გმადლობთ, რომ ეწვიეთ Nature.com-ს. თქვენს მიერ გამოყენებულ ბრაუზერის ვერსიას CSS-ის შეზღუდული მხარდაჭერა აქვს. საუკეთესო გამოცდილებისთვის გირჩევთ გამოიყენოთ განახლებული ბრაუზერი (ან გამორთოთ თავსებადობის რეჟიმი Internet Explorer-ში). ამასობაში, მხარდაჭერის უწყვეტი უზრუნველყოფის მიზნით, საიტს სტილებისა და JavaScript-ის გარეშე ვაჩვენებთ.
20MnTiB ფოლადი ჩემს ქვეყანაში ფოლადის კონსტრუქციის ხიდებისთვის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების მასალაა და მის მახასიათებლებს დიდი მნიშვნელობა აქვს ხიდების უსაფრთხო ექსპლუატაციისთვის. ჩონკინგის ატმოსფერული გარემოს კვლევის საფუძველზე, ამ კვლევაში შემუშავებული იქნა კოროზიის ხსნარი, რომელიც ჩონკინგის ნოტიო კლიმატს სიმულირებდა და ჩატარდა მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაძაბულობის კოროზიის ტესტები, რომლებიც ჩონკინგის ნოტიო კლიმატს სიმულირებდა. შესწავლილი იქნა ტემპერატურის, pH-ის მნიშვნელობის და სიმულირებული კოროზიის ხსნარის კონცენტრაციის გავლენა 20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაძაბულობის კოროზიის ქცევაზე.
20MnTiB ფოლადი ჩემს ქვეყანაში ფოლადის კონსტრუქციის ხიდებისთვის ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების მასალაა და მის მახასიათებლებს დიდი მნიშვნელობა აქვს ხიდების უსაფრთხო ექსპლუატაციისთვის. ლი და სხვებმა 1-მა გამოსცადეს 20MnTiB ფოლადის თვისებები, რომლებიც ხშირად გამოიყენება 10.9 კლასის მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკებში 20~700 ℃ მაღალი ტემპერატურის დიაპაზონში და მიიღეს დაძაბულობა-დეფორმაციის მრუდი, დენადობის ზღვარი, დაჭიმვის სიმტკიცე, იანგის მოდული, წაგრძელება და გაფართოების კოეფიციენტი. ჟანგი და სხვებმა 2, ჰუ და სხვებმა 3 და სხვებმა ქიმიური შემადგენლობის ტესტირების, მექანიკური თვისებების ტესტირების, მიკროსტრუქტურის ტესტირების, ხრახნის ზედაპირის მაკროსკოპული და მიკროსკოპული ანალიზის გზით, შედეგები აჩვენებს, რომ მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების მოტეხილობის მთავარი მიზეზი დაკავშირებულია ხრახნის დეფექტებთან და ხრახნის დეფექტების გაჩენასთან. დიდი დაძაბულობის კონცენტრაცია, ბზარის წვერის დაძაბულობის კონცენტრაცია და ღია ცის ქვეშ კოროზიის პირობები იწვევს დაძაბულობით გამოწვეული კოროზიის ბზარებს.
ფოლადის ხიდებისთვის განკუთვნილი მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკები, როგორც წესი, დიდი ხნის განმავლობაში გამოიყენება ნოტიო გარემოში. ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა მაღალი ტენიანობა, მაღალი ტემპერატურა და გარემოში მავნე ნივთიერებების დალექვა და შეწოვა, ადვილად იწვევს ფოლადის კონსტრუქციების კოროზიას. კოროზიამ შეიძლება გამოიწვიოს მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკის განივი კვეთის დაკარგვა, რაც იწვევს მრავალ დეფექტსა და ბზარს. ეს დეფექტები და ბზარები გააგრძელებს გაფართოებას, რითაც ამცირებს მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების სიცოცხლის ხანგრძლივობას და იწვევს მათ გატეხვასაც კი. ჯერჯერობით, არსებობს მრავალი კვლევა გარემოს კოროზიის გავლენის შესახებ მასალების დაძაბულობის კოროზიის მახასიათებლებზე. კატარმა და სხვებმა4 გამოიკვლიეს სხვადასხვა ალუმინის შემცველობის მაგნიუმის შენადნობების დაძაბულობის კოროზიის ქცევა მჟავე, ტუტე და ნეიტრალურ გარემოში ნელი დეფორმაციის სიჩქარის ტესტირების (SSRT) გამოყენებით. აბდელმა და სხვებმა5 შეისწავლეს Cu10Ni შენადნობის ელექტროქიმიური და დაძაბულობის კოროზიის ბზარების ქცევა 3.5%-იან NaCl ხსნარში სულფიდის იონების სხვადასხვა კონცენტრაციის თანაობისას. აგიონმა და სხვებმა6 შეაფასეს ჩამოსხმული მაგნიუმის შენადნობის MRI230D კოროზიის მახასიათებელი 3.5%-იან NaCl ხსნარში ჩაძირვის ტესტით, მარილის შესხურების ტესტით, პოტენციოდინამიკური პოლარიზაციის ანალიზით და SSRT-ით. ჟანგმა და სხვებმა al.7-მა შეისწავლა 9Cr მარტენსიტული ფოლადის დაძაბულობის კოროზიისადმი ქცევა SSRT-ისა და ტრადიციული ელექტროქიმიური ტესტირების ტექნიკის გამოყენებით და მიიღო ქლორიდის იონების გავლენა მარტენსიტული ფოლადის სტატიკურ კოროზიისადმი ქცევაზე ოთახის ტემპერატურაზე. ჩენმა და სხვებმა8 გამოიკვლიეს X70 ფოლადის დაძაბულობის კოროზიისადმი ქცევა და ბზარების წარმოქმნის მექანიზმი SRB-ის შემცველ სიმულირებულ ზღვის ტალახის ხსნარში სხვადასხვა ტემპერატურაზე SSRT-ის გამოყენებით. ლიუმ და სხვებმა9 გამოიყენეს SSRT ტემპერატურისა და დაჭიმვის დეფორმაციის სიჩქარის გავლენის შესასწავლად O0Cr21Ni14Mn5Mo2N აუსტენიტური უჟანგავი ფოლადის ზღვის წყლის დაძაბულობისადმი კოროზიისადმი მდგრადობაზე. შედეგები აჩვენებს, რომ 35~65℃ დიაპაზონში ტემპერატურას არ აქვს მნიშვნელოვანი გავლენა უჟანგავი ფოლადის დაძაბულობისადმი კოროზიისადმი ქცევაზე. ლუ და სხვ. 10-ში შეფასდა სხვადასხვა კლასის დაჭიმვის სიმტკიცის მქონე ნიმუშების დაგვიანებული მოტეხილობისადმი მგრძნობელობა მკვდარი დატვირთვის დაგვიანებული მოტეხილობის ტესტისა და SSRT-ის გამოყენებით. შემოთავაზებულია, რომ 20MnTiB ფოლადის და 35VB ფოლადის მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაჭიმვის სიმტკიცე უნდა გაკონტროლდეს 1040-1190MPa-ზე. თუმცა, ამ კვლევების უმეტესობა ძირითადად იყენებს მარტივ 3.5%-იან NaCl ხსნარს კოროზიული გარემოს სიმულირებისთვის, მაშინ როდესაც მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების ფაქტობრივი გამოყენების გარემო უფრო რთულია და აქვს მრავალი გავლენის ფაქტორი, როგორიცაა ჭანჭიკის pH მნიშვნელობა. ანანიამ და სხვებმა 11 შეისწავლეს გარემო პარამეტრების და მასალების გავლენა კოროზიულ გარემოში დუპლექსური უჟანგავი ფოლადების კოროზიასა და დაძაბულობის კოროზიის ბზარებზე. სუნადა და სხვ. 12-მა ჩაატარა ოთახის ტემპერატურის სტრესული კოროზიის ბზარების ტესტები SUS304 ფოლადზე H2SO4-ის (0-5.5 კმოლ/მ-3) და NaCl-ის (0-4.5 კმოლ/მ-3) შემცველ წყალხსნარებში. ასევე შესწავლილი იქნა H2SO4-ის და NaCl-ის გავლენა SUS304 ფოლადის კოროზიის ტიპებზე. მერვემ და სხვებმა13 გამოიყენეს SSRT, რათა შეესწავლათ გაფართოების მიმართულების, ტემპერატურის, CO2/CO კონცენტრაციის, გაზის წნევის და კოროზიის დროის გავლენა A516 წნევის ჭურჭლის ფოლადის სტრესული კოროზიისადმი მგრძნობელობაზე. NS4 ხსნარის გამოყენებით, როგორც მიწისქვეშა წყლის სიმულაციური ხსნარი, იბრაჰიმმა და სხვებმა14 გამოიკვლიეს გარემო პარამეტრების, როგორიცაა ბიკარბონატის იონების (HCO) კონცენტრაცია, pH და ტემპერატურა, გავლენა API-X100 მილსადენის ფოლადის სტრესული კოროზიის ბზარებზე საფარის აშრევების შემდეგ. შანი და სხვ. 15-ში შესწავლილია აუსტენიტური უჟანგავი ფოლადის 00Cr18Ni10-ის სტრესული კოროზიის ბზარებისადმი მგრძნობელობის ვარიაციის კანონი ტემპერატურასთან სხვადასხვა ტემპერატურულ პირობებში (30~250℃) შავი წყლის გარემოს პირობებში SSRT-ის მიერ სიმულირებულ ნახშირწყალბად-გარდამქმნელ ქარხანაში. ჰანმა და სხვებმა16 დაახასიათეს მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების ნიმუშების წყალბადის მყიფეობის მგრძნობელობა მკვდარი დატვირთვის დაგვიანებული მოტეხილობის ტესტისა და SSRT-ის გამოყენებით. ჟაომ17 SSRT-ის მიერ შეისწავლა pH-ის, SO42-, Cl-1-ის გავლენა GH4080A შენადნობის სტრესულ კოროზიულ ქცევაზე. შედეგები აჩვენებს, რომ რაც უფრო დაბალია pH-ის მნიშვნელობა, მით უფრო უარესია GH4080A შენადნობის სტრესულ კოროზიისადმი მდგრადობა. მას აქვს აშკარა სტრესული კოროზიის მგრძნობელობა Cl-1-ის მიმართ და არ არის მგრძნობიარე SO42- იონური გარემოს მიმართ ოთახის ტემპერატურაზე. თუმცა, არსებობს რამდენიმე კვლევა გარემოს კოროზიის გავლენის შესახებ 20MnTiB ფოლადის მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკებზე.
ხიდებში გამოყენებული მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების უკმარისობის მიზეზების გასარკვევად, ავტორმა ჩაატარა კვლევების სერია. შეირჩა მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების ნიმუშები და ამ ნიმუშების უკმარისობის მიზეზები განხილული იქნა ქიმიური შემადგენლობის, მოტეხილობის მიკროსკოპული მორფოლოგიის, მეტალოგრაფიული სტრუქტურისა და მექანიკური თვისებების ანალიზის პერსპექტივიდან19, 20. ჩუნცინის ატმოსფერული გარემოს ბოლო წლებში შესწავლის საფუძველზე, შემუშავებულია კოროზიის სქემა, რომელიც ახდენს ჩუნცინის ნოტიო კლიმატის სიმულირებას. ჩატარდა მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაძაბულობის კოროზიის ექსპერიმენტები, ელექტროქიმიური კოროზიის ექსპერიმენტები და კოროზიული დაღლილობის ექსპერიმენტები ჩუნცინის სიმულირებულ ნოტიო კლიმატში. ამ კვლევაში, გამოკვლეული იქნა ტემპერატურის, pH მნიშვნელობის და სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციის გავლენა 20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაძაბულობის კოროზიის ქცევაზე მექანიკური თვისებების ტესტების, მოტეხილობის მაკროსკოპული და მიკროსკოპული ანალიზის და ზედაპირული კოროზიის პროდუქტების მეშვეობით.
ჩუნკინგი მდებარეობს სამხრეთ-დასავლეთ ჩინეთში, იანძის მდინარის ზემო წელზე და აქვს ნოტიო სუბტროპიკული მუსონური კლიმატი. წლიური საშუალო ტემპერატურაა 16-18°C, წლიური საშუალო ფარდობითი ტენიანობა ძირითადად 70-80%, წლიური მზის ხანგრძლივობა 1000-1400 საათია, ხოლო მზის ნათების პროცენტული მაჩვენებელი მხოლოდ 25-35%-ია.
2015 წლიდან 2018 წლამდე ჩუნკინგში მზის ნათებისა და გარემოს ტემპერატურის შესახებ ანგარიშების თანახმად, ჩუნკინგში დღიური საშუალო ტემპერატურა 17°C-დან 23°C-მდე მერყეობს. ჩუნკინგში, ჩაოტიანმენის ხიდის კონსტრუქციაზე მაქსიმალური ტემპერატურა 50°C-ს, °C21,22-ს აღწევს. ამიტომ, დაძაბულობის კოროზიის ტესტისთვის ტემპერატურის დონეები 25°C-სა და 50°C-ზე განისაზღვრა.
სიმულირებული კოროზიული ხსნარის pH მნიშვნელობა პირდაპირ განსაზღვრავს H+-ის რაოდენობას, მაგრამ ეს არ ნიშნავს, რომ რაც უფრო დაბალია pH მნიშვნელობა, მით უფრო ადვილია კოროზიის განვითარება. pH-ის გავლენა შედეგებზე განსხვავებული იქნება სხვადასხვა მასალისა და ხსნარისთვის. მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაძაბულობისადმი კოროზიისადმი სიმულირებული კოროზიული ხსნარის გავლენის უკეთ შესასწავლად, დაძაბულობისადმი კოროზიის ექსპერიმენტების pH მნიშვნელობები დაყენებული იქნა 3.5, 5.5 და 7.5-ზე, ლიტერატურულ კვლევასთან23 და ჩონკინგში წლიური წვიმის წყლის pH დიაპაზონთან ერთად (2010-დან 2018 წლამდე).
რაც უფრო მაღალია სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაცია, მით მეტია იონების შემცველობა სიმულირებულ კოროზიულ ხსნარში და მით უფრო დიდია მისი გავლენა მასალის თვისებებზე. სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციის მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაძაბულ კოროზიაზე გავლენის შესასწავლად, ჩატარდა ხელოვნური ლაბორატორიული დაჩქარებული კოროზიის ტესტი, სადაც სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაცია დაყენებული იქნა მე-4 დონეზე კოროზიის გარეშე, რაც იყო სიმულირებული კოროზიული ხსნარის საწყისი კონცენტრაცია (1×), 20 × სიმულირებული კოროზიული ხსნარის საწყისი კონცენტრაცია (20 ×) და 200 × სიმულირებული კოროზიული ხსნარის საწყისი კონცენტრაცია (200 ×).
25℃ ტემპერატურის, 5.5 pH-ის მნიშვნელობისა და ორიგინალური სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციის მქონე გარემო ყველაზე ახლოს არის ხიდებისთვის მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების ფაქტობრივი გამოყენების პირობებთან. თუმცა, კოროზიის ტესტის პროცესის დასაჩქარებლად, ექსპერიმენტული პირობები 25°C ტემპერატურის, 5.5 pH-ის და ორიგინალური სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციით 200 × კონცენტრაციით დაწესდა, როგორც საცნობარო საკონტროლო ჯგუფი. როდესაც სიმულირებული კოროზიული ხსნარის ტემპერატურის, კონცენტრაციის ან pH-ის მნიშვნელობის გავლენა მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაძაბულობისადმი კოროზიის მახასიათებლებზე შესაბამისად გამოიკვლიეს, სხვა ფაქტორები უცვლელი დარჩა, რაც გამოყენებული იქნა საცნობარო საკონტროლო ჯგუფის ექსპერიმენტულ დონედ.
ჩონგკინგის ეკოლოგიისა და გარემოს დაცვის მუნიციპალური ბიუროს მიერ გამოქვეყნებული ატმოსფერული გარემოს ხარისხის 2010-2018 წლების ბრიფინგის თანახმად, და Zhang24-სა და ჩონგკინგში გამოქვეყნებულ სხვა ლიტერატურაში მოცემული ნალექების კომპონენტების გათვალისწინებით, შემუშავდა SO42-ის კონცენტრაციის გაზრდაზე დაფუძნებული სიმულირებული კოროზიის ხსნარი. ნალექების შემადგენლობა ჩონგკინგის მთავარ ურბანულ ზონაში 2017 წელს. სიმულირებული კოროზიის ხსნარის შემადგენლობა ნაჩვენებია ცხრილში 1:
სიმულირებული კოროზიის ხსნარი მზადდება ქიმიური იონების კონცენტრაციის ბალანსის მეთოდით, ანალიტიკური რეაგენტებისა და გამოხდილი წყლის გამოყენებით. სიმულირებული კოროზიის ხსნარის pH მნიშვნელობა დარეგულირებული იქნა ზუსტი pH მრიცხველის, აზოტმჟავას ხსნარისა და ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ხსნარის გამოყენებით.
ჩონკინგში ნოტიო კლიმატის სიმულირებისთვის, მარილის შესხურების ტესტერი სპეციალურად მოდიფიცირებული და დაპროექტებულია25. როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში, ექსპერიმენტულ აღჭურვილობას აქვს ორი სისტემა: მარილის შესხურების სისტემა და განათების სისტემა. მარილის შესხურების სისტემა ექსპერიმენტული აღჭურვილობის მთავარი ფუნქციაა, რომელიც შედგება საკონტროლო ნაწილისგან, შესხურების ნაწილისგან და ინდუქციური ნაწილისგან. შესხურების ნაწილის ფუნქციაა მარილის ნისლის ჰაერის კომპრესორის მეშვეობით სატესტო კამერაში გადატუმბვა. ინდუქციური ნაწილი შედგება ტემპერატურის საზომი ელემენტებისგან, რომლებიც აღიქვამენ ტემპერატურას სატესტო კამერაში. საკონტროლო ნაწილი შედგება მიკროკომპიუტერისგან, რომელიც აკავშირებს შესხურების ნაწილს და ინდუქციურ ნაწილს მთელი ექსპერიმენტული პროცესის საკონტროლებლად. განათების სისტემა დამონტაჟებულია მარილის შესხურების სატესტო კამერაში მზის სინათლის სიმულირებისთვის. განათების სისტემა შედგება ინფრაწითელი ნათურებისა და დროის კონტროლერისგან. ამავდროულად, მარილის შესხურების სატესტო კამერაში დამონტაჟებულია ტემპერატურის სენსორი, რათა რეალურ დროში აკონტროლოს ნიმუშის გარშემო ტემპერატურა.
მუდმივი დატვირთვის ქვეშ სტრესული კოროზიის ნიმუშები დამუშავდა NACETM0177-2005-ის (ლითონების სულფიდური სტრესული ბზარების და სტრესული კოროზიის ბზარებისადმი წინააღმდეგობის ლაბორატორიული ტესტირება H2S გარემოში) შესაბამისად. სტრესული კოროზიის ნიმუშები თავდაპირველად გაიწმინდა აცეტონით და ულტრაბგერითი მექანიკური გაწმენდით ზეთის ნარჩენების მოსაშორებლად, შემდეგ გაუწყლოდა სპირტით და გააშრა ღუმელში. შემდეგ სუფთა ნიმუშები მოათავსეს მარილის შესხურების სატესტო მოწყობილობის სატესტო კამერაში, რათა ჩუნცინის ნოტიო კლიმატურ გარემოში კოროზიის სიტუაცია სიმულირებულიყო. NACETM0177-2005 სტანდარტისა და მარილის შესხურების ტესტის სტანდარტის GB/T 10,125-2012 შესაბამისად, ამ კვლევაში მუდმივი დატვირთვის სტრესული კოროზიის ტესტის დრო ერთნაირად განისაზღვრა 168 საათის ტოლი. დაჭიმვის ტესტები ჩატარდა კოროზიის ნიმუშებზე სხვადასხვა კოროზიის პირობებში MTS-810 უნივერსალურ დაჭიმვის ტესტირების მანქანაზე და გაანალიზდა მათი მექანიკური თვისებები და მოტეხილობის კოროზიის მორფოლოგია.
სურათი 1 გვიჩვენებს მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკებით გამოწვეული დაძაბულობის კოროზიის ნიმუშების ზედაპირული კოროზიის მაკრო და მიკრომორფოლოგიას სხვადასხვა კოროზიის პირობებში.2 და 3 შესაბამისად.
20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების სტრესის კოროზიის ნიმუშების მაკროსკოპული მორფოლოგია სხვადასხვა სიმულირებული კოროზიის გარემოში: (ა) კოროზიის არარსებობა; (ბ) 1-ჯერ; (გ) 20 ×; (დ) 200 ×; (ე) pH3.5; (ვ) pH 7.5; (ზ) 50°C.
20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების კოროზიის პროდუქტების მიკრომორფოლოგია სხვადასხვა სიმულირებული კოროზიის გარემოში (100×): (ა) 1-ჯერ; (ბ) 20 ×; (გ) 200 ×; (დ) pH3.5; (ე) pH7 .5; (ვ) 50°C.
ნახ. 2ა-დან ჩანს, რომ დაუკოროზებელი, მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკის ნიმუშის ზედაპირი ავლენს კაშკაშა მეტალის ბზინვარებას აშკარა კოროზიის გარეშე. თუმცა, ორიგინალური სიმულირებული კოროზიის ხსნარის პირობებში (ნახ. 2ბ), ნიმუშის ზედაპირი ნაწილობრივ დაფარული იყო მოყავისფრო და ყავისფერ-წითელი კოროზიის პროდუქტებით და ზედაპირის ზოგიერთ უბანს კვლავ აღენიშნებოდა აშკარა მეტალის ბზინვარება, რაც მიუთითებს, რომ ნიმუშის ზედაპირის მხოლოდ ზოგიერთი უბანი იყო ოდნავ კოროზირებული და სიმულირებული კოროზიის ხსნარი გავლენას არ ახდენდა ნიმუშის ზედაპირზე. მასალის თვისებებს მცირე გავლენა აქვს. თუმცა, 20 × ორიგინალური სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციის პირობებში (ნახ. 2გ), მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკის ნიმუშის ზედაპირი მთლიანად დაფარულია დიდი რაოდენობით მოყავისფრო კოროზიის პროდუქტებით და მცირე რაოდენობით ყავისფერ-წითელი კოროზიის პროდუქტით, აშკარა მეტალის ბზინვარება არ აღმოჩნდა და სუბსტრატის ზედაპირთან ახლოს მცირე რაოდენობით ყავისფერ-შავი კოროზიის პროდუქტი იყო. ხოლო 200 × ორიგინალური სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციის პირობებში (ნახ. 2დ), ნიმუშის ზედაპირი მთლიანად დაფარულია ყავისფერი კოროზიის პროდუქტებით და ზოგიერთ ადგილას ყავისფერ-შავი კოროზიის პროდუქტები ჩნდება.
როდესაც pH 3.5-მდე შემცირდა (სურ. 2ე), მოყავისფრო ფერის კოროზიის პროდუქტები ყველაზე მეტად იყო წარმოდგენილი ნიმუშების ზედაპირზე და კოროზიის ზოგიერთი პროდუქტი აქერცლილი იყო.
სურათი 2g გვიჩვენებს, რომ ტემპერატურის 50°C-მდე მატებასთან ერთად, ნიმუშის ზედაპირზე ყავისფერ-წითელი კოროზიის პროდუქტების შემცველობა მკვეთრად მცირდება, მაშინ როდესაც კაშკაშა ყავისფერი კოროზიის პროდუქტები ნიმუშის ზედაპირს დიდ ფართობზე ფარავს. კოროზიის პროდუქტის ფენა შედარებით ფხვიერია და ზოგიერთი ყავისფერ-შავი პროდუქტი აქერცლილია.
როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში, სხვადასხვა კოროზიულ გარემოში, 20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკიანი დაძაბულობის კოროზიის ნიმუშების ზედაპირზე კოროზიის პროდუქტები აშკარად დელამინირებულია და კოროზიის ფენის სისქე იზრდება სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციის ზრდასთან ერთად. ორიგინალური სიმულირებული კოროზიული ხსნარის პირობებში (ნახ. 3ა), ნიმუშის ზედაპირზე კოროზიის პროდუქტები შეიძლება დაიყოს ორ ფენად: კოროზიის პროდუქტების გარეთა ფენა თანაბრად არის განაწილებული, მაგრამ ჩნდება ბზარების დიდი რაოდენობა; შიდა ფენა წარმოადგენს კოროზიის პროდუქტების ფხვიერ გროვებს. 20× ორიგინალური სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციის პირობებში (ნახ. 3ბ), ნიმუშის ზედაპირზე კოროზიის ფენა შეიძლება დაიყოს სამ ფენად: გარეთა ფენა ძირითადად შედგება გაფანტული გროვებიანი კოროზიის პროდუქტებისგან, რომლებიც ფხვიერი და ფოროვანია და არ გააჩნიათ კარგი დამცავი თვისებები; შუა ფენა არის ერთგვაროვანი კოროზიის პროდუქტის ფენა, მაგრამ არის აშკარა ბზარები და კოროზიის იონებს შეუძლიათ ბზარების გავლით გავლა და სუბსტრატის ეროზია. შიდა ფენა წარმოადგენს მკვრივ კოროზიის პროდუქტის ფენას აშკარა ბზარების გარეშე, რომელსაც აქვს კარგი დამცავი ეფექტი სუბსტრატზე. 200× ორიგინალური სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციის პირობებში (სურ. 3გ), ნიმუშის ზედაპირზე კოროზიის ფენა შეიძლება დაიყოს სამ ფენად: გარეთა ფენა წარმოადგენს თხელი და ერთგვაროვან კოროზიის პროდუქტის ფენას; შუა ფენა ძირითადად ფურცლის ფორმის და ფანტელის ფორმის კოროზიაა. შიდა ფენა წარმოადგენს მკვრივ კოროზიის პროდუქტის ფენას აშკარა ბზარებისა და ხვრელების გარეშე, რომელსაც აქვს კარგი დამცავი ეფექტი სუბსტრატზე.
