Випуски МФіНТ »  Том 44, випуск 4

Вплив неповної заміни Cr на Cu у натопленому стопі системи леґування Fe–C–Cr–B–Ti із середнім вмістом бору (0,5% мас.) на його корозійну стійкість

Б. О. Трембач$^{1}$, М. Г. Суков$^{1}$, В. А. Винар$^{2}$, І. О. Трембач$^{1,3}$, В. В. Субботіна$^{4}$, О. Ю. Ребров$^{4}$, О. М. Реброва$^{4}$, В. І. Закієв$^{5,6}$

$^{1}$Приватне акціонерне товариство «Новокраматорський машинобудівний завод», вул. Олекса Тихого, 5, 84305 Краматорськ, Україна
$^{2}$Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України, вул. Наукова, 5, 79060 Львів, Україна
$^{3}$Донбаська державна машинобудівна академія, вул. Академічна, 72, 84313 Краматорськ, Україна
$^{4}$Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 2, 61002 Харків, Україна
$^{5}$Національний авіаційний університет, просп. Любомира Гузара, 1, 03058 Київ, Україна
$^{6}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Отримано: 24.02.2022. Завантажити: PDF

У роботі представлено результати експериментальних досліджень корозійної поведінки натоплених стопів системи леґування Fe–C–Cr–B–Ti, нанесених із використанням самозахисного порошкового дроту. Досліджено зразки натопленого стопу з високим вмістом Хрому (13% маси Cr), одержаного із самозахисного порошкового дроту без екзотермічного додатку. Для порівняння також досліджували натоплений стоп, одержаний із самозахисного порошкового дроту з вмістом екзотермічного додатку (CuO–Al) до наповнювача, що забезпечило низький вміст Хрому (4% маси) та високий вміст Купруму (7% маси Cu). Корозійну стійкість леґованих шарів натопленого стопу оцінювали за результатами поляризаційних вимірювань. Порівнюючи густину струму корозії Icorr та величину електродного потенціялу корозії Ecorr, виміряних для шарів натоплених стопів 140Cr13Si1MnBTi та 110Cr4Cu7TiVBAl встановили, що ці показники змінювалися відповідно від 1,525 мА/см$^2$ до 0,166 мА/см$^2$ та від 0,359 мВ до 0,631 мВ залежно від компонентного складу леґованих шарів. Результати досліджень показали, що введення екзотермічного додатку (CuO–Al) до наповнювача порошкового дроту забезпечує вищу корозійну стійкість натопленого стопу за рахунок додаткового його леґування Купрумом. Таким чином, запропонована часткова заміна Хрому на еквівалентну кількість Купруму чинить позитивний вплив на підвищення корозійної стійкости натопленого стопу системи леґування Fe–C–Cr–B–Ti.

Ключові слова: натоплювання, стоп Fe–B–C–Cr–Ti, самозахисний порошковий дріт, Купрум, екзотермічний додаток, CuO–Al, СЕМ, потенціодинамічна поляризація, корозійна стійкість.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i04/0493.html

PACS: 46.15.-x, 46.55.+d, 68.35.bd, 81.15.Pq, 81.40.Pq, 82.45.Bb

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. K. Holmberg and A. Erdemir, Friction, 5: 263 (2017). Crossref
  2. J. Selech, D. Ulbrich, D. Romek, J. Kowalczyk, K. Wlodarczyk, and K. Nadolny, Materials, 13, No. 21: 4950 (2020). Crossref
  3. D. Romek, J. Selech, D. Ulbrich, A. Felusiak, P. Kieruj, E. Janeba-Bartoszewicz, and D. Pieniak, Tribologia, 2: 55 (2020). Crossref
  4. T. Shihab, P. Prysyazhnyuk, R. Andrusyshyn, L. Lutsak, O. Ivanov, and I. Tsap, Eastern-European J. Enterp. Technol., 1, No. 12: 38 (2020). Crossref
  5. L. Y. Ropyak, T. O. Pryhorovska, and K. H. Levchuk, Prog. Phys. Met., 21, No. 2: 274 (2020). Crossref
