Preview

О СОСТОЯНИИ ВОДОРОДА В МАГНИЕВЫХ СПЛАВАХ ПОСЛЕ КОРРОЗИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2020-1-49-56

Полный текст:

Аннотация

Широкому внедрению магниевых сплавов в качестве конструкционных материалов препятствует их низкое сопротивление коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением (КРН). Считается, что КРН магниевых сплавов может быть связано с водородной хрупкостью. Тем не менее для магниевых сплавов роль водорода в механизме КРН в настоящий момент не вполне ясна. В предыдущих работах нами было установлено, что роль диффузионно-подвижного водорода в процессе КРН магниевых сплавов весьма сомнительна: результаты как механических испытаний, так и газового анализа указывают на то, что концентрация диффузионно-подвижного водорода в исследованных материалах ничтожно мала, в основном же водород сосредоточен в продуктах коррозии. Однако в данных исследованиях не было установлено влияние внешних напряжений на концентрацию и состояние водорода, поэтому неясно, являются полученные результаты характерными только для КРН или же справедливы и для коррозии без приложения внешней нагрузки. В связи с этим была поставлена цель исследования - определение концентрации и состояния водорода в магниевых сплавах после коррозионного воздействия без приложения внешних напряжений. Образцы сплавов МА14, МА2-1 и чистого магния подвергались выдержке в коррозионной среде, после чего каждый образец делился на две части: с первой продукты коррозии удалялись, на второй их оставляли нетронутыми. Далее образцы подвергали газовому анализу, для каждого из них были получены кривые экстракции и значения концентрации водорода. Результаты исследования показали, что удаление продуктов коррозии влечет сильное падение концентрации водорода, а при температурах ниже 300 °С он практически перестает выделяться. Это указывает на то, что большая часть водорода находится в продуктах коррозии, а не в диффузионно-подвижном виде в металлической матрице, что аналогично результатам, полученным при изучении КРН.

Об авторах

П. Н. Мягких
Тольяттинский государственный университет
Россия


Е. Д. Мерсон
Тольяттинский государственный университет
Россия


В. А. Полуянов
Тольяттинский государственный университет
Россия


Д. Л. Мерсон
Тольяттинский государственный университет
Россия


А. Ю. Виноградов
Тольяттинский государственный университет; Норвежский технологический университет
Россия


Список литературы

1. Chakrapani D.G., Pugh E.N. Hydrogen embrittlement in a Mg-Al alloy // Metallurgical Transactions A. 1976. Vol. 7. № 2. P. 173-178.

2. Chen J., Wang J., Han E., Dong J., Ke W. States and transport of hydrogen in the corrosion process of an AZ91 magnesium alloy in aqueous solution // Corrosion Science. 2008. Vol. 50. № 5. P. 1292-1305.

3. Kappes M., Iannuzzi M., Carranza R.M. Hydrogen Embrittlement of Magnesium and Magnesium Alloys: A Review // Journal of the Electrochemical Society. 2013. Vol. 160. № 4. P. C168-C178.

4. Zhou L.F., Liu Z.Y., Wu W., Li X.G., Du C.W., Jiang B. Stress corrosion cracking behavior of ZK60 magnesium alloy under different conditions // International Journal of Hydrogen Energy. 2017. Vol. 42. № 41. P. 26162-26174.

5. Atrens A., Dietzel W., Srinivasan P.B., Winzer N., Kannan M.B. Stress corrosion cracking (SCC) of magnesium alloys // Stress corrosion cracking: Theory and practice. 2011. P. 341-380.

6. Atrens A., Winzer N., Dietzel W. Stress corrosion cracking of magnesium alloys // Advanced Engineering Materials. 2011. Vol. 13. № 1-2. P. 11-18.

7. Winzer N., Atrens A., Song G., Ghali E., Dietzel W., Kainer K.U, Hort N., Blawert C. A critical review of the Stress Corrosion Cracking (SCC) of magnesium alloys // Advanced Engineering Materials. 2005. Vol. 7. № 8. P. 659-693.

