CC BY
25
УДК 621.45.038.72; 620.193.2; 620.193.4
ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, О.В. Пантюхин
Приведены результаты исследования коррозионной стойкости интерметаллических порошковых материалов систем Ni—Al и Ti—Ni, используемых в качестве защитных покрытий, наносимых на сталь методом плазменного напыления. Проведенные предварительные испытания вышеуказанных интерметаллических порошков в концентрированных растворах неорганических кислот H2SÜ4, HCl, HNO3 и растворах KOH показали, что в кислых средах они активно растворяются, а в KOH - коррозион-но устойчивы. Испытания четырех типов порошков: ПН70Ю30, ПН85Ю15, ПН55Т45, ПТ88Н12, проведенные в одинаковых условиях, позволили определить их сравнительную коррозионную стойкость в агрессивных средах. Представленные результаты показали, что наиболее стойким является порошок ПТ88Н12 как в кислых средах, так и в растворах KOH и NaCl.
Ключевые слова: коррозионная стойкость, интерметаллические порошки, сравнительная стойкость.
Введение
Любой тип металлоконструкций, в особенности эксплуатируемых в химической и металлургической промышленностях, подвержен воздействию агрессивной атмосферы. Большинство конструкций, узлов и механизмов изготавливаются из углеродистых сталей, обладающих невысокой коррозионной стойкостью. Поэтому при проектировании рассматриваемых конструкций особое внимание следует уделять защитным мероприятиям, позволяющим повысить их долговечность и работоспособность. В настоящее время существует большое количество методов повышения коррозионной стойкости изделий, изготавливаемых из углеродистых сталей, применение которых обусловлено спецификой эксплуатации, а также экономическими факторами. Метод плазменного напыления порошковых материалов позволяет наносить на поверхность изделий практически любой конфигурации как чистые металлы, так и их композиции [1, 2]. Поэтому представляет интерес изучение защитных свойств интерметаллических покрытий систем Ni-Al и Ti-Ni, наносимых методом плазменного напыления на детали из углеродистых сталей при их эксплуатации в агрессивных средах.
Цель данной работы - исследование коррозионной стойкости интерметаллических порошковых материалов систем Ni-Al и Ti-Ni применяемых в качестве защитных покрытий.
1. Материалы и методы исследования. Для исследования были взяты интерметаллические порошки четырех типов, состав которых приведен в таблице. Коррозионную стойкость исследуемых материалов опреде-
108
ляли гравиметрическим методом. В качестве агрессивных сред были взяты водные растворы H2SO4, HNO3, HCl, KOH, NaCl различных концентраций. Экспериментальные исследования по определению коррозионной стойкости порошковых материалов в растворах электролитов проводили в открытых стаканчиках при комнатной температуре. Для каждой концентрации коррозионные потери на единицу площади определяли на трех образцах.
Химический состав исследуемых интерметаллических порошков
Марка порошка Химический состав, %
Ni Al Ti Ca S C N2 O2 Fe Si H2O
ПН70Ю30 68,58 31,2 - 0,08 0,04 0,03 0,004 0,063 - - -
ПН85Ю15 83,55 16,0 - 0,10 - 0,03 0,018 0,17 0,2 следы 0,08
ПН55Т45 55,7 - 44,0 0,10 - 0,06 0,06 - - - 0,07
ПТ88Н12 - 12 - ~ 88 - - - - - - - -
На различных этапах проводили осмотры для описания характера коррозии. Периодичность замеров составила 48, 96, 144, 240, 336 и 720 часов.
2. Результаты и их обсуждение
2.1. Предварительные коррозионные испытания интерметаллических порошков в концентрированных растворах электролитов
В начальный период исследования были проведены испытания вышеуказанных интерметаллических порошков в концентрированных растворах неорганических кислот H2SO4, HCl, HNO3 и растворах KOH. В процессе предварительных испытаний были получены следующие результаты:
1. При испытании в концентрированном растворе HCl (р = 1,183 г/см3) в порошке ПН70Ю30 наблюдали интенсивное протекание реакции без вспенивания, но с большим выделением газов. Причем, раствор над осадком окрашивался в зеленый цвет, что указывало на наличие солей никеля. Через некоторое время вся реакционная смесь расслоилась на три части: осадок - нерастворившийся порошок, прозрачный раствор зеленого цвети и пенообразная масса зеленого цвета.
При испытании порошка ПН85Ю15 реакция протекала энергично, но без вспенивания раствора, наблюдалось выделение значительного количества газов. Цвет раствора - зеленый, указывающий на присутствие солей никеля.
При испытании порошка ПН55Т45 взаимодействие началось мгновенно, но с большим вспениванием, выделением газов, тепла. Раствор принял темно-фиолетовый цвет, характеризующий наличие солей титана, а качественный анализ раствора показал также наличие солей никеля.
При испытании порошка ПТ88Н12 реакция началась сразу с большим вспучиванием и выделением газа, через 5 минут объем массы увеличился вдвое и произошел сильный разогрев смеси. Раствор окрасился в темно-фиолетовый цвет, что свидетельствует о присутствии солей титана.
2. При испытании порошка ПН70Ю30 в концентрированном растворе НЫОз (р = 1,522 г/см3) через 0,5 ч раствор окрашивался в зеленый цвет, что свидетельствовало о растворении никеля, выделялось большое количество газа. Качественный анализ на наличие ионов алюминия не дал положительных результатов.
При испытании порошка ПН85Ю15 в начальный период наблюдали протекание реакции протекала с большим выделением газа и окрашиваем коррозионного раствора в зеленый цвет. По истечении 4-х часов испытаний раствор приобрел ярко-зеленый окрас.
При испытании порошка ПН55Т45 через 1 час поверхность навески в электролите позеленела, впоследствии интенсивность окрашивания раствора увеличилась Раствор приобрел бледно-зеленый цвет. Навеска полностью растворилась.
При испытании порошка ПТ88Н12 по истечении 1 часа наблюдали незначительное окрашивание поверхности навески в зеленый цвет, через 4 часа раствор принял бледно-зеленый цвет. Порошок полностью не растворился.
3. При испытании порошка ПН70Ю30 в концентрированном растворе H2SO4 (р = 1,84 г/см3) реакция началась через 10 минут с небольшим увеличением объема, но с обильным выделением газов и тепла. Продукты восстановления серной кислоты Щ^; SO2; S) окрасили раствор в желто-зеленый цвет, в осадке появилась сера, находящаяся в виде тонкой дисперсной системы.
При испытании порошка ПН85Ю15 в первые минуты не наблюдалось бурного растворения, но постепенно (примерно через 15 минут от начала эксперимента) появились продукты распада порошка, и цвет раствора стал желтым.
При испытании порошка ПН55Т45 реакция началась сразу при активном вспучивании навески. Реакция протекала с выделением тепла и газа Щ^). Цвет раствора стал сер-зеленым.
При испытании порошка ПТ88Н12 наблюдали начало реакции (с незначительной скоростью) по истечении 25-30 минут от начала эксперимента. Часть порошка при этом перешла во взвешенное состояние. Выделение тепла и газов не наблюдалось.
При испытании исследуемых материалов в растворах KOH не наблюдали заметного растворения порошков. Однако, по истечении суток в порошке состава ПТ88Н12 замечено помутнение раствора. Аналогичный
110
эффект наблюдался в порошке ПН55Т45 через двое суток. При качественном анализе растворов порошков ПН70Ю30 и ПН85Ю15 определить ионы никеля и алюминия не удалось.
Проведенные предварительные испытания вышеуказанных интерметаллических порошков в концентрированных растворах неорганических кислот H2SO4, HCl, HNO3 и растворах KOH показали, что в кислых средах они активно растворяются, а в KOH - коррозионно устойчивы.
Последующие испытания порошков проводили в растворах кислот, щелочи и соли 5, 10, 15 и 30% концентрации (для HCl - 2, 4, 8 и 16%) в течение 720 часов.
2.2. Исследование сравнительной коррозионной стойкости интерметаллических порошковых материалов
При испытании порошка ПН70Ю30 в растворах кислот: H2SO4, HNO3 и HCl, на первом этапе происходило чрезвычайно медленное выделение газа, что свидетельствовало о незначительной скорости коррозионного процесса, и только при повторном залитии электролита (первая промывка через 48 часов) наблюдали незначительное окрашивание раствора в зеленый цвет, указывающий на наличие ионов никеля. Аналитическая проверка раствора по истечении месяца показала, что содержание иона никеля составило 0,6%. Из приведенных графиков (рис. 1, а-б и рис. 2) видно, что в начальный период наблюдали активное растворение порошка. При последующих испытаниях происходило замедление коррозионного процесса, что вероятно, связано с образованием окисной пленки на поверхности порошинок, которая имеет различную стойкость и в дальнейшем не защищает их, а наоборот способствует более активному растворению.
В 30% растворе H2SO4 после 48 ч имели увеличение веса, что указывает на образование на поверхности порошинок пассивирующей пленки, толщина которой со временем возрастает. С увеличением концентрации электролитов коррозионные процессы протекали более активно.
При испытании порошка ПН70Ю30 в растворах KOH и NaCl 5, 10, 15 и 30% концентрации процесса коррозионного растворения визуально не наблюдали, цвет растворов не изменился. Результаты промывок дали незначительную потерю веса в первый период исследования, при последующих замерах имели незначительный прирост веса. При последующих испытаниях до 720 часов наблюдали активизацию процесса растворения. Изменение концентрации растворов агрессивных сред незначительно влияет на коррозионную стойкость (рис. 1, в-г).
Испытание порошка ПН85Ю15 в растворах кислот (рис. 3, а-б и рис. 4) показало, что кинетика коррозионного процесса аналогична порошку ПН70Ю30 в кислых средах, но коррозионная стойкость этого порошка меньше. Исследования порошка ПН85Ю15 на коррозионную стойкость в растворах KOH и NaCl (рис. 3, в-г) показали удовлетворительные результаты. Растворы электролитов остались бесцветными, визуально реакцию
взаимодействия с порошком наблюдать не удалось. Весовые потери или совершенно незначительны, или имеет место прибыль веса, что характеризуется, видимо, образующейся окисной пленкой или труднорастворимыми продуктами коррозии.
%
8 0 -8 -16
-24 -32
1 2
3
Дш/m, % 12 8 4 0 -4 -8 -12
— 3
2
V4j / >Ч\
1
4
144 288 432 576 720 ► Образец №3 не разрушился при ДШш = 31%; т, час Образцы №1; 2; 4 подверглись растворению
а
144 288 432 576 720
^ Образец не разрушился при ДшШ: 14 (1); 47 (2); т, час 68 (3); Образец №4 подвергся полному растворению
б
0
0
Дш/m, %
х, час
Дт/т, %
2 -______
/>4 / ! . 7 | / J 1
0 144 288 432 576 720
в
г
Рис. 1. Коррозионная стойкость порошка ПН70Ю30 в растворах: а - H2SO4; б - HNOз; в - KOH; г - та; 1 - 5%; 2 -10%; 3 -15%; 4 - 30%
Дт/т, % 0
-4 -8 -12 -16
-20
--
1
4 3 2
144 288 432 576 720
• Образец не разрушился при Дш/ш: 23 (2); 27 (3); т, час 44 (4); Образец №1 подвергся растворению
0
Рис. 2. Коррозионная стойкость порошка ПН70Ю30 в растворах HCl:
1 - 2%; 2 - 4%; 3 - 8%; 4 -16%
Дш/m, % 0
-4 -8 -12 -16
-20
1 2
4
3
144 288 432 576 720
'Образец не разрушился при Дт/т: 26 (1); 23 (2); т час 21 (3); 30 (4)
а
Дт/т, % 0
-4
-8
-12
-16
0 144 288 432 576 720
> Образец не разрушился при Дт/т: 26 (1); 24 (2); т час 80 (3); 81 (4)
2
3
4
1
б
Дш/m, %
1
, ^ 4
2 Г 3
144 288 432 576 720 Образец не разрушился при Дт/т: 16(2); 17(3); т час 36(4)
в
144 288 432 576 720
Рис. 3. Коррозионная стойкость порошка ПН85Ю15 в растворах: а - H2SO4; б - HNO3; в - KOH; г - NaCl; 1 - 5%; 2 -10%; 3 -15%; 4 - 30%
Дт/т, % 0
-4 -8 -12 -16
-20
Vi 1 --*4sT 1
4 3
2
144 288 432 576 720 Образец не разрушился при Дт/т: 19 (2); 57 (3) Т, час
0
0
г
0
Рис. 4. Коррозионная стойкость порошка ПН85Ю15 в растворах HCl:
1 - 2%; 2 - 4%; 3 - 8%; 4 -16%
Из рис. 5, а-б и рис. 6 видно, что зависимость между весовыми потерями интерметаллического порошка ПТ88Н12 и продолжительностью эксперимента имеет сложный характер. В растворах H2SO4 в течении 144 часов имели незначительный прирост веса навески.
113
При увеличении длительности испытания до 720 часов фиксировали дальнейшее повышение веса порошка в 15 и 30% растворах. Изменение веса в 30% растворе происходило более активно.
В растворах меньшей концентрации за этот же интервал времени исследуемый порошок подвергался незначительному растворению. В растворах HNO3 и HCl порошок ПТ88Н12 показал хорошую коррозионную стойкость.
В процессе испытания наблюдали чередующиеся периоды растворения поверхности порошинок и образование окисной пленки.
При взаимодействии порошка ПТ88Н12 с различными концентрациями KOH и NaCl изменение веса порошка незначительное (рис. 5, в-г). Преобладают процессы, связанные с образованием пассивирующей пленки, которая подвергается периодическому растворению.
Дт/т, % Дт/т, %
12 — —,— —,— —,— —— —,— 8 —
0 144 288 432 576 720 0 144 288 432 576 720
> Образец №4 не разрушился при \т m 26" о х. час
в г
Рис. 5. Коррозионная стойкость порошка ПТ88Н12 в растворах: а - Н2804; б - И№з; в - КОН; г - №С1; 1 - 5%; 2 -10%; 3 -15%; 4 - 30%
Характер взаимодействия порошка ПН55Т45 с растворами кислот неодинаков (рис. 7, а-б и рис. 8). В растворах H2SO4 электролит окрашивается в фиолетовый цвет, характеризующий наличие соли титана. С увеличением концентрации электролитов растворение порошка увеличивается, цвет становится темно-фиолетовым.
Рис. 6. Коррозионная стойкость порошка ПТ88Н12 в растворах HCl:
1 - 2%; 2 - 4%; 3 - 8%; 4 -16%
Дш/m, % О
Дт/т, %
-20 -40 -60 -80 -100
--
^3
^4 ^^2
О 144 288 432
а
-12
576 720 О
т, час
б
Г 2
► "--""" " 1
^-4 Г3
144 288 432 576 720
Дт/т, % 12
-4 ^3
/Л\ А г 1
/ ^^ V2
--/
О 144 288 432 576 720
Дт/т, % 12
8
4
0
-4
0 144 288 432 576 720
► Образец не разрушился при Дт/т: 37 (1); 46 (3) Т, час
в
г
Рис. 7. Коррозионная стойкость порошка ПН55Т45 в растворах: а - H2SO4; б) HNO3; в - KOH; г - NaCl; 1 - 5%; 2 -10%; 3 -15%; 4 - 30%
При взаимодействии с растворами HNO3 и HCl идет растворение порошка с выделением ионов никеля, что подтверждается окрашиванием электролита в зеленый цвет, причем в 30% HNO3 над навеской образуется белый налет. Характер поведения порошка ПН55Т45 в растворах KOH и NaCl аналогичен порошку ПТ88Н12 (рис. 7, в-г).
115
Am/m, %
ш "" ---— /- 2 У^ 1
===s===« i/ 1 3
_1_
L 4
О 144 288 432 576 720
т, час
Рис. 8. Коррозионная стойкость порошка ПН55Т45 в растворах HCl:
1 - 2%; 2 - 4%; 3 - 8%; 4 -16%
Выводы
1. Наиболее устойчивым при испытании в кислых средах различной концентрации (H2SO4; HNO3; HCl) является интерметаллический порошок ПТ88Н12, который имеет минимальные потери за 720 часов испытаний.
2. В растворах H2SO4 коррозионная стойкость интерметаллического порошка ПН55Т45 наименьшая.
3. В растворах HNO3 и HCl интерметаллические порошки ПН85Ю15 и ПН70Ю30 имеют близкую по значению коррозионную стойкость, незначительное отличие которой наблюдается при измерении концентраций агрессивных сред, в которых проводили испытания.
4. Наибольшие коррозионные потери за время испытания (720 часов) имели интерметаллические порошки в растворе 30% HNO3 (ПН70Ю30).
5. В растворе KOH и NaCl растворение интерметаллических порошков незначительное, в основном наблюдается небольшой привес.
6. В зависимости от коррозионной стойкости интерметаллические порошки можно расположить в следующей последовательности: в H2SO4 -ПТ88Н12, ПН70Ю30, ПН85Ю15, ПН55Т45; в HNO3 - ПТ88Н12, ПН55Т45; в HCl - ПТ88Н12, ПН55Т45; в KOH - ПН55Т45, ПТ88Н12, ПН70Ю30, ПН85Ю15; в NaCl - ПТ88Н12, ПН70Ю30, ПН85Ю15, ПН55Т45.
Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих процессов обработки материалов [3-32].
Работа выполнена по проекту №11.6682.2017/8.9.
Список литературы
1. Зеленко В.К., Сергеев Н.Н., Извольский В.В., Власов В.М. Физико-механические и эксплуатационные свойства защитных покрытий. Тула: Изд-во ТГПУ им. Л.Н. Толстого, 1999. 213 с.
116
2. Барвинок В. А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. М.: Машиностроение, 1990. 384 с.
3. Патент на полезную модель 2016122692/28 (166249) Образец для определения когезионной прочности газотермических порошковых покрытий / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов, Д.М. Хонелидзе, И.В. Тихонова, А.Д. Бреки, И.В. Минаев, О.В. Кузовлева, Д.В. Малий, А. А. Калинин, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, М.В. Ушаков; заявитель и патентообладатель Гвоздев Александр Евгеньевич. № 2016122692/28 заявл. 08.06.16; опубл. 20.11.16, Бюл. № 32.
4. Патент на полезную модель 2016142134 (170385) Образец для определения адгезионной прочности покрытий / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов, Д.М. Хонелидзе, И.В. Тихонова, А.Д. Бреки, И.В. Минаев, О.В. Кузовлева, Д.В. Малий, А.А. Калинин, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, А.И. Кузнецова, А.В. Казакова, Д.Н. Романенко, Е.Ф. Романенко, В.Э. Лисицина; заявитель и патентообладатель Гвоздев Александр Евгеньевич. № 2016142134 (17385) заявл. 26.10.16; опубл. 24.04.17, Бюл. № 12. 6 с.
5. Синтез и триботехнические свойства композиционного покрытия с матрицей из полиимида (Р-ООО)ФТ и наполнителем из наночастиц дисульфида вольфрама при сухом трении скольжения / А.Д. Бреки, А. Л. Диденко, В.В. Кудрявцев, Е.С. Васильева, О.В. Толочко, А.Г. Колма-ков, А.Е. Гвоздев, Д.А. Провоторов, Н.Е. Стариков, Ю.А. Фадин // Материаловедение. 2016. № 4. С. 44-48.
6. Ресурсы деформационной способности различных материалов: учебное пособие / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, А.Д. Бреки, А. А. Калинин, С.Е. Александров, Н.Е. Стариков, О.В. Кузовлева, Д.В. Малий, С.Н. Кутепов, Е.В. Цой, Д.С. Клементьев, Е.Б. Соломатникова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 172 с.
7. Разработка прогрессивных технологий получения и обработки металлов, сплавов, порошковых и композиционных наноматериалов: монография / М.Х. Шоршоров, А.Е. Гвоздев, В.И. Золотухин, А.Н. Сергеев, А. А. Калинин, А.Д. Бреки, Н.Н. Сергеев, О.В. Кузовлева, Н.Е. Стариков, Д.В. Малий. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 235 с.
8. Новые конструкционные материалы: учебное пособие / Н.Е. Стариков, В.К. Зеленко, О.В. Кузовлева, А.Н. Сергеев, В.Ю. Кузовлев, А. А. Калинин, А.В. Маляров; под. общ. ред. проф. А.Е. Гвоздева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 296 с.
9. Расчет кластерной структуры расплава, ее влияние на образование наноаморфных твердых фаз и их структурную релаксацию при последующем нагреве / М.Х. Шоршоров, А.Е. Гвоздев, А.В. Афанаскин, Е.А. Гвоздев // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002. № 6. С. 12-16.
10. Features of softening processes of aluminum, copper, and their alloys under hot deformation // A.E. Gvozdev, D.N. Bogolyubova, N.N. Sergeev, A.G. Kolmakov, D.A. Provotorov, I.V. Tikhonova // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. T. 6. № 1. P. 32-40.
11. Role of nucleation in the of first-order phase transformations / A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, I.V. Minayev, A.G. Kolmakov, I.V. Tikhonova // Inorganic Materials: Applied Research. 2015. T. 6. № 4. P. 283-288.
12. Комплексные задачи теории пластичности: монография / Н.Д. Тутышкин, А.Е. Гвоздев, В.И. Трегубов, Ю.В. Полтавец, Е.М. Селед-кин, А.С. Пустовгар, В.И. Золотухин, Г.М. Журавлев, В.И. Золотухин; 2-е изд. перераб. и доп. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. 408 с.
13. Расчет деформационной повреждаемости в процессах обратного выдавливания металлических изделий / А.Е. Гвоздев, Г.М. Журавлев, А.Г. Колмаков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев // Технология металлов. 2016. № 1. С. 23-32.
14. О состоянии предпревращения металлов и сплавов: монография / О.В. Кузовлева, А.Е. Гвоздев, И.В. Тихонова, Н.Н. Сергеев, А. Д. Бреки, Н.Е. Стариков, А.Н. Сергеев, А. А. Калинин, Д.В. Малий, Ю.Е. Титова, С.Е. Александров, Н.А. Крылов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 245 с.
15. Особенности структурных и фазовых превращений в титановых заготовках в процессе высокоскоростного пластического деформирования: монография / Н.А. Крылов, М.А. Скотникова, А. Д. Бреки, В.В. Медведева,
A.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, Н.Е. Стариков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев, Д.В. Малий.; под ред. Н.А. Крылова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 202 с.
16. Жидкие и консистентные смазочные композиционные материалы, содержащие дисперсные частицы гидросиликатов магния, для узлов трения управляемых систем: монография / А. Д. Бреки, В.В. Медведева, Н.А. Крылов, С.Е. Александров, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, Н.Е. Стариков, Д.А. Провоторов, Н.Н. Сергеев, Д.В. Малий; под ред. А. Д. Бреки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 166 с.
17. Распределение температур и структура в зоне термического влияния для стальных листов после лазерной резки / А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, И.В. Минаев, А.Г. Колмаков, И.В. Тихонова, А.Н. Сергеев, Д.А. Провоторов, Д.М. Хонелидзе, Д.В. Малий, И.В. Голышев // Материаловедение. 2016. № 9. С. 3-7.
18. Сопряженные поля в упругих, пластических, сыпучих средах и металлических труднодеформируемых системах: монография / Э.С. Макаров, В.Э. Ульченкова, А.Е. Гвоздев, Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев; под ред. проф. А.Е. Гвоздева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. 526 с.
19. Многоуровневый подход к проблеме замедленного разрушения высокопрочных конструкционных сталей под действием водорода /
B.П. Баранов, А.Е. Гвоздев, А.Г. Колмаков, Н.Н. Сергеев, А.Н. Чуканов // Материаловедение. 2017. № 7. С. 11-22.
20. Механизмы водородного растрескивания металлов и сплавов, связанные с усилением дислокационной активности / Н.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 2(71). С. 32-47.
21. Анализ теоретических представлений о механизмах водородного растрескивания металлов и сплавов / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 3(72). С. 6-33.
22. Перспективные стали для кожухов доменных агрегатов / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, А.Н. Сергеев, И.В. Тихонова, С.Н. Кутепов,
0.В. Кузовлева, Е. В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2017. Т. 7, № 2(23). С. 6-15.
23. Принятие решений по статистическим моделям в управлении качеством продукции / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, С.В. Сапожников,
C.Н. Кутепов, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 5(74). С. 78-92.
24. Диффузия водорода в сварных соединениях конструкционных сталей / Н.Н. Сергеев, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев, Е.В. Агеев // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. Т. 21, № 6(75). С. 85-95.
25. Temperature distribution and structure in the heat-affected zone for steel sheets after laser cutting / A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, I.V. Minayev,
1.V. Tikhonova, A.N. Sergeyev, D.M. Khonelidze, D.V. Maliy, I.V. Golyshev, A.G. Kolmakov, D.A. Provotorov // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. T. 8. № 1. С. 148-152.
26. On friction of metallic materials with consideration for superplastici-ty phenomenon / A.D. Breki, A.E. Gvozdev, A.G. Kolmakov, N.E. Starikov,
D.A. Provotorov, N.N. Sergeyev, D.M. Khonelidze // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 126-129.
27. Synthesis and dry sliding behavior of composite coating with (R-OOO)FT polyimide matrix and tungsten disulfide nanoparticle filler / A.D. Breki, A.L. Didenko, V.V. Kudryavtsev, E.S. Vasilyeva, O.V. Tolochko, A.G. Kolmakov, A.E. Gvozdev, D.A. Provotorov, N.E. Starikov, Yu.A. Fadin // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 32-36.
28. Composite coatings based on A-OOO polyimide and WS2 nanoparti-cles with enhanced dry sliding characteristics / A.D. Breki, A.L. Didenko, V.V. Kudryavtsev, E.S. Vasilyeva, O.V. Tolochko, A.E. Gvozdev, N.N. Sergeyev, D.A. Provotorov, N.E. Starikov, Yu.A. Fadin, A.G. Kolmakov // Inorganic Materials: Applied Research. 2017. Т. 8. № 1. С. 56-59.
29. Maximum plastic strengthening in tool steels / G.M. Zhuravlev, A.E. Gvozdev, A.E. Cheglov, N.N. Sergeev, O.M. Gubanov // Steel in Translation. 2017. Vol. 47. № 6. P 399-411.
30. Материаловедение: учебник для вузов / Н.Н. Сергеев,
A.Е. Гвоздев., В.К. Зеленко, А.Н. Сергеев, О.В. Кузовлева, Н.Е. Стариков,
B.И. Золотухин, А. Д. Бреки; под ред. проф. А.Е. Гвоздева. Изд. 2-е доп. и испр. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 469 с.
