Надежная и безопасная работа металлоизделий и технических устройств при эксплуатации в значительной мере обусловливается структурой и свойствами применяемых материалов и обеспечивается оптимизацией режимов технологических процессов. Причиной эксплуатационных разрушений деталей и элементов машин и механизмов часто является коррозионная усталость. Определяющую роль в задержке и развитии усталостных трещин играет структурное состояние поверхностных слоев материалов, так как при циклическом нагружении в поверхностных слоях металла все процессы, связанные с собиранием вакансий и зарождением усталостных трещин, идут с опережением и вся структурная повреждаемость концентрируется у поверхности. Особенно это актуально в условиях коррозионной усталости. В работе подробно исследованы факторы, влияющие на процессы структурной повреждаемости металлов и сплавов при циклическом нагружении в коррозионной среде с учетом их природы и предварительной технологической обработки. Показано, что пластическая деформация повышает как термодинамическую возможность образования оксида на поверхности металла, так и скорость этого процесса, при этом строение и скорость возникновения пассивирующей пленки на металле тесно связаны с состоянием поверхности. Возрастание плотности активных мест на поверхности деформированного материала способствует появлению большого количества зародышей оксида, рост которых приводит к более быстрому образованию сплошной пассивирующей пленки, чем на поверхности недеформированного металла.
Reliable and safe operation of hardware and technical devices in operation largely determined by the structure and properties of materials and provides optimized modes of technological processes. Cause of service failures of parts and machinery is often corrosion fatigue. Defining role in delaying the development of fatigue cracks and plays structural state of the surface layers of materials as under cyclic loading in the surface layers of the metal all the processes associated with collecting vacancies and fatigue crack nucleation, go ahead and all the structural defect is concentrated near the surface. This is especially true in terms of corrosion fatigue. In this paper we investigated in detail the factors influencing the processes of damage to structural metals and alloys under cyclic loading in a corrosive environment in accordance with their nature and pre- processing. It is shown that the plastic deformation increases as the thermodynamic possibility of forming a metal oxide on the surface and the speed of the process, wherein the structure and the rate of the passivating film on the metal is closely related to the surface condition. Increasing the density of active sites on the surface of the material allows deformation in a large number of embryos of oxide growth which leads to a more rapid formation of a solid passivating film than the surface of the undeformed metal.
1. Атанасянц А.Г. Анодное поведение металлов : учеб. пособие для вузов. - М. : Металлургия, 1989. - 151 с.
2. Гликман Л.А. Коррозионно-механическая прочность металлов. - М.-Л. : Машгиз, 1955. - 175 с.
3. Гриднев В.Н., Гаврилюк В.Г., Мешков Ю.Я. Пластическая деформация металлов // Физическая природа пластической деформации. – Киев : Наукова думка, 1966. - С. 89-104.
4. Гринберг H.M. Закономерности роста усталостных трещин на стадиях Па и Пб. - Харьков, 1983. – 54 с. - (Препринт. фТИНТ АН УССР № 28-83).
5. Гурский Л.И., Зеленин В.А. Структура и кинетика взаимодействия металла с окисляющими средами. - М. : Наука и техника, 1982. - 192 с.
6. Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита их от коррозии. - М. : Металлургия, 1981. - 271 с.
7. Коррозия / под ред. Л.Л. Шрайера; пер. с англ. - М. : Металлургия, 1981. - 623 с.
8. Кроха В.А. Упрочнение металлов при холодной пластической деформации. - М. : Машиностроение, 1980. - 160 с.
9. Лариков Л.Н. Залечивание дефектов в металлах. – Киев : Наука, 1980. - 280 с.
10. Мовчан Б.А., Ягупольская Л.Н. Влияние примесей, деформации и отжига на электрохимические свойства никеля // Защита металлов. - 1969. - Т. 5, № 5. - 511 с.
11. Никифорчин Г.Н. Оценка коэффициентов интенсивности напряжений для ветвящихся трещин при коррозионном разрушении металлов // Коррозионная усталость металлов : тр. I Советско-английского семинара. – Киев : Наукова думка, 1982. - С. 362-364.
12. Паршин А.М. Структура, прочность и радиационная поврежденность коррозионно-стойких сталей и сплавов. – Челябинск : Металлургия, 1988. - С. 656.
13. Пачурин Г.В., Гуслякова Г.П. Оптимизация режимов технологической обработки с целью повышения сопротивления коррозионно-усталостному разрушению металлических материалов. – Н. Новгород : ВСНТО, 1991. - 72 с.
14. Пачурин Г.В. Эффект пластической обработки сталей и их сварных соединений // Коррозия: материалы, защита. - 2003. - № 3. - С. 6-9.
15. Пачурин Г.В. Долговечность штампованных конструкционных материалов на воздухе и в коррозионной среде // Заготовительные производства в машиностроении. - 2003. - № 10. - С. 21-27.
16. Пачурин Г.В. Долговечность на воздухе и в коррозионной среде деформированных сталей // Технология металлов. - 2004. - № 12. - С. 29-35.
17. Пачурин Г.В. Долговечность пластически деформированных коррозионно-стойких сталей // Вестник машиностроения. - 2012. - № 7. - С. 65-68.
18. Пачурин Г.В. Cyclic durability die-metal : мат. конф. «Образование и наука без границ» (Мюнхен, 15-22 ноября 2013 г.) // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. - № 2. – URL: http://www.rae.ru/upfs (дата обращения: 20.11.13).
19. Пачурин Г.В. К вопросу прогнозирования влияния пластической деформации на коррозионную долговечность штампованных металлоизделий : сб. тез. докл. Междунар. научно-технич. конф. «Усталость и термоусталость материалов и элементов конструкций» (Украина, Киев, 28-31 мая 2013 г.) / отв. ред. В.А. Стрижало. – Киев : Ин-т проблем прочности им. Г.С. Писаренко НАН Украины, 2013. - С. 214-215.
20. Пачурин Г.В. Влияние структуры поверхности деформированных материалов на механизмы коррозионно-усталостного разрушения // Химия, биология, биотехнологии в современном мире: теория и практика : мат. Междунар. науч. конф. и е-симпозиума (Россия, г. Москва, 26-30 июня 2013 г.) / под ред. проф. Г.В. Пачурина. – Киров : МЦНИП, 2013. – С. 79-94. – ISBN 978-5-906223-32-6.
21. Пачурин Г.В. Механизмы коррозионно-усталостного разрушения металлических материалов // Химия, биология, биотехнологии в современном мире: теория и практика : мат. Междунар. науч. конф. и е-симпозиума (Россия, г. Москва, 26-30 июня 2013) / под ред. проф. Г.В. Пачурина. – Киров : МЦНИП, 2013. – С. 66-78. – ISBN 978-5-906223-32-6.
22. Пачурин Г.В. Прогнозирование сопротивления коррозионной долговечности деформированных конструкционных материалов // Химия, биология, биотехнологии в современном мире: теория и практика : мат. Междунар. науч. конф. и е-симпозиума (Россия, г. Москва, 26-30 июня 2013) / под ред. проф. Г.В. Пачурина. – Киров : МЦНИП, 2013 – С. 95-108. – ISBN 978-5-906223-32-6.
23. Похмурский В.И. Коррозионно-усталостная прочность сталей и методы ее повышения. – Киев : Наукова думка, 1974. - 186 с.
24. Похмурский В.И. Коррозионная усталость металлов. - М. : Металлургия, 1985. - 207 с.
25. Радецкая Э.M. Состояние поверхности и коррозионная усталость : автореф. дис. … канд. наук. - М., 1974.
26. Романов О.Н., Никифорчин Г.Н. Механика коррозионного разрушения конструкционных сплавов. - М. : Металлургия, 1986. - 294 с.
27. Сивак И.О. Оценка деформируемости пористых материалов в процессах пластического формоизменения // Теоретические и прикладные проблемы развития наукоемких и малоотходных технологий обработки металлов давлением : тезисы докл. республ. конф. – Винница : ВПИ, 1991. - С. 3-4.
28. Скуднов В.А., Богашов Ф.А. Закономерности изменения плотности при ОМД // Изв. вузов. Черная металлургия. - 1986. - № 8. - С. 38-45.
29. Скуднов В.А. Закономерности предельной пластичности металлов // Проблемы прочности. - 1982. - № 9. - С. 72-78.
30. Скуднов В.А. Предельные пластические деформации металлов. - М. : Металлургия, 1989. - 176 с.
31. Соколов Л.Д., Скуднов В.А., Соленов В.М. и др. Механические свойства редких металлов. - М. : Металлургия, 1972. – 233 с.
32. Сорокин В.М. Повышение качества изготовления и долговечности высоконагруженных деталей машин. – Горький : Изд-во Горьковск. обл. правл. НТО Машпрома, 1983. – 92 с.
33. Стеклов О.И. Стойкость материалов и конструкций к коррозии под напряжением. - М. : Машиностроение, 1990. - 384 с.
34. Сулима А.М., Евстигнеев М.И. Качество поверхностного слоя и усталостная прочность деталей из жаропрочных и титановых сплавов. - М. : Машиностроение, 1974. - 256 с.
35. Сулима А.М., Шулов В.А., Ягодин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей машин. - М. : Машиностроение, 1988. - 240 с.
36. Томашов Н.Д., Тюкина Н.М., Заливалов Ф.П. Толстослойное анодирование алюминия и алюминиевых сплавов. - М. : Машиностроение, 1968. – 157 с.
37. Туфанов Д.Г. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей, сплавов и чистых металлов. - М. : Металлургия, 1982. - 352 с.
38. Чебан С.Д. К вопросу о смещении потенциалов за счет деформации // Материалы научной конференции проф.-преп. состава гидромелиоративного ф-та. - Кишинев, 1970. - С. 134-138.
39. Шетулов Д.И. Связь сопротивления циклической нагрузке с повреждаемостью поверхности металлов // Изв. АН СССР. Металлы. - 1991. - № 5. - С. 160-162.
40. Скорчеллетти В.В. Теоретические основы коррозии металлов. - Л. : Химия, 1973. - 264 с.
41. Форрест П. Усталость металлов. - М. : Машиностроение, 1968. - 352 с.
42. Tomkins В. Роль раскрытия вершины трещины в коррозионной усталости пластичных ферритных сталей для водяных реакторов // Influence Environ. Fatique. Conf., London, 1977. - London, 1977. - Р. 111-116.
43. Hотт Дж.Ф. Влияние среды на рост трещины при монотонном и циклическом нагружении // Коррозионная усталость металлов : тр. I Советско-английского семинара. – Киев : Наукова думка, 1982. - С. 362-364.
44. Эванс Ю.А. Коррозия и окисление металлов. - М. : Машгиз, 1962. - 856 с.