Структурная зависимость коррозионных свойств сплава Zr—1,0% Nb в соляном растворе

Б. Н. Мордюк, О. П. Карасевская, Н. И. Хрипта, Г. И. Прокопенко, М. А. Васильев

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина

Получена: 08.04.2014. Скачать: PDF

Изучено коррозионное поведение сплава Zr—1,0% Nb после ультразвуковой ударной обработки (УЗУО). С помощью рентгеновского и электронно-микроскопического анализов показано, что с ростом степени деформации при УЗУО в поверхностном слое происходит существенное измельчение зёренной структуры (до $\cong$ 100—150нм), усиление базисной текстуры и формирование сжимающих остаточных напряжений (до 550 МПа). Указанные структурные факторы ведут к возрастанию микротвёрдости поверхностного слоя до 2,9 ГПа. С помощью рентгеноспектрального анализа установлено, что степень насыщения поверхностного слоя кислородом при УЗУО и прочность оксидных плёнок, формирующихся в растворе NaCl, зависят от среды, используемой при УЗУО (воздух или аргон). Насыщение кислородом поверхностного слоя в процессе УЗУО на воздухе способствует образованию толстых оксидных плёнок ZrO$_{2}$ на поверхности образца. Коррозионные испытания в 3,5%-водном растворе NaCl с использованием измерений потенциалов открытой цепи и динамически изменяющихся потенциалов показали определяющую роль оксидных пассивационных плёнок в повышении коррозионной стойкости сплава Zr—1,0% Nb.

Ключевые слова: ультрадисперсная зёренная структура, текстура, коррозионная стойкость, цирконий-ниобиевые сплавы, ультразвуковая ударная обработка.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i07/0917.html

PACS: 43.35.+d, 68.37.Lp, 81.07.-b, 81.65.Kn, 81.65.Ps, 81.65.Rv


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Д. Дуглас, Металловедение циркония (Москва: Атомиздат: 1975).
  2. N. Stojilovic, E. T. Bender, and R. D. Ramsier, Prog. Surf. Sci., 78: 101 (2005). Crossref
  3. L. Saldaña, A. Méndez-Vilas, L. Jiang et al., Biomaterials, 28: 4343 (2007). Crossref
  4. D. Kuroda, M. Niinomi, M. Morinaga, Y. Kato, and T. Yashiro, Mater. Sci. Eng. A, 243: 244 (1998). Crossref
  5. Y. H. Jeong, H. G. Kim, D. J. Kim et al., J. Nucl. Mater., 323: 72 (2003). Crossref
  6. С. А. Фирстов, Т. Г. Рогуль, В. Л. Свечников и др., Металлофиз. новейшие технол., 25, № 9: 1153 (2003).
  7. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Mater. Sci. Eng. A, 437: 396 (2006). Crossref
  8. М. А. Васильев, В. А. Тиньков, С. М. Волошко и др., Металлофиз. новейшие технол., 34, № 5: 687 (2012).
  9. G. Palumbo, K. T. Aust, E. M. Lehockey et al., Scr. Mater., 38: 1685 (1998). Crossref
  10. T. Wang, J. Yu, and B. Dong, Surf. Coat. Technol., 200: 4777 (2006). Crossref
  11. B. N. Mordyuk, G. I. Prokopenko, М. А. Vasiliev, and N. A. Iefimov, Mater. Sci. Eng. A, 458: 253 (2007). Crossref
  12. A. Balyanov, J. Kutnyakova, N. A. Amirkhanova et al., Scr. Mater., 51: 225 (2004). Crossref
  13. X. Y. Zhang, M. H. Shi, C. Li et al., Mater. Sci. Eng. A, 448: 259 (2007). Crossref
  14. Н. И. Хрипта, Б. Н. Мордюк, О. П. Карасевская и др., Металлофиз. новейшие технол., 30, спец. вып.: 369 (2008).
  15. B. N. Mordyuk, O. P. Karasevskaya, G. I. Prokopenko, and N. I. Khripta, Surf. Coat. Technol., 210: 54 (2012). Crossref
  16. B. N. Mordyuk, O. P. Karasevskaya, and G. I. Prokopenko, Mater. Sci. Eng. A, 559: 453 (2013). Crossref
  17. Г. И. Прокопенко, Д. С. Герцрикен, Массоперенос и подвижность дефектов в металлах при ультразвуковой ударной обработке (Киев: 1989) (Препр./Институт металлофизики АН УССР. № 1, 1989).
  18. V. D. Hiwarkar, S. K. Sahoo, I. Samajdar et al., J. Nucl. Mater., 384: 30 (2009). Crossref
  19. B. N. Morduyk and G. I. Prokopenko, J. Sound Vibr., 308: 855 (2007). Crossref
  20. B. N. Mordyuk, Yu. V. Milman, M. O. Iefimov et al., Surf. Coat. Technol., 202: 4875 (2008). Crossref
  21. J. O. Peters and R. O. Ritchie, Mater. Sci. Eng. A, 319–321: 597 (2001). Crossref
  22. B. K. Kad, J.-M. Gebert, M. T. Perez-Prado et al., Acta Mater., 54: 4111 (2006). Crossref
  23. F. Gerspach, N. Bozzolo, and F. Wagner, Scr. Mater., 60: 203 (2009). Crossref
  24. K. Y. Zhu, A. Vassel, F. Brisset, K. Lu, and J. Lu, Acta Mater., 52: 4101 (2004). Crossref
  25. Н. И. Хрипта, Г. И. Прокопенко, Б. Н. Мордюк и др., Металлофиз. новейшие технол., 30: № 8: 1065 (2008).
  26. D. Gloaguen, M. Francois, R. Guillen, and J. Royer, Acta Mater., 50: 871 (2002). Crossref
  27. О. Шут, Закономірності зміцнення полікристалів при переході від мікро до наноструктурного стану (Дис. ... канд. фіз.-мат. наук) (Київ: Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України: 2013).
  28. R. Singh, S. G. Chowdhury, and I. Chattoraj, Metall. Mater. Trans. A, 39, No. 10: 2504 (2008). Crossref
  29. U. Trdan and J. Grum, Corrosion Sci., 59: 324 (2012). Crossref
  30. М. О. Васильєв, М. М. Нищенко, В. О. Тіньков, В. С. Філатова, Л. Ф. Яценко, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 2: 255 (2012).
  31. Binary Alloy Phase Diagram (Ed. T. Massalsky) (Metals Park, OH: American Society of Metals International: 1990).
  32. А. Т. Пичугин, О. Г. Лукьяненко, В. М. Ажажа, Фізико-хімічна механіка матеріалів, № 5: 43 (2000).
  33. V. Y. Gertsman, Y. P. Lin, A. P. Zhilyaev, and J. A. Szpunar, Philos. Mag. A, 79: 1567 (1999). Crossref
  34. G. Hunter, S. C. Jani, and V. Pawar, US Patent No. 7,896,926 (2011).
  35. M. Hoseini, A. Shahryari, S. Omanovic, and J. A. Szpunar, Corrosion Sci., 51: 3064 (2009). Crossref
  36. Y. Choi, E. J. Shin, and H. Inoue, Physica B, 385–386: 529 (2006). Crossref
  37. X. P. Jiang, X. Y. Wang, J. X. Li et al., Mater. Sci. Eng. A, 429: 30 (2006). Crossref
  38. P. Jiang, Q. Wei, Y. S. Hong et al., Surf. Coat. Technol., 202: 583 (2007). Crossref