31. Технология металлов и сплавов: учебник / Н.Н. Сергеев, А.Е. Гвоздев, Н.Е. Стариков, В.И. Золотухин, А.Н. Сергеев, А.Д. Бреки, О.В. Кузовлева, Г.М. Журавлёв, Д.А. Провоторов.; Под ред. проф. Н.Н. Сергеева. Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. 490 с.
32. Вариант определения максимального пластического упрочнения в инструментальных сталях / Г.М. Журавлев, А.Е. Гвоздев, А.Е. Чеглов, Н.Н. Сергеев, О.М. Губанов // Сталь. 2017. № 6. С. 26-39.
Сергеев Николай Николаевич, д-р техн. наук, профессор, technology@,tspu.tula.ru, Россия Тула , Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Сергеев Александр Николаевич, д-р пед. наук, профессор, [email protected], Россия Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Кутепов Сергей Николаевич, канд. пед. наук., [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Гвоздев Александр Евгеньевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected] Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет им. Л. Н. Толстого,
Пантюхин Олег Викторович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
INVESTIGATION OF CORROSION RESISTANCE OF INTERMETALLIC
POWDER MA TERIALS
N.N. Sergeev, A.N. Sergeev, S.N. Kutepov, A.E. Gvozdev, O.V. Pantjuhin
The article presents the results of the investigation of the corrosion resistance of in-termetallic powder materials of Ni-Al and Ti-Ni systems used as protective coatings applied to steel by the method of plasma spraying. The preliminary tests of the above-mentioned in-termetallic powders in concentrated solutions of inorganic acids H2SO4, HCl, HNO3 and KOH solutions showed that they dissolve actively in acidic media and are corrosion-resistant in KOH. Testing of four types of powders: PN70Y30, PN85Y15, PN55T45, PT88H12, conducted under identical conditions allowed to determine their comparative corrosion resistance in aggressive media. The presented results showed that the most stable powder is PT88H12, both in acidic media and in solutions of KOH and NaCl.
Key words: corrosion resistance, intermetallic powders, comparative resistance.
Sergeev Nikolay Nikolaevich, doctor of technical science, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
120
Sergeev Aleksandr Nikolaevich, doctor of pedagogical science, professor an-sergueev@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Kutepov Sergey Nikolaevich, candidate of pedagogical science, [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Gvozdev Aleksandr Evgen'yevich, doctor of technical science, professor, [email protected], Russia, Tula, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,
Pantjuhin Oleg Viktorovich, candidate of technical science, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 620.17
К ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ХИМСОСТАВА НА СВОЙСТВА СПЛАВА
Д16 МЕТОДОМ БРАНДОНА
Л.Б. Шрон, В.Б. Богуцкий, Э.С. Гордеева, Т.А. Литвинова
Показано, что установление функциональной зависимости связь между двумя и более переменными, заданными в виде набора экспериментальных точек является сложной и трудоемкой задачей. для повышения точности при оценке зависимости механических свойств сплава Д16 от химического состава предлагается использовать метод Брандона. Установлено, что значения механических характеристик, рассчитанные по предложенным в работе эмпирическим зависимостям и определенные экс-переметально дают хорошее совпадение.
Ключевые слова: механические свойства, химический состав, многофакторная зависимость, метод Брандона.
Решение задач, связанных с оценкой влияния химического состава многокомпонентных сплавов на его свойства является достаточно сложной и трудоемкой задачей. Это связано с тем, что необходимо выразить в виде функциональной зависимости связь между двумя и более переменными, заданными в виде набора экспериментальных точек. В настоящее время не существует метода, с помощью которого можно было бы определить тип функциональной зависимости, который лучше всего подошел бы к данному набору экспериментальных данных [1-6].
Для случая функции многих переменных задача усложняется не только тем, что все выкладки становятся очень сложными из-за наличия большого числа переменных, но и рядом принципиальных трудностей.
Например, в [7] функцию двух переменных f (x, y), заданную в точке (n +1) значениями (x0,y0), (xx,y1), ..., (xn,yn) аппроксимируют полиномом степени m, принимающим в экспериментальных точках значения функции f^..^ fn :
