Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Комплексный подход к защите титановых конструкций от водородного охрупчивания

Т. В. Прядко1, В. А. Дехтяренко1, В. И. Бондарчук1, М. А. Васильев1, С. М. Волошко2

1Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
2Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 37, 03056 Киев, Украина

Получена: 09.06.2020. Скачать: PDF

Исследования направлены на изучение комплексного влияния легирования и защитного покрытия на стойкость титана к охрупчиванию в водородной среде. При определении легирующего комплекса выбраны элементы, уменьшающие скорость взаимодействия титана с водородсодержащей средой и повышающие максимально допустимые концентрации водорода. В качестве барьерного слоя выбрано покрытие АlN, нанесённое методом геликон-дугового ионно-плазменного напыления. Динамику насыщения водородом изучали методом Сивертса в режиме нагрева и изотермической выдержки при давлении водорода 0,6 МПа и температуре (700 ± 10)°C. Доказано, что предложенное защитное покрытие обладает высокой стойкостью в агрессивной водородной среде при температурах до 700°C, в значительной степени снижает каталитическую способность поверхности и имеет на порядок ниже проницаемость для водорода. Дополнительное легирование алюминием и молибденом снижает количество поглощённого водорода ещё на 30%.

Ключевые слова: титан, водородное охрупчивание, легирование, защитное покрытие, каталитическая способность, проницаемость поверхностного слоя.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i10/1419.html

PACS: 61.72.S-, 68.37.Hk, 68.43.Mn, 68.49.Sf, 81.15.Cd, 81.65.Rv


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. V. Madina and I. Azkarate, Int. J. Hydrogen Energy, 34: 5976 (2009). Crossref
  2. L. Yan, S. Ramamurthy, J. J. Noel, and D. W. Shoesmith, Electrochimica Acta, 52: 1169 (2006). Crossref
  3. I. P. Chernov, A. M. Lider, and Yu. P. Cherdantsev, Physical Mesomechanics, 3, No. 6: 97 (2000).
  4. B. A. Livanov, A. A. Buhanova, and B. A. Kolachev, Vodorod v Titane [Hydrogen in Titanium] (Moscow: Metalurgizdat: 1962).
  5. S. Bana, Y. Iwayab, H. Konoa, and H. Sato, Dental materials, 22: 1115 (2006). Crossref
  6. B. A. Kolachev, Vodorodnaya Khrupkost’ Metallov [Hydrogen Brittleness of Metals] (Moscow: Metalurgizdat: 1985).
  7. Y. Su, L. Wang, L. Luo, X. Jiang, and H. Fu, Int. J. Hydrogen Energy, 34: 8958 (2009). Crossref
  8. A. N. Morozov and A. I. Mikhaylichenko, Uspekhi v Khimii i Khimicheskoy Tekhnologii, 26, No. 11: 30 (2012).
  9. D. Oryshych, V. Dekhtyarenko, T. Pryadko, V. Bondarchuk, and D. Polotskiy, Machines. Technologies. Materials, 13, No. 12: 561 (2019).
  10. A. N. Polyakov, G. G. Imanbekov, and T. D. Manbekova, Nauka i Tekhnika bez Granits, 1: 503 (2009).
  11. M. Tamura and T. Eguchi, J. Vacuum Science Technology A, 33: 0415031 (2015). Crossref
  12. Materials for the Hydrogen Economy (Eds. R. H. Jones and G. J. Thomas) (Boca Raton: Taylor and Francis Group: 2007), p. 181. Crossref
  13. I. P. Chernov, P. A. Beloglazova, E. V. Btrezneva, I. V. Kireeva, N. S. Pushilina, G. E. Remnev, and E. N. Stepanova, Zhurnal Tekhnicheskoy Fiziki, Iss. 7: 95 (2015).
  14. T. V. Pryadko, V. A. Dekhtyarenko, and A. A. Shkola, Physicochemical Mechanics of Materials, 56, No. 1: 76 (2020).
  15. G. A. Merkulova, Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Tsvetnykh Splavov [Metallurgy and Heat Treatment of Non-Ferrous Alloys] (Krasnoyarsk: 2008).
  16. Ts. Din, Issledovanie Svoystv Splava VT6 s Pokrytiem AlN, Nanesennym Vakuumno-Dugovym Metodom [Investigation of Properties of Alloys VT6, AlN Coated with a Vacuum-Arc Method] (Bachelor’s Work) (Tomsk: Tomsk Polytechnic Universuty: 2018).
  17. V. T. Cherepin and M. A. Vasiliev, Vtorichnaya Ionnaya Emissiya Metallov i Splavov [Secondary Ion Emission of Metals and Alloys] (Kyiv: Naukova Dumka: 1975).
  18. G. F. Kobzenko and A. A. Shkola, Zavod. Lab., 56, No. 7: 41 (1990).