Высокоскоростное анодное растворение и взаимодействие с внешними средами металлов с ультрамелкозернистой структурой для разработки технологических процессов электрохимического формообразования
Апробация работы и достоверность результатов. Основные положения, результаты и выводы, содержащиеся в диссертации, докладывались на Четвертом собрании металловедов России (г. Пенза, 1998 г.) — Научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (г. Пенза, 1999 г.) — III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов, посвященной… Читать ещё >
Содержание
- Глава I.
- Состояние вопроса и задачи исследования
- 1. 1. Закономерности стойкости пластически деформированных металлов и сплавов при взаимодействии с внешними средами
- 1. 1. 1. Влияние степени пластической деформации на стойкость металлов и сплавов при взаимодействии с внешними средами
- 1. 1. 2. Влияние пластической деформации на пассивацию металла
- 1. 1. 3. Электрохимические характеристики деформированного металла
- 1. 2. Закономерности высокоскоростного анодного растворения пластически деформированных металлов и сплавов
- 1. 3. Электрохимические свойства металлов и сплавов с ультрамелкозернистой структурой
- 1. 1. Закономерности стойкости пластически деформированных металлов и сплавов при взаимодействии с внешними средами
- Глава II.
- Методы и объекты исследования
- 2. 1. Исследуемые металлы и подготовка образцов для испытаний
- 2. 2. Электролиты для электрохимической обработки, измерение электропроводности
- 2. 3. Методика изучения коррозионной стойкости металлов и сплавов 23 при взаимодействии с внешними средами
- 2. 3. 1. Методика измерения стационарных потенциалов
- 2. 3. 2. Методика снятия коррозионных кривых
- 2. 3. 3. Методика вычисления токов коррозии
- 2. 3. 4. Методика проведения испытаний в коррозионной камере
- 2. 3. 5. Методика йодометрического титрования растворов после коррозионного разрушения
- 2. 4. Методика изучения закономерностей высокоскоростного анодного растворения металлов и сплавов применительно к ЭХО
- 2. 4. 1. Поляризационные потенциодинамические исследования
- 2. 4. 2. Установка для проведения эксперимента в условиях, моделирующих реальный процесс ЭХО
- 2. 4. 3. Методики определения скорости съема сплава, выхода по току, коэффициентов локализации, качества поверхности (Ra) и микроструктуры сплавов
- 2. 5. Статистическая обработка экспериментальных результатов
- Глава III.
- Особенности взаимодействия с внешними средами и высокоскоростного анодного растворения технически чистой меди Ml с ультрамелкозернистой структурой в сравнении с 31 крупнозернистым аналогом
- 3. 1. Исследование взаимодействия с внешними средами меди Ml с ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры в сравнении с крупнозернистым аналогом
- 3. 1. 1. Стационарные потенциалы меди с УМЗ структурой и меди с крупнозернистой структурой
- 3. 1. 2. Исследование влияния природы электролита на скорость взаимодействия с внешней средой меди с УМЗ и с крупнозернистой 35 структурой
3.2. Исследование высокоскоростного анодного растворения ультрамелкозернистой и крупнозернистой меди марки Ml. 48 3.2.1.Поляризационные потенциодинамические исследования меди с УМЗ и крупнозернистой структурой.
3.3. Влияние концентрации хлорида натрия на основные показатели электрохимической обработки УМЗ и крупнозернистой меди марки Ml.
3.4. Влияние концентрации нитрата натрия на основные показатели электрохимической обработки УМЗ и крупнозернистой меди марки Ml.
3.5. Влияние добавок нитрата натрия к электролиту на основе хлориду натрия на основные показатели электрохимической обработки меди с УМЗ и крупнозернистой структурой.
3.6. Влияние добавок хлорида натрия к нитрату натрия на показатели ЭХО меди с УМЗ и крупнозернистой структурой. 61
Выводы к главе III
Глава IV
Особенности взаимодействия с внешними средами и высокоскоростного анодного растворения технически чистого титана ВТ1−0 с ультрамелкозернистой структурой в сравнении с 66 крупнозернистым аналогом
4.1. Исследование стационарных потенциалов титана ВТ1−0 с УМЗ структуры
4.2. Исследование стойкости при взаимодействии с внешними средами титана ВТ1−0 с УМЗ структурой.
4.3. Исследование высокоскоростного растворения титана ВТ1−0 с крупнозернистой и УМЗ структурой потенциодинамическим методом. 74 4.3.1.Потенциодинамические поляризационные исследования титана ВТ1−0 с крупнозернистой и УМЗ структурой
4.4. Исследование электрохимической обрабатываемости титана ВТ 1−0 с УМЗ структурой
4.5. Основные технологические показатели ЭХО титана ВТ 1−0 с крупнозернистой и УМЗ структурой 101
Выводы к главе IV
Глава V
Особенности взаимодействия с внешними средами и высокоскоростного анодного растворения алюминиевого сплава 1421 с ультрамелкозернистой структурой в сравнении с 104 крупнозернистым аналогом
5.1. Исследования влияния деформации на коррозионные свойства алюминиевого сплава
5.2. Исследования влияния деформации и природы электролита на ход поляризационных кривых алюминиевого сплава 1421.
5.3. Исследование влияния деформации на скорости коррозии алюминиевого сплава 1421 111 5.3.1. Влияние деформации на качество поверхности алюминиевого сплава 1421 с УМЗ и крупнозернистой структурой после испытаний в 112 коррозионной камере
5.4. Исследование высокоскоростного анодного растворения крупнозернистой, деформированной и УМЗ структуры алюминиевого 113 сплава
5.5. Влияние концентрации на электропроводность электролитов
5.6. Влияние УМЗ структуры алюминиевого сплава 1421 с УМЗ и крупнозернистой структурой на выходные параметры ЭХО
5.6.1. Точность обработки (Ra) при ЭХО алюминиевого сплава 1421 с 118 УМЗ и крупнозернистой структурой
5.6.2. Влияние природы электролита и режима ЭХО на качество поверхности алюминиевого сплава 1421 с УМЗ и крупнозернистой 119 структурой
Выводы к главе V
- 3. 1. Исследование взаимодействия с внешними средами меди Ml с ультрамелкозернистой (УМЗ) структуры в сравнении с крупнозернистым аналогом
Список литературы
- Томашов Н.Д., Иванов Ю. М. Исследование влияния степени деформации и температуры отжига на электрохимическую коррозию титана и сплава титан с 0,2% палладием // Защита металлов. 1965. — Т.1, № 1. — С.36−42.
- Engelhardt R., Guhter F. Zum Korrosionsverhalten von kaltgevalztem Reinstaluminium in Salzsaure unter besonderer Berucksichtigung der Realstruktur // Metall. 1970. — Ig. 24, h.3. — S. 225−229.
- Пауль M., Вейланд X. Исследования коррозионной усталости алюминия марки 99,99 в 0,5 М растворе гидроксида натрия // Физика, химия, механика материалов.-1969.-Т. 5,№ 1.-С. 32−37.
- Buhler Н.- Е., Schwenk W. Der Einflup einer Kaltverformung auf die anodische Metallauflosung und die katodische Wasserstoffabscheidung ber der Korrosion verschidener Metalle und Legierungen in Sauren // Z. Metallkunde. 1965 — Bd.56. — S.24−30.
- Румак H.B. Исследование поверхностного слоя пластически деформированных металлов при прокатке: Автореф.дис.. канд.техн. наук. -Минск, 1970.-21с.
- Хор Т. П. Анодное поведение металлов // Новые проблемы современной электрохимии. М.: ИЛ, 1962. — С. 284 — 376.
- Воздвиженский Г. С., Новосельский Н. М. О внутрикристаллитном разрушении металлов в условиях растворения // Анодная защита металлов. Доклады первой межвузовской конференции. М.: Машиностроение, 1964. — С. 122 144.
- Воздвиженский Г. С., Валеев А. Ш., Гричухина Т. Н. Анодное окисление текстурированного металла // Ж. физ. хим. 1951. -Т. 25, вып. 1. — С. 87−92.
- Карпенко Г. В. Прочность стали в коррозионной среде. М.: Машгиз, 1963. -188 с.
- Карпенко Г. В., Замогтиник Н. Е., Бабей Ю. Н., Похмурский В. Н. Определение напряжений в микрообъемах металла с помощью электродного потенциала // Физика, химия, механика материалов. 1969. — Т.5., № 4. — С. 635−636.
- Ашелинкс С. Методы прямого наблюдения дислокаций. М.: Мир, 1968. -440 с.
- Foroulis Z.A., Uhlig Н.Н. Effect of cold work on corrosion of iron and steel in hydrochloric acid // J. Elektrochem. Soc. 1964. — V. 111, № 5/6. — P. 522−527.
- Котрелл A.X. Дислокации и пластические течения в кристаллах. М.: Металлургиздат, 1958. — 267 с.
- Акимов Г. В. Основы учения о коррозии и защите металлов. М.: Металлургиздат, 1946. — 463 с.
- Губкин С.Н. Теория обработки металлов давлением. М.: Металлургиздат, 1947.-592 с.
- Батраков В.П. Коррозионные диаграммы железа и сталей в окислителях //Докл. АН СССР. 1956. — Т. 107, № 2. — С. 269−272.
- Данков П.Д., Игнатов Д. В., Шишаков Н. А. Электронографические исследования окисных и гидроокисных пленок на металлах. М.: АН СССР, 1953.-200с.
- Фрумкин А.Н., Богоульский B.C., Иоффа З. А., Кабанов Б. Н. Кинетика электродных процессов. М.: МГУ, 1953. — 278 с.
- Улиг Г. Коррозия металлов. М.: Металлургия, 1968. — 306 с.
- Томашов Н.Д. Пассивность и повышение кррозионной стойкости металлических систем // Коррозия металлов и сплавов. М.: Металлургиздат, 1963.-С. 5−43.
- Фрейман J1.H., Колотыркин Я. М., Гейвенталь А. Я. Структурная коррозия и пассивация железа // Защита металлов. 1965. — Т. 1, № 3. — С. 268−292.
- Мовчан Б.А., Ягупольская J1.H. Влияние примесей на электрохимические свойства некеля // Защита металлов. 1969. — Т.5, № 5. — С.511−522.
- Томашов Н. Д. Иванов Ю.М. Исследование влияния стали деформации и температуры отжига на электрохимическую коррозию титана и сплава титана с 0,2% палладием// Защита металлов. -1965. Т. 1, № 1. -С. 36−44.
- Томашов Н.Д., Чернова Г. П. Явление нарушения пассивного состояния нержавеющих сталей в сильно окислительных растворах // Докл. АН СССР. -1954. Т. 98, № 3. — С. 435−438.
- Paul М., Weiland Н. Potentialanderungen bei verformungsvorgangen an metallen // Elektrochim. Acta- 1969.-V. 14, № 3.-P. 1025−1043.
- Зеленин В.А. О возможности применения электрохимического метода к расчету плотности дефектов кристаллической решетки поверхностного слоя хладокатанного металла // Вопросы прочности и пластичности металлов. -Минск, 1972.-С. 30−32.
- Lohberg К., Wolstein F. Die Verhunderung ion Kupferblechen bei 400° // Z. Metallkunde. 1955. — Bd. 46, h. 10. — S. 734−737.
- Winfeld A. // Electrochim Acta. 1964. — V. 9, № 2. — P. 1139−1143.
- Winfeld A.//Electrochim Acta.-1964.-V. 9, № 2.-P. 1295−1303.
- Engelhardt R. Zum Einflus von Kaltreiformungen auf das Korrosionsverhslten des Eisens in Salzsaure Neue Hutte // Metall. -1967. Ig. 24, h.12. — S. 750−756
- Эванс Ю.Р. Коррозия и окисление металлов. М.: Мингиз, 1962. — 856 с.
- Волчкова JI.M., Плясунов В. Д., Красильщиков А. И. Влияние механических деформаций на электродный потенциал меди // Межкристаллитная коррозия и коррозия металлов в напряженном состоянии. М.: Машгиз, 1960. — С. 321 328.
- Гутман Э.М. Термодинамика механохимического эффекта // Физика, химия, механика материалов. 1968. — Т. 3, № 3. — С. 264−272.