8. Winzer N., Atrens A., Dietzel W., Song G., Kainer K.U. Evaluation of the delayed hydride cracking mechanism for transgranular stress corrosion cracking of magnesium alloys // Materials Science and Engineering A. 2007. Vol. 466. № 1-2. P. 18-31.

9. Choo W.Y., Lee J. Thermal analysis of trapped hydrogen in pure iron // Metallurgical transactions A. Physical metallurgy and materials science. 1982. Vol. 13A. № 1. P. 135-140.

10. Merson E.D., Myagkikh P.N., Klevtsov G.V., Merson D.L., Vinogradov A. Effect of fracture mode on acoustic emission behavior in the hydrogen embrittled low-alloy steel // Engineering Fracture Mechanics. 2019. Vol. 210. P. 342-357.

11. Lynch S.P. Hydrogen embrittlement phenomena and mechanisms // Corrosion Reviews. 2012. Vol. 30. № 3-4. P. 105-123.

12. Merson E.D., Myagkikh P.N., Poluyanov V.A., Merson D.L., Vinogradov A. On the role of hydrogen in stress corrosion cracking of magnesium and its alloys: Gas-analysis study // Materials Science and Engineering A. 2019. Vol. 748. P. 337-346.

13. Мягких П.Н., Мерсон Е.Д., Полуянов В.А., Мерсон Д.Л., Виноградов А.Ю. Состояние водорода и его роль в механизме коррозионного растрескивания под напряжением магниевых сплавов МА2-1 и МА14 // Перспективные материалы и технологии: сборник тезисов Международного симпозиума. Витебск, 2019. С. 230-232.

14. Полуянов В.А., Мерсон Е.Д., Мягких П.Н., Мерсон Д.Л., Виноградов А.Ю. Влияние продуктов коррозии, времени предварительной выдержки в коррозионной среде и скорости деформации на механические свойства и механизм разрушения сплава МА14 при испытаниях на воздухе // Перспективные материалы и технологии: сборник тезисов Международного симпозиума. Витебск, 2019. С. 402-404.

15. Kamilyan M., Silverstein R., Eliezer D. Hydrogen trapping and hydrogen embrittlement of Mg alloys // Journal of Materials Science. 2017. Vol. 52. № 18. P. 11091-11100.

16. Morozova G.I. Phase composition and corrosion resistance of magnesium alloys // Metal Science and Heat Treatment. 2008. Vol. 50. № 3-4. P. 100-104.

17. Tuchscheerer F., Krüger L. Hydrogen-induced embrittlement of fine-grained twin-roll cast AZ31 in distilled water and NaCl solutions // Journal of Materials Science. 2015. Vol. 50. № 14. P. 5104-5113.

18. Ono K., Meshii M. Hydrogen detrapping from grain boundaries and dislocations in high purity iron // Acta Metallurgica Et Materialia. 1992. Vol. 40. № 6. P. 1357-1364.

19. Cai L., Zhao L. Effect of hydrogen trapping and poisons on diffusion behavior of hydrogen in low carbon steel // Key Engineering Materials. 2018. Vol. 764. P. 3-10.

20. Клямкин С.Н. Металлогидридные композиции на основе магния как материалы для аккумулирования водорода // Российский химический журнал. 2006. T. 50. № 6. С. 49-55.


Для цитирования:


Мягких П.Н., Мерсон Е.Д., Полуянов В.А., Мерсон Д.Л., Виноградов А.Ю. О СОСТОЯНИИ ВОДОРОДА В МАГНИЕВЫХ СПЛАВАХ ПОСЛЕ КОРРОЗИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2020;(1):49-56. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2020-1-49-56

For citation:


Myagkikh P.N., Merson E.D., Poluyanov V.A., Merson D.L., Vinogradov A.Yu. ON THE HYDROGEN STATE IN MAGNESIUM ALLOYS AFTER CORROSIVE EFFECT. Science Vector of Togliatti State University. 2020;(1):49-56. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2020-1-49-56

Просмотров: 16


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)