  6. T. Shihab, P. Prysyazhnyuk, I. Semyanyk, R. Anrusyshyn, O. Ivanov, and L. Troshchuk, Management Systems in Production Engineering, 28,No. 2: 84 (2020). Crossref
  7. O. Bazaluk, A. Velychkovych, L. Ropyak, M. Pashechko, T. Pryhorovska, and V. Lozynskyi, Energies, 14, No. 14: 4198 (2021). Crossref
  8. T. A. Shihab, L. S. Shlapak, N. S. Namer, P. M. Prysyazhnyuk, O. O. Ivanov, and M. J. Burda, J. Physics: Conference Series, 1741, No. 1: 012031 (2021). Crossref
  9. M. Dutkiewicz, T. Dalyak, I. Shatskyi, T. Venhrynyuk, and A. Velychkovych, Appl. Sci., 11, No. 22: 10676 (2021). Crossref
  10. B. N. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiev. A. P. Burmak, and V. V. Mohylko, J. Mater. Eng. and Perform., 30: 1780 (2021). Crossref
  11. O. V. Maksymiv, V. I. Kyryliv, V. P. Chaikovskyi, B. R. Tsizh, A. M. Kostruba, and V. I. Hurei, Mater. Sci., 56, No. 4: 523 (2021). Crossref
  12. M. O. Vasyliev, B. M. Mordyuk, S. I. Sidorenko, S. M. Voloshko, A. P. Burmak, and M. V. Kindrachuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 38, No. 4: 545 (2016). Crossref
  13. M. O. Vasylyev, B. M. Mordyuk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiyev, A. P. Burmak, and D. V. Pefti, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 41, No. 11: 1499 (2019) (in Ukrainian). Crossref
  14. M. A. Vasylyev, B. N. Morduk, S. M. Voloshko, V. I. Zakiev, A. P. Burmak, and D. V. Pefti, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 3: 381 (2020) (in Ukrainian). Crossref
  15. V. Tarelnyk, V. Martsynkovskyy, O. Gaponova, I. Konoplianchenko, M. Dovzyk, N. Tarelnyk, and S. Gorovoy, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 233, No. 1: 012049 (2017). Crossref
  16. S. Knyazev, R. Rebrova, V. Riumin, V. Nikichanov, and A. Rebrova, Funct. Mater., 28, No. 1: 76 (2021). Crossref
  17. Z. A. Duryagina, S. A. Bespalov, A. K. Borysyuk, and V. Ya. Pidkova, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 33, No. 5: 615 (2011).
  18. H. Postelnyk, S. Knyazev, A. Meylekhov, V. Stolbovoy, and D. Kovteba, Eastern-European J. Enterp. Technol., 1, No. 5: 34 (2017). Crossref
  19. A. Taran, I. Garkusha, V. Taran, R. Muratov, V. Starikov, A. Baturin, and A. G. Mamalis, Nanotechnol. Percept., 16, No. 1: 56 (2020). Crossref
  20. V. I. Kutsevliak, S. L. Starikova, A. V. Taran, I. O. Misiruk, V. V. Starikov, A. A. Baturin, N. V. Konotopska, L. M. Dushyk, and N. V. Cherkova, PAST, Series: Plasma Physics, 1, No. 27: 127 (2021). Crossref
  21. R. S. Yakym, and D. Y. Petryna, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 5: 731 (2020). Crossref
  22. M. I. Pashechko and J. Montusiewicz, Mater. Sci., 47, No. 6: 813 (2012). Crossref
  23. V. M. Posuvailo, V. V. Kulyk, Z. A. Duriagina, I. V. Koval’chuck, M. M. Student, and B. D. Vasyliv, Arch. Mater. Sci. Eng., 105, No. 2: 49 (2020). Crossref
  24. O. Bulbuk, A. Velychkovych, V. Mazurenko, L. Ropyak, and T. Pryhorovska, Eng. Solid Mechanics, 7, No. 3: 193(2019). Crossref
  25. A. Velychkovych, L. Ropyak, and O. Dubei, Adv. Mater. Sci. Eng., 2021: 4517657 (2021). Crossref
  26. L. Y. Ropyak, A. S. Velychkovych, V. S. Vytvytskyi, and M. V. Shovkoplias, J. Physics: Conference Series, 1741, No. 1: 012039 (2021). Crossref
  27. L. Ya. Ropyak, M. V. Makoviichuk, I. P. Shatskyi, I. M. Pritula, L. O. Gryn, and V. O. Belyakovskyi, Funct. Mater., 27, No. 3: 638 (2020). Crossref
