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

Вплив карбіду Ніобію на корозійну стійкість і стійкість щодо високотемпературного окиснення матеріялів на основі міді Cu–NbC

В. Г. Гречанюк1, М. І. Гречанюк2, В. О. Шаповалов3, А. В. Козирєв1, І. М. Гречанюк1, Ю. І. Ковальчук1, О. В. Маценко1, Т. В. Вітовецька1

1Київський національний університет будівництва та архітектури, просп. Повітрофлотський, 31, 03037 Київ, Україна
2Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Омеляна Пріцака, 3, 03142 Київ, Україна
3Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна

Отримано: 30.07.2023; остаточний варіант - 15.09.2023. Завантажити: PDF

Проведено комплексне дослідження корозійної стійкости у водному середовищі та в умовах високотемпературного окиснення композиційних матеріялів на основі міді з добавками NbC (до 6,22% мас.), що були виготовлені методою випаровування із двох незалежних бритвалів міді та карбіду у вакуумі з подальшою конденсацією змішаного парового потоку на підкладинку з криці. Методом ґравіметричної аналізи встановлено, що добавка NbC у понад 1% мас. має позитивний вплив на збільшення корозійної стійкости матеріялу на основі міді у дистильованій і водопровідній воді; проте збільшення його частки до 6,22% мас. приводить до формування більш дрібнозернистої структури через уповільнення процесів рекристалізації, що неґативно позначається на механічних властивостях матеріялу. Дані хемічної аналізи корозійних середовищ після випробувань свідчать про високу корозійну стійкість матеріялів Cu–NbC. Зразки із 1,36–6,22% NbC зазнають незначних корозійних руйнувань у статичному режимі випробувань; проте у динамічному режимі із 6,22% мас. NbC концентрація йонів у корозійному середовищі помітно зростає, ймовірно, через збільшення крихкости матеріялу. За умов високотемпературного окиснення за 370–700°С додавання 1,36–6,22% мас. NbC зменшує швидкість корозії вдвічі та підвищує температуру початку окиснення на 10–20°С у порівнянні з чистою конденсованою міддю. Електрохемічні дослідження методом зняття анодних і катодних поляризаційних кривих показали, що в області низьких значень потенціялів анодний процес описується залежністю Тафеля. Введення в мідну матрицю карбіду Ніобію приводить до підвищення перенапруги перебігу анодної реакції; воднораз зберігаються кути нахилу прямих, що підтверджує припущення про захисний характер дисперсної фази NbC, яка розташовується по межах зерен міді.

Ключові слова: композиційний матеріял, карбід Ніобію, мідь, кінетика випаровування–конденсація, високотемпературне окиснення, корозійна стійкість.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i12/1473.html

PACS: 68.43.-h, 81.05.Ni, 81.40.Np, 81.65.Kn, 81.65.Mq, 81.70.Pg, 82.45.Bb


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. M. Woydt and H. Mohrbacher, Int. J. Refract. Met. Hard Mater., 49: 212 (2015). Crossref
  2. B. D. Long, M. Umemoto, Y. Todaka, R. Othman, and H. Zuhailawati, Mater. Sci. Eng. A, 528, No. 3: 1750 (2011). Crossref
  3. В. Г. Гречанюк, І. М. Гречанюк, М. І. Гречанюк, В. І. Гоц, Збірник праць ХVІІ Міжнародної наукової конференції «Наука та освіта» (15–22 січня 2023) (Хайдусобосло: 2023), c. 99. Crossref
  4. N. I. Grechanyuk, G. A. Baglyuk, P. P. Kucherenko, A. G. Melnik, I. N. Grechanyuk, and V. G. Grechanyuk, Powder. Metall. Met. Ceram., 56, No. 1: 113 (2017). Crossref
  5. M. Bogdan, H. Marcin, I. N. Grechanyuk, N. I. Grechanyuk, R. V. Minakova, and L. J. Xu, Adv. Mater. Research, 875–877: 1437 (2014). Crossref
  6. М. Д. Сахненко, М. В. Ведь, Т. П. Ярошок, Основи теорії корозії та захисту металів (Харків: ХПІ: 2005).
  7. І. Є. Барчій, Є. Ю. Переш, В. М. Різак, В. О. Худолій, Гетерогенні рівноваги (Ужгород: Видавництво «Закарпаття»: 2003).
  8. М. С. Ковальченко, Енциклопедія cучасної України (Ред. І. М. Дзюба, А. І. Жуковський, М. Г. Железняк та ін.) (Київ: Інститут енциклопедичних досліджень НАН України: 2018), т. 20; https://esu.com.ua/article-66673
  9. M. G. D. V. Cuppari and S. F. Santos, Metals, 6, Iss. 10: 250 (2016); doi:10.3390/met6100250 Crossref