електродних процесів. Показано важливість врахування електрохімічних факторів під час взаємодії напружених металів із корозивно-активними середовищами різної протогенності для оцінки їх роботоздатності. Сформульовано основні завдання дисертаційної роботи та визначено напрями досліджень.

У другому розділі описано методики та обладнання, застосовані в ході виконання роботи. Об'єктом дослідження були вживані в енергетичному машинобудуванні титанові сплави: a-сплав системи TiAl марки ВТ5 (5,0 Al), псевдо-a сплави систем TiAlV марки ПТ-3В (4,5 Al; 1,7 V), TiAlVZrSn марки ТС-5 (5,0 Al; 2,0 V; 2,0 Zr; 3,0 Sn), () сплави системи TiAlVMo марок ПТ-5В (5,0 Al; 1,5 V; 1,0 Mo), ВТ-14 (4,5 Al; 1,0 V; 3,0 Mo).

Використано широкий спектр модельних структур сплаву ПТ-3В - від грубозернистої пластинчастої до дрібнозернистої глобулярної. Структура сплаву, деформованого в в/(б+в)-області або відпаленого за температур в-області, характеризується великими первинними в-зернами та пластинчастою формою кристалів a-фази, які закономірно орієнтовані в межах внутрішньозеренних б-колоній. Мікроструктура сплаву, відпаленого в (б+в)-області або деформованого в (б+в)-області та відпаленого, змінюється від змішаної, що складається з почергових ділянок із глобулярною та пластинчастою будовою a-фази, до дрібнозернистої з глобулярною формою б-частинок.

Процеси корозії за дії середовищ різної протогенності вивчено в апротонному диметилформаміді (ДМФА) з фоновими електролітами хлориду літію (LiCl) та нітрату амонію (NH₄NO₃), у водних розчинах аміаку та хлориду натрію змінної концентрації. Використовували методи ДОЕ на основі вольтамперометричної системи СВА-1БМ-01 та полярографії на ртутному крапельному електроді (РКЕ) на автоматичному полярографі ПУ-1 за двоелектродною схемою.

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 K), а також у процесі накладання зовнішнього потенціалу поляризації Е_пол на зразок із тріщиною (залежності Е_пол - K).

Кінетику формування захисних плівок на СУП вивчали, усуваючи зачисткою поверхні оксиди (час взаємодії СУП із розчином був 5 мс), при цьому визначали зміщення потенціалу Е (метод Акімова та Кларк) та вплив зовнішньої поляризації, а також швидкість зміни Е після призупинення оновлення поверхні. Зміну зміщення потенціалу записували осцилографом типу С1-17, а осцилографічні траси фотографували. Різний час контакту зачищеної поверхні з електролітом (90 та 140 мс) досягали зміною швидкості руху зразка. Здатність до відтворення пасивності сплавів за циклічного деформування оцінювали на циліндричних зразках, навантажених чистим обертовим згином за поляризації поверхні потенціалом

Е_пол = Е_кор,

а її репасивацію за зміною потенціалу та густини струму i з часом ф: залежності Eф та iф.

Залежності швидкості v росту втомної тріщини (РВТ) від розмаху K (vK) будували на основі навантаження за жорсткою схемою віднульовим циклом частотою 10 Гц балкових зразків з одностороннім вирізом. Період зародження N_i втомної тріщини довжиною l_i = 0,2 мм визначали циклічним розтягом зразків із концентратором радіуса 0,1 за напружень у нетто-січенні (1…1,1) _0,2.

Металографічні дослідження проводили на оптичному мікроскопі Neophot-2 та сканувальному LEO 1455VP, фрактографічні на сканувальному електронному мікроскопі РЕМ-100. Шорсткість поверхні оцінювали на профілографометрі, а фазовий склад покриттів на дифрактометрі ДРОН-3 (CuK випромінювання, пакети програмного забезпечення DHNPDS та CSD). Для з'ясування механізму локальних корозійних пошкоджень покриттів використали дані сканувального електронного дослідження з мікрорентгеноспектральним аналізом (EDX-аналіз) за допомогою мікроскопа марки LEO 1455VP. Сплави з покриттями випробовували на фретинг-втому та корозійну фретинг-втому.

У третьому розділі викладено результати досліджень кінетики та особливостей процесу корозії сплаву ПТ-3В у середовищах різної протогенності методами ДОЕ та РКЕ. Взаємодію зі сплавом рідкого та газоподібного аміаку, фреону-12 змодельовано дослідженнями корозійно-електрохімічної поведінки сплаву у середовищі на основі органічного розчинника - апротонного ДМФА. Як фонові електроліти обрано хлорид літію LiCl (здатний концентрувати “слідові” кількості води, а отже, моделювати присутність незначної кількості вологи, завжди наявної у високоочищених аміаку та фреоні), а також нітрат амонію NH₄NO₃, який моделював аміак і в якому одновалентні іони NH₄⁺ мають конфігурацію інертного газу і проявляють деяку специфічну адсорбцію. Окрім апротонного ДМФА використовували ще водні розчини аміаку змінної концентрації. В них також проводили випробування після різного часу витримування металу в рідкому та газоподібному аміаку, а також фреоні-12.

У середовищі апротонного ДМФА з фоновим електролітом NH₄NO₃ катодний процес характеризується єдиною необоротною вольтамперною хвилею та протікає з дифузійним контролем. Хвиля описує процес відновлення молекулярного кисню, що підтверджено вивченням залежності струмів відновлення (I) від частоти обертання електрода , які зі збільшенням зростали в діапазоні частот від 2,4 до 19,1 с¹, що властиво корозії з кисневою деполяризацією за схемою двостадійного відновлення кисню:

, (1)

. (2)

Залежність катодних струмів від щ^1/2 в апротонних та протогенних середовищах різна. В системі ДМФА середовища з фоновими електролітами NH₄NO₃ та LiCl за невеликих частот обертання (щ^1/2 9,6 с¹) спостерігається пропорційна залежність І від щ^1/2, що свідчить про дифузійну природу процесу. Після області дифузійної кінетики, яка визначається швидкістю подачі середовища, крива плавно переходить в область змішаної кінетики. Аналогічні зміни струмів відновлення кисню спостережено в водних розчинах аміаку різної концентрації (0,5…10,2%). Однак дифузійна область процесу переходить у змішану за нижчих частот щ (щ^1/2 5 с¹), аніж у випадку апротонного середовища. За подальшого збільшення щ змішана область переходить у кінетичну.

Визначали коефіцієнт переносу n, для чого користувалися методом Томеша, подаючи полярографічну хвилю у напівлогарифмічних координатах Е - lg І/(І_д І) та визначаючи за нахилом прямих кутовий коефіцієнт. У водному розчині аміаку n = 0,148, що додатково підтверджує участь протонів в електрохімічній реакції відновлення кисню (1,2). В апротонному середовищі з фоновим електролітом LiCl коефіцієнт переносу значно нижчий (n = 0,278), ніж на фоні NH₄NO₃ в ДМФА (n = 0,440), що зумовлено здатністю катіонів Li⁺ до гідратації. З переходом від фону LiCl до номінально апротонного середовища (розчин NH₄NO₃ в ДМФА) різко спадає інтенсивність катодного процесу, струми відновлення кисню зменшуються, однак режим процесу залишається дифузійним або квазідифузійним. Зафіксовані величини коефіцієнтів переносу та струмів відновлення кисню в протогенних та апротонних середовищах із різними фоновими солями засвідчили інтенсивніше протікання електродного процесу в протогенних водних розчинах аміаку.

На основі методів РКЕ і ДОЕ визначено коефіцієнт дифузії деполяризатора в водних розчинах аміаку за умов концентраційної поляризації. Розв'язком рівняння конвективної дифузії для ДОЕ

I₁ = 0,62nFSD^2/3C^1/21/6

та рівняння Ільковича для РКЕ

I₂ = 0,627nFD^1/2Сm^2/31/6

отримали кінцеве рівняння

D = 1,01410^-12m⁴/S⁶³

для визначення коефіцієнта дифузії деполяризатора (D = 4,8·10⁸ м²·с¹) та встановили гідродинамічні умови перебігу основного катодного процесу в дифузійній області (щ^1/2 25 с¹).

