Влияние размера зерна на механические свойства и способность чистого магния и сплава МА14 поглощать водород  при коррозионном  растрескивании  под напряжением

Е.Д. Мерсон ORCID logo , В.А. Полуянов, П.Н. Мягких, Д.Л. Мерсон, А.Ю. Виноградов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 10 декабря 2019; Исправлена: 21 января 2020; Принята: 23 января 2020
Цитирование: Е.Д. Мерсон, В.А. Полуянов, П.Н. Мягких, Д.Л. Мерсон, А.Ю. Виноградов. Влияние размера зерна на механические свойства и способность чистого магния и сплава МА14 поглощать водород  при коррозионном  растрескивании  под напряжением. Письма о материалах. 2020. Т.10. №1. С.94-99
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-1-94-99

Аннотация

Размер зерна не влияет на концентрацию диффузионно-подвижного водорода в чистом магнии и сплаве МА14Высокая склонность магниевых сплавов к коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН) является актуальной проблемой, которая препятствует их широкому внедрению в авиакосмической и автомобильной промышленности, а также в медицине. Для разработки научно-обоснованных способов повышения стойкости магниевых сплавов к КРН требуется глубокое понимание физической природы данного явления, которое к настоящему времени не было достигнуто. В частности, существуют противоречивые сведения о роли водорода в механизме КРН. Согласно наиболее распространенной точке зрения, движущей силой КРН является диффузионно-подвижный водород, растворенный в металле в атомарном виде. Концентрация диффузионно-подвижного водорода, а значит и степень его влияния на КРН, должны сильно зависеть от размера зерна. В настоящей работе образцы технически чистого магния и сплава МА14 с разным размером зерна были испытаны на стойкость к КРН путем одноосного растяжения при низкой скорости деформации на воздухе и в коррозионной среде. Сразу после окончания испытания проводили анализ концентрации водорода в разрушенных образцах методом горячей экстракции в потоке газа носителя. Установлено, что концентрация водорода в образцах сплава МА14, с которых перед газовым анализом были удалены продукты коррозии, не зависит от размера зерна. В случае чистого магния после удаления продуктов коррозии более высокая концентрация водорода обнаружена в образцах с крупным зерном. Показано, что после удаления продуктов коррозии экстракция водорода из всех исследованных материалов начинается при температуре около 300°С, что свидетельствует о незначительной концентрации диффузионно-подвижного водорода в металле. Сделан вывод о том, что растворение диффузионно-подвижного водорода в образцах чистого магния и сплава МА14 в процессе КРН ограничено, и поэтому роль диффузионно-подвижного водорода в механизме КРН данных материалов не является ключевой.

Ссылки (15)

1. Y. Chen, J. Dou, H. Yu, C. Chen. J. Biomater. Appl. 33, 1348 (2019). Crossref
2. A. Atrens, W. Dietzel, P. Bala Srinivasan, N. Winzer, M. Bobby Kannan. Stress corrosion cracking (SCC) of magnesium alloys. In: Stress Corros. Crack. Elsevier, (2011) pp. 341 - 380. Crossref
3. N. Winzer, A. Atrens, G. Song, E. Ghali, W. Dietzel, K. U. Kainer et al. Adv. Eng. Mater. 7, 659 (2005). Crossref
4. Q. Xie, A. Ma, J. Jiang, Z. Cheng, D. Song, Y. Yuan et al. Metals (Basel). 7, 343 (2017). Crossref
5. D. B. Prabhu, S. Dhamotharan, G. Sathishkumar, P. Gopalakrishnan, K. R. Ravi. Mater. Sci. Eng. A. 730, 223 (2018). Crossref
6. M. Kappes, M. Iannuzzi, R. M. Carranza. Electrochem. Soc. 160, C168 (2013). Crossref
7. M. Zemková, R. Král, J. Čížek, J. Šmilauerová, P. Minárik. Open Eng. 8, 391 (2018). Crossref
8. L. F. Zhou, Z. Y. Liu, W. Wu, X. G. Li, C. W. Du, B. Jiang. Int. J. Hydrogen Energy. 42, 26162 (2017). Crossref
9. F. Tuchscheerer, L. Krüger. J. Mater. Sci. 50, 5104 (2015). Crossref
10. S. P. Lynch. Corros. Rev. 30, 63 (2012). Crossref
11. S. P. Lynch, P. Trevena. Corrosion. 44, 113 (1988). Crossref
12. E. Merson, P. Myagkikh, V. Poluyanov, D. Merson, A. Vinogradov. Mater. Sci. Eng. A. 748, 337 (2019). Crossref
13. W. Y. Choo, J. Y. Lee. Metall. Trans. A. 14, 1299 (1983). Crossref
14. A. Laureys, T. Depover, R. Petrov, K. Verbeken. Mater. Sci. Eng. A. 690, 88 (2017). Crossref
15. E. Merson, V. Poluyanov, P. Myagkikh, D. Merson, A. Vinogradov. Mater. Sci. Eng. A. 772, 138744 (2020). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование