Винар Василь Андрійович. Закономірності корозійно-втомного руйнування поверхнево зміцнених алюмінієвих сплавів

brief description

Винар Василь Андрійович. Закономірності корозійно-втомного руйнування поверхнево зміцнених алюмінієвих сплавів : Дис... канд. техн. наук: 05.17.14 / НАН України; Фізико- механічний ін-т ім. Г.В.Карпенка. — Л., 2006. — 132 арк. : рис. — Бібліогр.: арк. 108-120

Винар В.А. Закономірності корозійно-втомного руйнування поверхнево зміцнених алюмінієвих сплавів . Рукопис.
Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.14 хімічний опір матеріалів та захист від корозії. Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України, м. Львів, 2006.
Дисертація присвячена дослідженню впливу на особливості корозії і корозійно-втомного руйнування алюмінієвих сплавів після різних методів поверхневої пластичної деформації та з нанесеними гальванічними покриттями
Показано ефективність використання розчину МЕХ (0,045% H2SO4+ 0,14% H2O2+ 0,00001% K2Cr2O7) для мікроелектрохімічних досліджень алюмінієвих сплавів. Досліджено вплив поверхневого пластичного деформування дробоструминною обробкою та обкочуванням роликами на корозійні, втомні та корозійно-втомні властивості алюмінієвих сплавів Д16Т і АК9М2, а також вплив на них шорсткості та електрохімічної гетерогенності поверхні, яка формується внаслідок її обробки. Проаналізовано механізм та характер руйнування сплавів в умовах втоми та корозійної втоми.
Досліджено вплив нікелевого та цинкового гальванічних покриттів (які наносяться з метою підготовки поверхні для паяння та зварювання) на корозійно-електрохімічні, втомні та корозійно-втомні властивості алюмінієвого сплаву Д16Т. Показано, що нанесені цинкове і нікелеве покриття підвищують корозійну тривкість сплаву, проте понижують границю втоми при нанесенні на шліфовану поверхню. Попередня пластична деформація поверхні усуває негативний вплив покриттів і підвищує втомну та корозійну міцність.

У дисертації досліджено вплив різних видів поверхневої обробки на корозійну стійкість, електрохімічні властивості та корозійну втому алюмінієвих сплавів.

Показано можливість використання для мікроелектрохімічних досліджень, сплавів на основі алюмінію, розчину МЕХ (0,045 % H2SO4+ 0,14% H2O2+ 0,00001% K2Cr2O7), який при низькій електропровідності забезпечує розчинення матеріалу в електрохімічно-активному стані. Опрацьовано методику визначення локальних електрохімічних параметрів поверхні сплавів із застосуванням капілярних зондів діаметром біля 1 мкм.
Встановлено, що поверхневе пластичне деформування приводить до підвищення швидкості корозії сплаву Д16Т, причиною чого є збільшення ефективності катодних процесів через зростання кількості та диспергування інтерметалідних фаз під час ППД. Дробоструминна обробка та обкочування роликами, при забезпеченні однакової величини напружень стиску, підвищують границю втоми дюралюмінію у повітрі однаково у 1,3 рази, а в 3%-му розчині NaCl ефективнішим є обкочування роликами, що пов’язано із нижчою електрохімічною гетерогенністю поверхні та більшою рівномірністю корозійних процесів.
Виявлено, що втомні та корозійно-втомні тріщин в сплаві Д16Т зароджуються біля інтерметалідних включень, які руйнуються під час механічних навантажень з утворенням тріщин, перпендикулярних до дії нормальних напружень. Показано, що розповсюдження макротріщин під кутом близьким до 45, в сплаві Д16Т викликане розшаровуванням матеріалу в процесі деформування, яке посилюється у корозивному середовищі міжкристалітною корозією.
Встановлено, що обкочування роликами і струминна обробка круглим дробом підвищують границю втоми литого сплаву АК9М2 на повітрі у ~1,5 рази, а в 3%-му розчині NaCl у 2,4 рази. Це пояснюється заліковуванням поверхневих дефектів, які є концентраторами напружень та дією у поверхневих шарах сплаву напружень стиску. Обробка поверхні корундом неправильної геометричної форми понижує витривалість сплаву як у повітрі, так і в корозивному середовищі внаслідок появи під час ППД у поверхневих шарах мікротріщин.
Безпористе нікелеве гальванічне покриття підвищує корозійну тривкість ненавантаженого сплаву Д16Т у хлоридвмісному середовищі до 35 разів, але знижує границю втоми у повітрі і в 3%-му розчині NaCl у ~ 2,5 рази, через формування напружень розтягу. Нанесення покриття на попередньо зміцнену ППД поверхню практично не змінює витривалість сплаву Д16Т як у повітрі, так і в середовищі.
Встановлено, що цинкове покриття, за рахунок протекторного захисту, суттєво знижує швидкість розчинення дюралюмінію в 3%-му розчині NaCl. Нанесення покриття на шліфовану поверхню незначно понижує значення границі втоми, але підвищує її на 25-30% у корозивному середовищі, із-за протекторній дії. Цинкування зразків сплаву, з попередньо зміцненою поверхнею, повністю нівелює негативний вплив середовища.
Комбінований вид обробки алюмінієвих сплавів, який включає в себе поверхневе пластичне деформування і нанесення цинкового або нікелевого гальванічних покриттів є перспективним для формування паяних та зварених з’єднань цих сплавів для авіабудівної та інших галузей промисловості.