Коррозионные исследования мартенситного сплава Ti50.0Ni50.0 в различных структурных состояниях гравиметрическим методом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье рассмотрено коррозионное поведение мартенситного сплава Ti50.0Ni50.0 в крупнозернистом и ультрамелкозернистом состояниях в различных растворах. В крупнозернистом состоянии существенных коррозионных повреждений не наблюдается, продукты коррозии хорошо заметны в темном поле, снятом с помощью инвертированного микроскопа. В ультрамелкозернистом состоянии наблюдаются значительные коррозионные повреждения в виде питтингов, размер которых составляется несколько микрометров. Рентгенофазовый анализ сплава Ti50.0Ni50.0 позволил определить наличие высокой доли (более 70 %) гидрида TiNiH1,4 в ультрамелкозернистом состоянии после коррозионных испытаний, тогда как доля гидрида в крупнозернистом состоянии составляет менее 2%. Сплав TiNi содержит фазу Ti2Ni, обогащенную Ti, как в крупнозернистом, так и в ультрамелкозернистом состоянии. Причем в ультрамелкозернистом состоянии ее доля в шесть раз выше. Кроме того, в ультрамелкозернистом состоянии наблюдается 5,3% фазы Ti3Ni3Ox, в то время как в крупнозернистом состоянии данной фазы не было обнаружено. Также наблюдается перераспределение фазы матрицы TiNi в ультрамелкозернистом состоянии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Чуракова

Институт физики молекул и кристаллов, обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук; Уфимский государственный авиационный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: churakovaa_a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9867-6997

к.ф.-м.н., науч. сотр. 

Россия, Уфа; Уфа

Э. М. Каюмова

Уфимский государственный авиационный технический университет; Уфимский государственный нефтяной технический университет

Email: churakovaa_a@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9636-9184

аспирант, лаборант 

Россия, Уфа; Уфа

Список литературы

  1. Otsuka K. Physical metallurgy of Ti–Ni-based shape memory alloys / K. Otsuka X. Ren // Prog. Mater. Sci. 2005. V. 50. Is. 5. PP. 511–678.
  2. Yamauchi K., Ohkata K. Shape Memory and Superelastic Alloys: Technologies and Applications. Tsuchiya S.Miyazaki. – Woodhead Publishing, Cambridge, UK, 2011. 232 p.
  3. Lecce L. Shape Memory Alloy Engineering for Aerospace, Structural and Biomedical Applications. Concilio. – Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 2015. 934 p.
  4. Zhang J., Somsen C., Simon T., Ding X., Hou S., Ren S., Ren X., Eggeler G., Otsuka K., Sun J. Leaf-like dislocation substructures and the decrease of martensitic start temperatures: a new explanation for functional fatigue during thermally induced martensitic transformations in coarse-grained Ni-rich Ti–Ni shape memory alloys. Acta Mater. 2012. V. 60. PP. 1999–2006.
  5. Pushin V.G., Gunderov D.V., Kourov N.I., Yurchenko L.I., Prokofiev E.A., Stolyarov V.V., Zhu Y.T., Valiev R.Z. Nanostructures and phase transformations in TiNi shape memory alloys subjected to severe plastic deformation. Ultrafine grained materials III, TMS, Charlotte: NC, USA. 2004. PP. 481–486.
  6. Stepanova T.P., Krasnoyarsky V.V., Tomashov N.D., Druzhinina I.P. Influence of nickel on the anode behavior of titanium in river water // Protection of metals. 1978. V. 14. No. 2. PP. 169–171.
  7. Deryagina O.G., Paleolog E.N., Akimov A.T., Dagurov V.G. Electrochemical behavior of anodically oxidized Ni-Ti alloys in sulfate solutions containing chloride ions // Electrochemistry. 1980. V. 16. No. 12. PP. 1828–1833.
  8. Tan L., Dodd R.A., Crone W.C. Corrosion and wear – corrosion behavior of NiTi modified by plasma source ion implantation // Biomaterials. 2003. V. 24. PP. 3931–3939. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(03)00271-0
  9. Okazaki Y., Rao S., Ito Y., Tateishi T. Corrosion resistance, mechanical properties, corrosion fatigue strength and cytocompatibility of new Ti alloys without Al and V // Biomaterials. 1998. V. 19. PP. 1197–1215. https://doi.org/10.1016/s0142-9612(97)00235-4
  10. Shevchenko N., Pham M.T., Maitz M.F. Studies of surface modified NiTi alloy // Applied Surface Science. 2004. V. 235. PP. 126–131.
  11. Vandenkerckhove R., Chandrasekaran M., Vermaut P., Portier R., Delacy L. Corrosion behavior of a supere-lastic Ni-Ti alloys // Materials Science and Engineering. 2004. V. 378. PP. 532–536.
  12. Хода А. Влияние микроструктуры на механические свойства и характер водородного охрупчивания биоматериалов из никелида титана // Физика металлов и металловедение. 2019. Т. 120. № 8. С. 806–817.
  13. Wever D.J. Electrochemical and surface characterization of a nickel–titanium alloy / D.J.Wever A.G. Veldhuizen J.de Vries H.J. Busscher D.R.A. Uges J.R. Van Horn // Biomaterials. 1998. V. 19. РР. 761–769.
  14. Hu T., C. Chu Y. Xin S. Wu K.W.K. Yeung P.K. Chu. Corrosion products and mechanism on NiTi shape memory alloy in physiological environment // Journal of Materials Research. 2010. V. 25. PP. 350–358.
  15. Ryhanen J. Biocompatibility evaluation of nickel titanium shape memory metal alloy // Materials Science. 1999. P. 18.
  16. Амирханова Н.А., Валиев Р.З., Адашева С.Л., Прокофьев Е.А. Исследование коррозионных и электрохимических свойств сплавов на основе никелида титана в крупнозернистом и ультрамелкозернистом состояниях // Вестник УГАТУ. 2006. Т. 7. № 1. С. 143–146.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Микроструктура сплава Ti50,0Ni50,0 в закаленном состоянии (ОМ). На фотографии (b) показан выделенный участок с большим увеличением, стрелочкой отмечен мартенситный рельеф

Скачать (6MB)
Метаданные
3. Рис.2. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 1M H2SO4 в крупнозернистом состоянии

Скачать (2MB)
Метаданные
4. Рис.3. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 1 M HCl в крупнозернистом состоянии

Скачать (3MB)
Метаданные
5. Рис.4. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 3% NaCl в крупнозернистом состоянии

Скачать (288KB)
Метаданные
6. Рис.5. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 3M HCl в крупнозернистом состоянии

Скачать (2MB)
Метаданные
7. Рис.6. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 3М H2SO4 в крупнозернистом состоянии

Скачать (2MB)
Метаданные
8. Рис.7. Фотографии структуры образцов сплава Ti50,0Ni50,0 до коррозионных испытаний в ультрамелкозернистом состоянии

Скачать (4MB)
Метаданные
9. Рис.8. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 1М H2SO4 в ультрамелкозернистом состоянии

Скачать (3MB)
Метаданные
10. Рис.9. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 1М HCl в ультрамелкозернистом состоянии

Скачать (3MB)
Метаданные
11. Рис.10. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 3% NaCl в ультрамелкозернистом состоянии

Скачать (2MB)
Метаданные
12. Рис.11. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 3М HCl в ультрамелкозернистом состоянии

Скачать (2MB)
Метаданные
13. Рис.12. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50,0Ni50,0, полученные с использованием оптического микроскопа в растворе 3М H2SO4 в ультрамелкозернистом состоянии

Скачать (2MB)
Метаданные
14. Рис.13. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50.0Ni50.0, полученные с помощью оптического микроскопа (a–d) и инвертированного микроскопа (e–h) в растворе NaCl+H2SO4 в крупнозернистом (а, b, e, f) ультрамелкозернистом состоянии (c, d, g, h) после выдержки в течение 30 дней

Скачать (6MB)
Метаданные
15. Рис.14. Фотографии поверхности образцов сплава Ti50.0Ni50.0, полученные с растрового электронного микроскопа в растворе NaCl+H2SO4 в крупнозернистом (а, b) ультрамелкозернистом (c, d) состоянии

Скачать (2MB)
Метаданные
16. Рис.15. Рентгенограммы образцов сплава Ti50.0Ni50.0 после коррозионных испытаний в растворе NaCl+H2SO4

Скачать (657KB)
Метаданные

© Чуракова А.А., Каюмова Э.М., 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах