Електрохімія росту макротріщини як автономної стадії процесу корозійної втоми у титанових сплавах

Abstract

Механізм і кінетику корозійновтомного руйнування титанових сплавів вивчали електрохімічними методами: зміни електродного потенціалу E при деформуванні зразків (залежності Е–DK), зовнішньої поляризації (залежності Еpol–DK). Вивчено електрохімічні процеси на свіжоутворених поверхнях за час t = 5×10-3с їх взаємодії з розчином хлориду натрію різної концентрації (0,1; 0,5; 1,0 і 1,5N розчини NaCl). Ідентифіковано, на основі кореляційних змін поверхні та електродного потенціалу, основні етапи процесу корозійної втоми тита­но­вих сплавів різного структурно-фазового стану. Показано, що свіжоутворені поверхні сплавів при втомі проявляють усі властивості матеріалу, здатного переходити в пасивний стан. Активація поверхні циклічно деформованих сплавів супроводжується значним знешляхетненням електрод­но­го потенціалу (–1,2 В) та різким збільшенням струму (159 А/м2). Регенерації пасивності характерна триетапна зміна потенціалу і струму. Характер зміни кривих струм–час недеформованих і циклічно деформованих сплавів однаковий, однак в останніх струм знижується інтенсивніше. За умов плоскої деформації залежність стабілізованого значення електродного потенціалу Ест від DK прямолінійна. Концентрація розчину підсилює або послаблює структуру сплавів. Збільшення ролі електрохімічного чинника при корозійній втомі доведено дослідженнями ефективності електрохімічного захисту: при катодній поляризації можливо повністю призупинити процес корозійновтомного росту тріщини. Необхідне зміщення потенціалу до захисного значення, за якого сповільнюється ріст втомної тріщини, становить при DK до 4,5 МПа – 0,25...0,29 В від потенціалу корозії. У водних розчинах аміаку зразки сплаву можуть бути катодно захищені від корозійновтомного руйнування за поляризації ΔЕ > 0,25 В, при цьому час до руйнування сплаву зростає у два рази. Проаналізовано кінетику та механізм корозійновтомного руйнування титанових сплавів.