  28. V. S. Antonyuk, Sverkhtverdye Materialy, No. 4: 72 (1998).
  29. A. V. Buketov, N. A. Dolgov, A. A. Sapronov, and V. D. Nigalatii, Strength Mater., 50, No. 3: 425 (2018). Crossref
  30. Z. A. Duryahina, T. M. Kovbasyuk, S. A. Bespalov, and V. Y. Pidkova, Mater. Sci., 52, No. 1: 50 (2016). Crossref
  31. O. Y. Popadyuk, O. S. Malyshevska, L. Y. Ropyak, V. S. Vytvytskyi, and M. M. Droniak, Novosti Khirurgii, 27, No. 1: 16 (2019). Crossref
  32. V. S. Antonyuk, E. B. Soroka, B. A. Lyashenko, and A. V. Rutkovskii, Strength Mater., 39, No. 1: 99 (2007). Crossref
  33. S. I. Kryshtopa, D. Y. Petryna, I. M. Bogatchuk, I. B. Prun’ko, and V. M. Mel’nyk, Mater. Sci., 53, No. 3: 351 (2017). Crossref
  34. V. B. Tarelnyk, A. V. Paustovskii, Y. G. Tkachenko, E. V. Konoplianchenko, V. S. Martsynkovskyi, and B. Antoszewski, Powder Metallurgy and Metal Ceramics, 55, No. 9–10: 585 (2017). Crossref
  35. O. P. Gaponova, V. B. Tarelnyk, V. S. Martsynkovskyy, Ie. V. Konoplianchenko, V. I. Melnyk, V. M. Vlasovets, O. A. Sarzhanov, N. V. Tarelnyk, M. O. Mikulina, A. D. Polyvanyi, G. V. Kirik, and A. B. Batalova, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 43, No. 8: 1121 (2021). Crossref
  36. O. P. Gaponova, B. Antoszewski, V. B. Tarelnyk, P. Kurp, O. M. Myslyvchenko, and N. V. Tarelnyk, Materials, 4, No. 21: 6332 (2021). Crossref
  37. O. Bazaluk, O. Dubei, L. Ropyak, M. Shovkoplias, T. Pryhorovska, and V. Lozynskyi, Energies, 15, No. 1: 83 (2022). Crossref
  38. M. M. Student, H. V. Pokhmurs’ka, K. R. Zadorozhna, H. H. Veselivs’ka, V. M. Hvozdets’kyi, and Ya. Ya. Sirak, Mater. Sci., 54: 535 (2019). Crossref
  39. É. F. T. Olivio, P. S. Olivio Filho, L. A. de Aguiar, J. R. S. Moreno, and R. S. C. Paredes, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 104, No. 9: 4559 (2019). Crossref
  40. B. Güney, Y. Dilay, M. M. Solomon, H. Gerengi, A. Özkan, and M. Yıldız, Corros. Rev., 40, Iss. 1: 51 (2021). Crossref
  41. O. V. Sukhova, PAST, No. 4: 77 (2020). Crossref
  42. M. S. Storozhenko, O. P. Umanskyi, G. A. Baglyuk, Yu. I. Evdokimenko, V. P. Brazhevskyi, O. O. Chernyshov, O. A. Bondarenko, I. S. Martsenyuk, V. B. Tarelnyk, O. Ye. Terentiev, and O. V. Melnyk, Powder Metall. Met. Ceram., 60: 1 (2021). Crossref
  43. A. Guzanova, M. Džupon, D. Draganovská, J. Brezinová, J. Viňáš, D. Cmorej, E. Janoško, and P. Maruschak, Acta Metall. Slovaca, 26, No. 2: 37 (2020). Crossref
  44. S. A. Luzan, A. I. Sidashenko, and A. S. Luzan, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 4: 541 (2020). Crossref
  45. S. A. Luzan, A. I. Sidashenko, and A. S. Luzan, Weld. Int., 33, No. 7–9: 249 (2019). Crossref
  46. O. Volkov, S. Knyazev, A. Vasilchenko, and E. Doronin, Mater. Sci. Forum, 1038: 68 (2021). Crossref
  47. H. Postelnyk, O. Sobol, O. Chocholaty, and S. Knyazev, Advances in Design, Simulation and Manufacturing III (Eds. V. Ivanov, J. Trojanowska, I. Pavlenko, J. Zajac, and D. Peraković) (Springer: 2020), p. 532. Crossref
  48. I. O. Ryabtsev, A. A. Babinets, I. P. Lentyuhov, I. L. Bohaychuk, and A. V. Yevdokimov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 43, No. 12: 1667 (2021). Crossref
  49. M. R. Chuchman, I. O. Ryabtsev, H. M. Krutsa, E. F. Perepl’otchykov, A. I. Dyachuk, and R. M. Yurkevych, Mater. Sci., 45, No. 5: 746 (2009). Crossref
  50. V. A. Tatarenko, S. M. Bokoch, V. M. Nadutov, T. M. Radchenko, and Y. B. Park, Defect Diffusion Forum, 280–281: 29 (2008). Crossref
  51. I. M. Melnyk, T. M. Radchenko, and V. A. Tatarenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 32, No. 9: 1191 (2010).
  52. L. S. Saakiyan, A. P. Efremov, L. Ya. Ropyak, and A. V.Gorbatskii, Mater. Sci., 23: 267 (1987). Crossref
  53. L. S. Saakiyan, A. P. Efremov, and L. Ya. Ropyak, Zashchita Metallov, 25, No. 2: 185 (1989).
  54. P. Szroeder, I. Y. Sagalianov, T. M. Radchenko, V. A. Tatarenko, Y. I. Prylutskyy, and W. Strupiński, Applied Surface Science, 442: 185 (2018). Crossref
  55. N. A. Dolgov and E. B. Soroka, Strength Mater., 36, No. 6: 636(2004). Crossref
  56. L. Ya. Ropyak, I. P. Shatskyi, and M. V. Makoviichuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 41, No. 5: 647 (2019). Crossref
  57. I. P. Shatskyi, V. V. Perepichka, and L. Y. Ropyak, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 1: 69 (2020). Crossref
  58. V. A. Shevchuk, J. Math. Sci., 184, No. 2: 215 (2012). Crossref
  59. R. M. Tatsii, O. Yu. Pazen, and S. Ya. Vovk, Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, No. 1: 36 (2020). Crossref
  60. R. M. Tatsiy, O. Yu. Pazen, S. Ya. Vovk, and D. V. Kharyshyn, Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, No. 1: 60 (2021). Crossref
  61. I. P. Shatskii, J. Appl. Mech. Tech. Phys., 30, No. 5: 828 (1989). Crossref
  62. I. P. Shats’kii, J. Sov. Math., 67, No. 5: 3355 (1993). Crossref
  63. S. Mohammadi, M. Yousefi, and M. Khazaei, J. Reinf. Plast. Compos., 40, No. 1–2: 3 (2021). Crossref
  64. I. P. Shatskyi, M. V. Makoviichuk, and A. B. Shcherbii, Shell Structures: Theory and Applications (CRC Press: 2017), p. 165. Crossref
  65. I. P. Shats’kyi, M. V. Makoviichuk, and A. B. Shcherbii, J. Math. Sci., 238, No. 2: 165 (2019). Crossref
  66. I. P. Shatskyi, M. V. Makoviichuk, and A. B. Shcherbii, Mater. Sci., 55, No. 4: 484 (2020). Crossref
  67. O. B. Melnick, V. K. Soolshenko, and K. H. Levchuk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 10: 1387 (2020). Crossref
  68. K. H. Levchuk, T. M. Radchenko, and V. A. Tatarenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 43, No. 1: 1 (2021). Crossref
  69. P. Prysyazhnyuk, L. Shlapak, O. Ivanov, S. Korniy, L. Lutsak, M. Burda, I. Hnatenko, and V. Yurkiv, Eastern-European J. Enterp. Technol., 4, No. 12: 46 (2020). Crossref
  70. P. Prysyazhnyuk, R. Bishchak, S. Korniy, M. Panchuk, and V.Kaspruk, CEUR Workshop Proc., 3039: 300 (2021).
  71. J. Viňáš, J. Brezinová, and M. Greš, Mater. Sci. Forum, 862: 33 (2016). Crossref
  72. A. C. Neves, J. R. Sartori Moreno, C. A. Corrêa, and E. F. Trevisani Olívio, Weld. Int., 35, No. 4–6: 158 (2021). Crossref
  73. M. Gucwa, J. Winczek, R. Bęczkowski, and M. Dośpiał, Arch. Foundry Eng., 6, No. 3: 39 (2016). Crossref
  74. B. Trembach, A. Grin, M. Turchanin, N. Makarenko, O. Markov, and I. Trembach, Int. J. Adv. Manuf. Technol., 114, No. 3: 1099 (2021). Crossref