Анодні процеси суттєво відмінні в апротонних та протогенних середовищах. У водних розчинах аміаку анодні вольтамперограми двохвилеві. Струми обох хвиль співмірні, а висота хвиль не залежить від швидкості (струми окиснення не змінюються в діапазоні = 2,5 … 27 с¹). У середовищі ДМФА з NH₄NO₃ спостерігається одна добре сформована хвиля в діапазоні Е від 0,35 до 0 В. Ці хвилі відповідають окисненню поверхні, оскільки зникають при записі анодної вітки на попередньо окисненій поверхні.

Згідно з даними В.Н. Дудіна і Я.М. Колотиркіна перехід титану в розчин є результатом вторинної реакції розчинення поверхневого оксиду, близького за складом до ТіО₂ в розчині лугу. Цю реакцію можна в першому наближенні подати як

ТіО₂ + ОН НТіО Ті(ОН)₄ + ОН. (3)

Гідроксид Ті(ОН)₄ може повторно осаджуватися на поверхні, сповільнюючи реакцію через зменшення площі контакту лугу з первинним оксидом, а отже, дещо гальмувати реакцію, що повністю або частково усувається за неперервного перемішування або зміни розчину. Самовільне окиснення титану в лужних розчинах протікає за двома незалежними електродними реакціями:

Ті + 4ОН ТіО₂ + 2Н₂О + 4, (4)

4Н₂О + 4 2Н₂ + 4ОН. (5)

Швидкість реакції (5) змінюється з потенціалом відповідно до закономірностей електрохімічної кінетики, тоді як реакція (4) лімітується дифузією компонентів через шар оксидної плівки і, незважаючи на свою електрохімічну природу, практично не залежить від потенціалу.

З'ясовано роль структури в корозійній тривкості сплаву. В апротонних середовищах, для двох різко протилежних типів структур грубозернистої пластинчастої та глобулярної дрібнозернистої, дифузійні струми майже однаково змінюються зі зміною частоти обертання ДОЕ. Проте на металі з глобулярною структурою кінетичні струми є вищими, ніж для пластинчастої. Ця залежність справедлива і в водних розчинах аміаку. В них стабілізація кінетичних струмів проходить на найвищому рівні з-поміж досліджених середовищ, що підтверджує найнижчу корозійну тривкість сплавів у цих розчинах.

Досліджували температурну залежність (293...338 К) параметрів катодних і анодних електрохімічних процесів на сплаві різної структури в водних розчинах аміаку і визначали коефіцієнт переносу та значення ефективної енергії активації А_еф.

Встановлено, що з підвищенням температури катодні та анодні струми помітно зростають, що зумовлено температурною зміною коефіцієнта дифузії деполяризатора та можливою зміною характеру кінетичного струму. Виявилось також, що структура сплаву не впливає на оборотність процесу катодного відновлення кисню на сплаві різної структури в водних розчинах аміаку: прямі в напівлогарифмічних координатах Е - lg І/(І_дІ) паралельні, коефіцієнт переносу для грубозернистої пластинчастої та глобулярної структур однаковий (n = 0,166), що свідчить про незмінність механізму катодного відновлення кисню на сплаві різної структури.

Близькі значення ефективної енергії активації (табл. 1) на сплаві різної структури підтверджують незмінність дифузійного контролю електродного процесу, для якого А_еф, згідно з літературними даними, складає 6…12 кДж·моль¹ та перебіг процесу за реакціями (35). Отже, різна корозійна тривкість досліджених структур не пов'язана зі зміною реакційної схеми процесу корозії та його лімітуючої стадії - катодного відновлення кисню.

Таблиця 1. Ефективні енергії активації катодного відновлення кисню на сплаві різної структури (293...338 К) та передекспоненційний В член рівняння Арреніуса

Структура	lg i/T, K-1	Аеф, кДж·моль1	В, А·см2
Дрібнопластинчаста волокниста	0,46	8,9	9,9·104
Перехідна	0,45	8,7	2,6·104
Пластинчаста грубозерниста	0,60	11,6	1,8·104
Глобулярна дрібнозерниста	0,65	12,5	3,6·104

Таким чином, зменшення корозійної тривкості сплаву глобулярної структури пов'язане, в основному, зі зміною передекспоненційного множника В (табл. 1) у рівнянні Арреніуса:

lgі = lgB ,

де і густина струму, що відповідає деякому значенню поляризації; R = 8,31 кДж·моль¹; Т - абсолютна температура, К¹.

У передекспоненційний член рівняння Арреніуса В для гетерогенних реакцій входить сумарна площа активних центрів на поверхні твердої фази. За рівних умов зростання передекспоненційного множника В підтверджує участь більшої площі активних центрів на поверхні сплаву глобулярної структури при її взаємодії з корозивним середовищем, аніж у випадку грубозернистої пластинчастої структури.

За величиною струмів парціальних процесів корозійна тривкість сплаву різної структури у водних розчинах аміаку знижується у такому порядку: пластинчаста грубозерниста змішана глобулярна вихідна. Найменш корозійнотривкий сплав у вихідному стані. У всій області потенціалів активного розчинення та спадаючої ділянки поляризаційної кривої практично зберігається та ж структурна чутливість густини струмів, а отже, корозійна тривкість сплаву. При цьому потенціал повної пасивації (Е_пп) не залежить від структури і рівний - 0,1 В (н. х.-с. е.). В області потенціалів від Е_кор до Е_пп густини струмів розчинення відрізняються максимально в 6,5 рази. В пасивній області потенціалів корозійна поведінка сплаву у водних розчинах аміаку також залежить від структури сплаву, що необхідно враховувати, вибираючи режими термообробки хімічного обладнання з таких сплавів. Аналогічна закономірність зберігається в апротонних середовищах, змінюються лише числові значення показників корозії.

Для перевірки адекватності здійсненого моделювання впливу корозивних середовищ на корозію титанового сплаву проведено випробування сплаву різної структури в середовищах рідкого, газоподібного аміаку та фреону-12 з подальшими дослідженнями корозійно-електрохімічних властивостей таких поверхонь сплаву у водних розчинах аміаку.

Підтверджено встановлені в модельних середовищах закономірності впливу структури сплаву на його корозійно-електрохімічні властивості, а також найнижчу пасиваційну здатність фреону-12 та найвищу - рідкого аміаку.

Таким чином, для вивчення кінетики корозії титанових сплавів у неводних середовищах рідкого аміаку, газоподібних фреонів, аміаку, органічних середовищах запропоновано моделювання таких корозійних процесів у апротонних та протогенних середовищах, що уможливило кількісну оцінку їх електрохімічної активності. Ідентифіковано основні парціальні електродні процеси: константовано дифузійну природу катодного процесу, виявлено одностадійне окиснення сплавів у середовищі на основі апротонного диметилформаміду та двостадійне - у водних розчинах аміаку. Встановлено, що через різний перебіг уповільненої дифузійної стадії катодного процесу та відмінності коефіцієнтів дифузії кисню та ефективної енергії активації корозія значно інтенсивніша у водних розчинах аміаку, ніж в апротонних середовищах.

Четвертий розділ присвячено з'ясуванню електрохімічної поведінки СУП сплавів у процесі корозійно-втомного руйнування. Досліди проведено на СУП сплавів за різного фіксованого часу їх утворення, що дозволило одержати прив'язані до часу кількісні електрохімічні характеристики початкового моменту відтворення пасивності, а також дослідити вплив хімічного складу корозивних середовищ і деформації на електрохімічні властивості СУП.

Депасивація сплавів ( = 5 мс) супроводжується суттєвим знешляхетненням потенціалу СУП, який наближається до величини стандартного потенціалу анодної реакції

Ті + Н₂О = ТіО + 2Н⁺ + 2 (Е⁰_А = 1,31 В)

та залежить від концентрації

Cl-іонів у діапазоні 0,1…1,5 М розчинів NaCl. Залежність потенціалу СУП сплавів від концентрації Cl-іонів свідчить, що розчинення сплаву за цих умов лімітується поверхневими плівками, властивості яких залежать від концентрації хлоридів. Початкову інтенсивну лінійну зміну потенціалу за час 1...4 с використано для обчислення швидкості репасивації сплавів (V_р):

V_р = Е/ = tg,

де - кут нахилу лінійної частини кривих. Визначена швидкість пасивації сплавів за присутності іонів хлору (V_р в 0,1 М; 0,5 М; 1,0 М та 1,5 М розчинах NaCl відповідно 220 мВ/с; 239 мВ/с; 252 мВ/с та 263 мВ/с) свідчить про інтенсивне відтворення пасивності СУП сплавів. Свіжоутвореним поверхням сплавів ( = 5; 90; 140 мс) властиві ознаки поведінки матеріалу, здатного переходити в пасивний стан. Поверхні репасивують за експоненційним законом, а їх розчинення лімітується захисними властивостями первинної плівки, на склад та характеристики якої впливає концентрація розчину та зміна рН середовища.

Вищенаведене та аналіз численних систематичних досліджень кінетики електророзчинення титану в хлоридних розчинах дає підстави вважати підсумковим такий механізм:

Ti + H₂O + 2Cl TiOCl_2адс. + 2H⁺ + 4.

Поверхневий оксіхлорид титану піддається повному гідролізу

TiOCl_2адс. + 3H₂O Ti(OH)₄ + 2HCl

із подальшою можливою дегідратацією гідроксиду титану та утворенням діоксиду титану:

Ti(OH)₄ TiO₂ + 2H₂O.

Вплив рН на швидкість розчинення проявляється, ймовірно, безпосередньо через гідроліз поверхневих адсорбційних комплексів як сполук, утворених слабою основою та сильною кислотою.

Здатність до відтворення пасивності сплавів за циклічного деформування оцінювали на циліндричних зразках, навантажених чистим обертовим згином, за поляризації поверхні потенціалом Е_пол = Е_кор та за зміною потенціалу Е та густини струму i з часом ф залежностей Eф та iф. Вивчали вплив деформації на здатність до регенерації пасивності (+)-сплаву ПТ-5В в 3%-му розчині хлориду натрію. Відпрацювання методики показало, що значення потенціалу та густини струму поляризації при Е_пол = Е_кор після депасивації поверхні практично стабілізуються та не змінюються з часом від прикладення до скляного різця зусиль Р 40 Н. Депасивація поверхні супроводжується зсувом потенціалу до 1,20 ± 0,01 В та різким зростанням густини струму (15,9 А/м²) поляризації при Е_пол = Е_кор. Відтворення пасивності поверхні за зміною Е при циклічному деформуванні аналогічне вищезазначеному.

При репасивації сплаву характерними є спадання потенціалу за лінійним законом у перші секунди, гальмування та подальша його стабілізація. Упродовж першої секунди репасивації потенціал зростає до Е = 0,815 ± 0,005 В, що складає 55% всієї зміни за 1 хвилину. Для часу, тривалішого 1 хв., зміна Е проходить плавніше. Лише за характером зміни потенціалу з часом важко оцінити ступінь впливу деформації на розчинення активованої поверхні при репасивації. Тому досліджено зміну струму поляризації за потенціалу поляризації Е_пол = Е_кор (460 мВ, н.х.-с.е.), за якого початковий струм поляризації дорівнює нулю. Отже, будь-які його зміни спричинені тільки механічною депасивацією, циклічними навантаженнями та електрохімічною репасивацією поверхні. На кривих і_пол ф виявлено три етапи відтворення пасивності. На перших двох репасивація описується прямою лінією за різних значень кутового коефіцієнта. Час ф_реп, протягом якого це відбувається, становить 0,1 с. За цей проміжок часу значення густини струму поляризації зменшується понад 60% - для сплаву, деформованого напруженнями, рівними границі втоми та понад 80% - для недеформованих та деформованих напруженнями, рівними границі корозійної втоми. На третьому етапі густина струму рівна її значенню до оновлення поверхні. Шляхом інтегрування кривих і_пол ф розраховували кількість електрики Q_реп, яка йде на додаткове розчинення сплаву внаслідок активації його поверхні циклічною деформацією

Q_реп = і_реп(ф)dф

за час ф₁ до 1 с. Матеріальні втрати при циклічному деформуванні на рівні границі корозійної втоми лише у 2 рази більші, аніж у недеформованого зразка ( = = 0,412 Кл; = 0,912 Кл). За напружень, рівних границі втоми на повітрі у₁ = 470 МПа, що на 20 МПа більше у_1кор, величина складає вже 2,712 Кл, тобто зростає, порівняно з недеформованим матеріалом, у 7 разів. Під дією деформації густина струму знижується менш інтенсивно і за час експозиції до 10 с досягає стаціонарного значення. Суттєвіші матеріальні втрати в ході відтворення пасивності пов'язані зі зміною будови та руйнуванням захисної плівки на СУП. Здійснена нами оцінка матеріальних втрат активованої циклічними напруженнями поверхні дозволила пояснити значний вплив корозивного середовища на витривалість титанових сплавів в області обмеженої довговічності (у > у_1кор.).

У п'ятому розділі описано закономірності впливу водних розчинів аміаку на кінетику корозійно-втомного руйнування сплаву ПТ-3В. Для встановлення механізму руйнування сплаву вивчали розвиток корозійно-втомнних тріщин, використовуючи підходи лінійної механіки руйнування та електрохімічні методи.

Виявлено інверсію впливу водних розчинів аміаку на опір зародженню втомної тріщини сплаву від концентратора напружень і кінетику її росту. Вперше показано, що водні розчини аміаку утруднюють, порівняно з повітрям, зародження тріщини в сплавах під час циклічного розтягу зразків із концентратором за локальних напружень, рівних (1…1,1) _0,2. Кількість циклів до появи тріщини за температури 293 К зростає в 1,3…1,5 рази в 1%-му та в 2,6…7,7 рази в 10%-му розчині аміаку. З підвищенням температури цих середовищ до 333 К кількість циклів до зародження втомної тріщини також збільшується втричі.

Здатність водного розчину аміаку гальмувати зародження втомної тріщини залежить і від структури сплаву. Позитивний ефект найбільший для сплаву з пластинчастою грубозернистою структурою

N_i^кор/N_i = 7,7

у 10%-му розчині аміаку), а з глобулярною - найменший. Останнє зумовлене інтенсивнішим планарним ковзанням у сплаві з глобулярною структурою, яке в середовищі супроводжується утворенням більших та численніших сходинок ковзання. Зародження мікротріщин спостерігається в місцях локалізованої пластичної деформації в грубих полосах ковзання. В грубозернистій пластинчастій структурі з великими колоніями -пластинок зародження тріщини проходить перпендикулярно окремим -пластинкам, що і заповільнює її розвиток та сприяє найбільшому прояву зміцнювального ефекту.

Суттєвий вплив водних розчинів аміаку на швидкість РВТ у сплаві проявляється до DK = 5...7 МПа та v 210⁸…810⁹ м/цикл. Розчини зменшують пороги втоми DK_th, одержані на повітрі, та пришвидшують РВТ в 1,5…2 рази в зазначеному інтервалі DK. Ця загальна закономірність кількісно по-різному проявляється для досліджених структур. Найвідчутніше водні розчини аміаку впливають на сплав пластинчастої мікроструктури: дрібнопластинчасту волокнисту та пластинчасту грубозернисту структури, тоді як швидкість РВТ в сплаві глобулярної структури під впливом середовища змінюється найменше. Незважаючи на різницю швидкостей РВТ для пластинчастих та глобулярної структур кінетичні діаграми корозійно-втомного руйнування сплаву з пластинчастими структурами розташовуються вище глобулярної. Це зумовлено домінуючим галуженням тріщини, спричиненим особливостями мікроструктури.