- Гутман Э.М. О кинетике катодных и анодных реакций деформированной стали в кислых электролитах // Физика, химия, механика материалов. 1968. — Т.4, № 1.-С. 87−88.
- Greene N., Saltzmann G. Effect of plastic deformation on the corrosion of iron and steel // Corrosion. 1964. — V.20, № 9. — P. 293−298.
- Карпенко Г. В., Замостяник И. Е., Бабей Ю. И., Похмурский В. И. Определение напряжений в микрообъемах металла с помощью электродного потенциала // Физика, химия, механика материалов. 1969. — Т.5, № 5. — С. 635−636.
- Simon W. Untersuchungen zum elektrochemische Verhalten des Eisens in Alkalilosungen // Metall. 1962. — Ig. 24, h.3. — S.633−637.
- Гутман Э. М, Петров Jl.H., Карпенко Г. В. воздействие деформации на электрохимические характеристики двойного слоя и поверхностный заряд металла // Физика, химия, механика материалов. 1968. — Т.4, № 2. — С. 149 156.
- Карпенко Г. В., Петров Л. Н., Бабей Ю. И. Влияние деформации на электрохимические свойства стали в соляной кислоте // Физика, химия, механика материалов. 1970. — Т.6, № 3. — С. 98−101.
- Бунэ Н.Я. К вопросу об электрохимическом и коррозионном поведении никеля в растворах серной и хлорной кислот // Защита металлов. 1965. — Т.1, № 2, — С. 168−172.
- Гарц И. Пассивирование деформированного никеля в серной кислоте // Защита металлов, — 1979. Т.2, № 1. — С. 29−33.
- Герасимов В.В., Шувалов В. А., Емельянцева З. И. Влияние напряжений на электрохимическое поведение нержавеющих сталей // Защита металлов. -1971. Т.7, № 2. — С. 178−181.
- Гликман Л.А. Коррозионно-механическая прочность материалов. М.: Машгиз, 1955.- 233 с.
- Лоренц В., Эйкорн Г. Влияние границ субзерен и дефектов кристаллической решетки на механизм анодного растворения железа // Труды III международного конгресса по коррозии. М.: Мир, 1968. — Т.1 — С. 184−189.
- Петров Ю.Н., Лоскутов А. И., Зайдман Г. Н. Растворение металлов при высоких плотностях тока. Импульсная методика исследований // Электронная обработка материалов. 1972. — № 5 — С. 11−15.
- Ganz J., Halfke U. Effect of the metal structure on the passivation behavior of nickel // Corros. Sci. 1971.- V.6,№ 11.- P. 329−336.
- Белоус M.B., Мультах Л. М., Пермяков В. Г. Физическая природа пластической деформации. Киев: Наукова думка, 1966.- 189 с.
- Боас В. Дислокации и механические свойства кристаллов. М.: ИЛ, 1960. -322 с.
- Бокштейн С.З. Диффузия и структура металлов. М.: Металлургия, 1973. -245 с.
- Фридель Ж. Дислокации. -М.: Мир, 1967. 134 с.
- Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлургия, 1974. — 256 с.
- Карлашов А.В., Гайнутдинов Р. Г. О роли анодной пленки при усталостном разрушении дуралюминия Д16Т // Физика, химия, механика материалов. -1970, — Т.6, № 5.-С. 10−15.
- Kops L., Quach V. Der EinfluB der Werkstuckstruktur auf die elektrochemische Bearbeitung // Fertigung. 1975. — V.6, № 2. — P. 53−57.
- Кабрера H. Элементарные процессы роста кристаллов. Пер. с англ. М.: ИЛ, 1959.- 344 с.
- Котрелл А.Х. Структура и свойства металлов. М.: ИЛ., 1957. — 211 с.
- Павлов В.А. Физические основы пластической деформации металлов. М.: АН СССР, 1962.-335 с.
- Третьяков В.И. Физические основы прочности и пластичности металлов. М: Металлургиздат, 1962. — 592 с.
- Иванова B.C. Усталостное разрушение материалов. М.: Металлургиздат, 1963.-233 с.
- Frankenthal R.P. Effect of surface preparation and determination on the pitting and anodic dissolution of iron-chromium alloys // Corros. Sci. 1968. — V.5, № 2. — P. 491−498.
- Swann P.K. Dislocation substructure vs. transgranular stress-corrosion susceptibility of single-phase alloys //Corrosion. 1963. — V. 19, № 2. — P. 427−428.
- Богоявленский B.Jl., Кучин О. П., Онуфриев В. Д., Ошарина J1.B., Сокурский Ю. Н., Филимонов А. Р. Коррозионное растрескивание и дислокационная структура аустенитных, а сплавов // Защита металлов. 1977. — Т. 13, № 1. — С. 29−38.
- Степуренко В.Т., Проскуряков Г. Т., Стрижак Г. Н., Сахаров М. Г., Олейник В. Н. О влиянии поверхностного наклепа на усталостную и коррозионно-усталостную прочность стали // Защита металлов. 1976. — Т. 12, № 4. — С. 429 433.
- Халдеев Г. В., Князев В. Ф. Избирательное потенциостатическое травление на дислокациях железа // Защита металлов. 1975. — Т. 11, № 6. — С. 729−731.
- Мочалова Г. Л. Влияние структуры металла на кинетику и качество поверхности при электрохимической размерной обработки сталей // Электронная обработка материалов. 1969. -№ 5. — С. 34−39.
- Мочалова Г. Л. Роль субмикроструктуры металла в ЭХРО сталей // Электрохимическая обработка металлов. -Кишенев: Штиинца, 1969.- С.34−45.
- Петров Ю.Н. Влияние микроструктуры стали 40 на чистоту поверхности и скорость съема при электрохимической обработке // Электронная обработка материалов.- 1968.-№ 1. С. 15−17.
- Коне Л. Исследование влияния размера зерна, обрабатываемого материала на процесс ЭХО // Конструирование и технология машиностроения. 1976. — № 1 -С. 302−311.
- Резников Б.И., Алексеев О. П., Рощина Л. В. Влияние ЭХО на прочностные характеристики некоторых конструкционных материалов // Электрофизические и электрохимические методы обработки. 1977. — Т.9, № З.-С. 3−5.
- R.Z. Valiev, R.K. Islamgaliev, I.V. Alexandrov. Bulk nanostructured materials from severe plastic deformstion // Progress in Materials Science. 2000. — V.45, № 2. -P. 103−189.
- V.M.Segal //Mater.Sci.Eng. 1995, — V. 197, — P. 157−163.
- Амирханов H.M., Исламгалиев P.K., Валиев Р. З. Релаксационные процессы в ультрамелкозернистой меди полученной методом интенсивной пластической деформации // Физика металлов и металловедение. 1998. — Т. 3, № 86. — С. 99−105.
- N.A.Akhmadeev, N.P.Kopelev, R.R.Mulukov, Ya.M.Soifer, R.Z.Valiev // Acta Metall. 1993.-V.41.- P.1041 -1052.
- Исламгалиев P.K., Салимоненко B.A., Шестаков Л. О., Валиев Р. З. Высопрочное состояние ультрамелкозернистых алюминиевых сплавов // Известия вузов. Цветная металлургия. 1997.- № 6.-С.52−57.
- Исламгалиев Р.К., Валиев Р. З. Распределение упругих деформаций вблизи границ зерен в ультрамелкозернистой меди. // Физика металлов и металловедение. 1999. — Т. З, № 87. — С.46−52.
- Валеев Р.З., Исламгалиев Р. К. Механическое поведение ультрамелкозернистых металлов и сплавов подвергнутых интенсивной пластической деформации. // Физика металлов и металловедение. 1998. -Т.З, № 85. — С.161−177.
- A.Vinogradov, T. Mimaki, S. Hashimoto, R.Valiev. // Scripta Mater. 1999. — № 41.- P.319 325.
- R.Rofagha, R. Langer, A.M.El-Sherik, U. Erb, G. Palumbo, K.T.Aust. // Scripta Metal.-1991.- № 25.-P. 2867−2875.
- R.Rofagha, U. Erb, D. Ostander, G. Palumbo, K.T.Aust // Nanostruct.Mater. 1993. -№ 2.-P.l -8.
- S.J.Thorpe, B. Ramaswami, and A.T.Aust // J. Electrochem. Soc. 1988. — № 135.- P. 2162 -2173.
- Алтухов B.K., Воронцов E.C., Маршаков И. К. // Защита металлов. 1978. -Т.14,№ 4.-С. 477−480.
- Bonfiglio С.Н., Alvaja Н.С., Gobo О.А. // Corros. Sci. 1973. — V.13, № 10. — P. 717−724.
- Валиев P.3., Александров И. В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Логос, 2000. — 272с.
- Л.И. Антропов // Укр.хим.ж. -1963. № 29. — С.555 — 557.
- И.Е. Хомутов //Ж.физ.химии. 1962. -№ 30, — С. 2721 -2732.
- А.П. Брынза, Л. И. Герасютина, Э. А. Животовский, В. П. Федаш // Защита металлов. -1969. Т.5, № 1. — С. 45−49.
- Я.М. Колотыркин // Защита металлов. 1967. — Т. З, № 5. — С. 131−134.
- А.М.Сухотин, Л. И. Тунгусова. Пассивность титана в кислых растворах // Анодное окисление металлов. Казань, 1968 г. — С.134−145.
- M.S.Basiouny, A.A.Mazhar Electrochemical behavior of passive layers on titanium // Corrosion. 1982. — V.38, № 5. — P.237−240.
- М.Х.Фрейд, С. А. Лилин Электрохимическое поведение карбида титана в растворах серной кислоты // Электрохимия.-1979.-Т.15, № 2. -С.163−167.
- А.Д.Давдов, Земскова О. В. Причины анодной активации титана в растворах хлористого натрия // Электрохимия. 1984. — Т. 20, № 5. — С.722−726.
- Bannard J. On the Electrochemical Machining of some titanium alloys in bromide electrolytes // J. Applied Electrochem. -1976.-V.6, № 6, -P. 477−489.
- А.И.Дикусар, И. Ф. Шекун. Изменение эффективной валентности растворения титана в галогенид-нитратных растворах // Электрохимическая обработка металлов, 1989. -№ 1.-С.45−49.
- Амирханова Н.А., Балянов А. Г., Квятковская А. С. Закономерности анодного растворения никель-кобальтовых сплавов. // Вестник УГАТУ. 2000. — № 2. -С.77−83.
- В.В.Любимов, Ю. В. Полутин, В. В. Бородин, А. А. Елисеев, Ю. И. Луцков, А. В. Никифоров, И. Н. Сотов. Технология и экономика электрохимической обработки. -М.: Машиностроение, 1980. 192 с.
- В.П.Батраков, С. А. Каримова, В. С. Комиссарова. Коррозионная стойкость сплава 1421 в морских условиях // Защита металлов. 1981. — Т.27, № 6. -С.627−637.
- Справочник химика: В6т. М: Химия, 1964. — Т.З.
- Iwahashi Y., Horita Z., Nemoto M., Langdon T.G., Furukawa M., Valiev R. Z., Tsenev N.K. Structural evolution and the Hall-Petch relationship in an Al-Mg-Li-Zr alloy with ultra-fine grain size // Acta Materialia. 1997. — V.45, № 11. — P. 47 514 757.
- Лоренц В. Эйхкорн Г. Влияние границ субзерен и дефектов кристаллической решетки на механизм анодного растворения железа // Труды третьего международного конгресса по коррозии металлов. М.: Мир, 1968. — Т. 1. — С. 184−189.
- Влияние структуры деформированного алюминиевого сплава 1421 на коррозионные свойства. Амирханова Н. А., Валиев Р. З., Слобода В. Н., Балянов А. Г. // Четвертое собрание металловедов России: Сборник материалов конференции. Пенза, 1998, — С.87−89.
- Исследования влияния ультрамелкозернистой структуры алюминиевого сплава 1421 на электрохимическую обработку. Амирханова Н. А., Валиев Р. З., Исламгалеев Р. К., Балянов А. Г., Квятковская А. С. // Электронная обработка материалов. -2000. -№ 6. С. 16−22.- об