  75. Y. Cao, J. T. Zhang, F. X. Yin, and X. H. Liu, Trans. Mater. Heat. Treat., 33, No. 7: 50 (2012).
  76. J. Zhang, J. Liu, H. Liao, M. Zeng, and S. Ma, J. Mater. Res. Technol., 8, No. 6: 6308 (2019). Crossref
  77. A. Rottger, J. Lentz, and W. Theisen, Mater. Des., 88: 420 (2015). Crossref
  78. S. Ma, J. Xing, G. Liu, D. Yi, H. Fu, J. Zhang, and Y. Li, Mater. Sci. Eng. A, 527, No. 26: 6800 (2010). Crossref
  79. E. V. Sukhova, East Eur. J. Phys., No. 2: 115 (2021).
  80. Y. Liu, B. Li, J. Li, L. He, S. Gao, and T.G. Nieh. Mater. Lett., 64, No. 11: 1299 (2010). Crossref
  81. E. Kocaman, B. Kılınç, Ş. Şen, and U. Şen, J. Alloys Compd., 900: 163478 (2022). Crossref
  82. O. V. Sukhova, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 43, No. 3: 355 (2021). Crossref
  83. Z. Ling, W. Chen, W. Xu, X. Zhang, T. Lu, and J. Liu, Materials, 12, No. 2: 256 (2019). Crossref
  84. B. Kılınç, E. Kocaman, Ş. Şen, and U. Şen, Mater. Charact., 179: 111324 (2021). Crossref
  85. N. Upadhyay, M. G. Pujar, C. R. Das, C. Mallika, and U. K. Mudali, Corrosion, 70: 781 (2014). Crossref
  86. D. Itzhak and P. Peled, Corros. Sci., 26, No. 1: 49 (1986). Crossref
  87. T. Ujiro, S. Satoh, R. W. Staehle, and W. H. Smyrl, Corros. Sci., 43, No. 11: 2185 (2001). Crossref
  88. Z. Ling, W. Chen, X. Yang, B. Li, and T. Lu, Mater. Res. Express, 6, No. 4: 046557 (2019). Crossref
  89. C. Zhang, K. Yamanaka, H. Bian, and A. Chiba, npj Mater. Degrad., 3: 30 (2019). Crossref
  90. K. Yamanaka, M. Mori, K. Yoshida, Y. Onuki, S. Sato, and A. Chiba, npj Mater. Degrad., 5, No. 1: 1 (2021). Crossref
  91. O. V. Sukhova, Phys. Chem. Solid State, 22, No. 1: 110 (2021). Crossref
  92. Y. Yi, J. Xing, M. Wan, L. Yu, Y. Lu, and Y. Jian, Mater. Sci. Eng. A, 708: 274 (2017). Crossref
  93. J. W. Yoo, S. H. Lee, C. S. Yoon, and S. J. Kim, J. Nucl. Mater., 352, No. 1–3: 90 (2006). Crossref
  94. B. Trembach, A. Grin, N. Makarenko, S. Zharikov, I. Trembach, and O. Markov, J. Mater. Res. Technol., 9, No. 5: 10520 (2020). Crossref
  95. P. Henckell, M. Gierth, Y. Ali, J. Reimann, and J. P. Bergmann, Materials, 13, No. 11: 2491 (2020). Crossref
  96. L. Zhang, G. Okudan, A.-D.-C. Basantes-Defaz, R. M. Gneiting, S. Subramaniam, D. Ozevin, and E. Indacochea, Materials, 13, No. 10: 2307 (2020). Crossref
  97. B. Trembach, A. Grin, V. Subbotina, V. Vynar, S. Knyazev, V. Zakiev, I. Trembach, and O. Kabatskyi, Tribology in Industry, 43, No. 3: 452 (2021). Crossref
  98. M. G. Fontana, Corrosion Engineering (McGraw-Hill: 1986).
  99. D. Féron, Corrosion Behaviour and Protection of Copper and Aluminium Alloys in Seawater (CRC Press: 2007), p. 195. Crossref
  100. R. Singh, Corrosion Control for Offshore Structures. Cathodic Protection and High-Efficiency Coating (Gulf Professional Publishing: 2014).
  101. B. Lu, J. Luo, and S. Chiovelli, Metall. Mater. Trans. A, 37: 3029 (2006). Crossref
  102. V. Chaker, Corrosion Forms and Control for Infrastructure (Philadelphia: ASTM: 1992). Crossref
  103. Y. Huang and J. Zhang, Materials Corrosion and Protection (Berlin: De Gruyter: 2018). Crossref
  104. M. Mobin and H. Shabnam, J. Minerals Materials Characterization and Eng., 9, No. 12: 1113. (2010). Crossref
  105. Y. Li, X. D. Xu, Y. H. Hou, C. Zhang, F. L. Wang, K. Omura, Y. Koizumi, and A. Chiba, Corros. Sci., 98: 119 (2015). Crossref
  106. B. Yang, C. Shi, J. Teng, X. Gong, X. Ye, Y. Li, Q. Lei, and Y. Nie, J. Alloys Comp., 791: 215 (2019). Crossref

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 2000–2022 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»