Спільною ж закономірністю поширення тріщини на повітрі в сплаві різної структури є її переважаючий розвиток елементами мікроструктури (a-колоній, a-пластин для пластинчастих структур; б-зерен для глобулярної). В корозивному середовищі домінує розвиток тріщини вздовж б-пластин або під певним кутом до пакета б-пластин та б-зерен, що сприяє прямолінійнішому її поширенню та зростанню швидкості РВТ у сплаві.

На стадії росту корозійно-втомних тріщин електродний потенціал Е зміщується у початковий момент в область від'ємних значень на 220…595 мВ із подальшою стабілізацією величини потенціалу Е_стаб з просуванням тріщини, інтенсивніше для більш напруженого стану (K) у вершині тріщини. Зміщення електродного потенціалу в область від'ємних значень зумовлене не тільки утворенням під час росту корозійно-втомних тріщин „свіжих” поверхонь у вершині тріщини, але й активацією поверхні контактною взаємодією берегів, що утруднює інтерпретацію впливу корозивного середовища на основі зміщення електродного потенціалу. Проте час досягнення стабілізованого значення потенціалу Е_стаб, який становить приблизно 10…30 с, практично не залежить від величини DK.

Встановлено, що залежність Е_стабlgDK лінійна. Кути нахилу прямих близькі, що дозволило припустити близькість значень ефективної енергії активації процесу РВТ та ідентичність механізму її розвитку. Для з'ясування цього та уточнення ролі електрохімічного фактора при корозійній втомі визначали вплив поляризації на швидкість РВТ (табл. 1).

Виявлено, що вплив катодної поляризації (13) на швидкість корозійного РВТ залежить від рівня прикладеного навантаження. При DK > 6 МПа практично всі значення N > 1, тобто ріст тріщини пришвидшується. В діапазоні DK = 5…6 МПа катодна поляризація двояко впливає на швидкість РВТ, залежно від величини потенціалу поляризації. За малих значень перенапруги ДЕ = 0,25 В катодна поляризація активізує ріст тріщини. Подальше зміщення потенціалу поляризації у від'ємну область значень знижує V_п порівняно з вихідною. Коли DK стає меншим за 4,5 МПа, катодна поляризація сповільнює (N < 1) ріст втомної тріщини у всьому дослідженому інтервалі потенціалів.

Таким чином, у водних розчинах аміаку зразки сплаву ПТ-3В можуть бути катодно захищені від корозійно-втомного руйнування за поляризації ДЕ > 0,25 В, при цьому час до руйнування сплаву зростає в два рази.

Анодна поляризація (4, 5) у діапазоні потенціалів 0,5...+0,6 В пришвидшує майже у 3 рази ріст корозійно-втомної тріщини у припороговій та середніх ділянках кінетичної діаграми втомного руйнування. При цьому густина струму збільшується в 3...10 разів симбатно з напружено-деформованим станом металу в околі вершини тріщини.

При аналізі механізму корозійно-втомного руйнування сплаву у водних розчинах аміаку розглянуто взаємозв'язок трьох факторів: кінетики втомного руйнування, впливу структури та енергетичних умов руйнування А_еф. Характеристиками області I РВТ є залежність v від DК, достатньо високі значення А_еф (25,5...27,0 кДж·моль¹) та відсутність чіткого порогового значення коефіцієнта інтенсивності напружень. На основі результатів електрохімічних досліджень методом ДОЕ та значень А_еф зроблено припущення, що область I росту тріщини лімітується внутрішньодифузійно контрольованою реакцією через адсорбційні або фазові новоутворення на поверхні металу. Для області II росту тріщини типовими є нижчі значення А_еф (11,5...20,0 кДж·моль¹ на сплаві різної структури), величини яких відповідають літературним даним про дифузію водню.

Таблиця 1. Вплив катодної (13) та анодної (4, 5) поляризацій на ріст втомної тріщини у сплаві* ПТ-3В

№	K, МПа	Vв, нм/цикл	Eкор, В	Eпол, В	Vп, нм/цикл	N = Vп/Vв
1	4,44	1,96	-0,64	-0,9	0,94	0,48
				-1,0	1,61	0,82
				-1,1	1,34	0,68
				-1,2	1,17	0,60
				-1,3	0,95	0,48
				-1,4	1,07	0,55
2	6,19	11,7	-0,69	-0,9	12,5	1,07
				-1,3	13,0	1,11
				-1,5	13,3	1,14
3	9,02	58,3	-0,72	-0,9	58,9	1,01
				-1,2	66,7	1,14
4	6,33	10,4	-0,62	-0,5	13,5	1,30
				-0,4	12,5	1,20
				-0,1	15,6	1,50
				0,2	21,4	2,05
5	3,37	0,360	-0,51	-0,1	0,59	1,64
				0,2	0,42	1,17
				0,6	0,66	1,83
Примітка. Пластинчаста структура з дрібнодисперсною -фазою. Середній розмір -колоній 20 мкм, товщина -пластин 1...2 мкм.

Отже, за малих значень DK, коли катодна поляризація знижує швидкість РВТ, головним механізмом корозійно-втомного руйнування сплаву у водних розчинах аміаку є локальне анодне розчинення. При DK > 6 МПа, коли катодна поляризація пришвидшує ріст корозійно-втомної тріщини, вірогідним є водневе окрихчення. На користь цього свідчать експериментально визначені величини А_еф швидкості поширення втомної тріщини та виявлені при фрактографічних дослідженнях крихкі транскристалітні сколи, які є наслідком прояву дифузійного водневого окрихчення.

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 з'єднань ( + ) сплавів на їх високотемпературну втому й узагальнено результати втомних і корозійно-втомних випробувань.

Досліджували довговічність сплаву на гладких зразках та зразках з концентратором напружень із глобулярною та грубозернистою пластинчастою структурами. Виявлено різну чутливість грубозернистої пластинчастої та глобулярної структур до дії зазначених середовищ і підвищену активність, порівняно з повітрям, газоподібного аміаку. В цьому середовищі границя втоми гладких зразків пластинчастої структури знижується на 13% та на 27% для зразків із концентратором напружень. Гладкі зразки глобулярної структури не чутливі до впливу газоподібного аміаку та менше (17%), порівняно з пластинчастими, на зразках із концентратором напружень. У середовищі фреону-12 границя втоми гладких зразків та зразків із концентратором напружень глобулярної структури знижується на 10% для зразків обох типів.

Геотермальне середовище без сірководню зменшує границю втоми сплаву ТС-5 на 11…13%, за наявності сірководню на 22%. Сірководень не впливає на характер анодних поляризаційних кривих сплаву ТС-5 в геотермальному середовищі, однак зсуває потенціал пробою пасивної плівки у відємну область значень майже на 0,8 В.

Встановлено, що неповний відпал для зняття зварювальних залишкових напружень (нагрів до 873...973 К, повітря, повільне охолодження) неоднозначно впливає на втому, корозійну втому та високотемпературну втому титанових сплавів: окрихчує ( -сплав ПТ-5В (у_1К зварного з'єднання з вирізом після відпалу знижується на 60%, гладкого зварного - на 15%, основного металу (гладкі зразки) - на 20%). У середовищі різко (до 40%) знижується у₁ основного металу та зварного з'єднання з вирізом, що пов'язано з утворенням у структурі передвиділень ₂-фази та оксиду Al₂O₃ у поверхневих шарах. Середовище не погіршує корозійно-втомну довговічність зварного з'єднання після відпалу через розпад мартенситної '(")-фази в металі шва в зоні термічного впливу з виділенням пасивних дисперсних часток стабільних - та -фаз. Показано недоцільність проведення відпалу сплаву та його зварних з'єднань у випадку експлуатації їх за високих температур (до 773 К).

Розділ сьомий стосується впливу фретинг-корозії на опір втомі сплавів, зміцнення робочих поверхонь зразків плазмовими покриттями, оцінки ефективності використання покриттів за умов прояву фретинг-корозії, з'ясування механізму їх корозійного руйнування при фретинг-втомі та у середовищах високої агресивності.

...