ნახ. 3d-დან ჩანს, რომ pH 3.5-ის სიმულირებულ კოროზიულ გარემოში, 20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკის ნიმუშის ზედაპირზე დიდი რაოდენობით არის ფლოკულენტური ან ნემსისებრი კოროზიის პროდუქტები. ვარაუდობენ, რომ ეს კოროზიის პროდუქტები ძირითადად γ-FeOOH-ია და მცირე რაოდენობით α-FeOOH-ია გადახლართული26, ხოლო კოროზიის ფენას აშკარა ბზარები აქვს.
ნახ. 3f-დან ჩანს, რომ როდესაც ტემპერატურა 50°C-მდე გაიზარდა, კოროზიის ფენის სტრუქტურაში აშკარა მკვრივი შიდა ჟანგის ფენა არ აღმოჩნდა, რაც მიუთითებს, რომ 50°C-ზე კოროზიის ფენებს შორის არსებობდა ხარვეზები, რის გამოც სუბსტრატი მთლიანად არ იყო დაფარული კოროზიის პროდუქტებით. უზრუნველყოფს დაცვას სუბსტრატის კოროზიისადმი გაზრდილი მიდრეკილებისგან.
მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების მექანიკური თვისებები მუდმივი დატვირთვის კოროზიის დროს სხვადასხვა კოროზიულ გარემოში ნაჩვენებია ცხრილში 2:
ცხრილი 2-დან ჩანს, რომ 20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკის ნიმუშების მექანიკური თვისებები კვლავ აკმაყოფილებს სტანდარტულ მოთხოვნებს მშრალი-სველი ციკლის დაჩქარებული კოროზიის ტესტის შემდეგ სხვადასხვა სიმულირებულ კოროზიულ გარემოში, მაგრამ არსებობს გარკვეული დაზიანება არაკოროზირებულ ნიმუშებთან შედარებით. ნიმუში. ორიგინალური სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციისას, ნიმუშის მექანიკური თვისებები მნიშვნელოვნად არ შეცვლილა, მაგრამ სიმულირებული ხსნარის 20× ან 200× კონცენტრაციისას, ნიმუშის წაგრძელება მნიშვნელოვნად შემცირდა. მექანიკური თვისებები მსგავსია 20 × და 200 × ორიგინალური სიმულირებული კოროზიული ხსნარების კონცენტრაციებზე. როდესაც სიმულირებული კოროზიული ხსნარის pH მნიშვნელობა 3.5-მდე დაეცა, ნიმუშების დაჭიმვის სიმტკიცე და წაგრძელება მნიშვნელოვნად შემცირდა. როდესაც ტემპერატურა 50°C-მდე იზრდება, დაჭიმვის სიმტკიცე და წაგრძელება მნიშვნელოვნად მცირდება და ფართობის შეკუმშვის სიჩქარე ძალიან ახლოსაა სტანდარტულ მნიშვნელობასთან.
20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკის დაძაბულობის კოროზიის ნიმუშების მოტეხილობის მორფოლოგია სხვადასხვა კოროზიულ გარემოში ნაჩვენებია ნახაზ 4-ში, რომელიც წარმოადგენს მოტეხილობის მაკრომორფოლოგიას, მოტეხილობის ცენტრში ბოჭკოვან ზონას, ძვრის ინტერფეისის მიკრომორფოლოგიურ ტუჩს და ნიმუშის ზედაპირს.
20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკის ნიმუშების მაკროსკოპული და მიკროსკოპული მოტეხილობის მორფოლოგია სხვადასხვა სიმულირებული კოროზიის გარემოში (500×): (ა) კოროზიის არარსებობა; (ბ) 1-ჯერ; (გ) 20 ×; (დ) 200 ×; (ე) pH3.5; (ვ) pH7.5; (ზ) 50°C.
ნახ. 4-დან ჩანს, რომ 20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკის დაძაბულობის კოროზიის ნიმუშის მოტეხილობა სხვადასხვა სიმულირებული კოროზიის გარემოში წარმოადგენს ტიპურ ჭიქა-კონუსის მოტეხილობას. დაუკოროზებელ ნიმუშთან შედარებით (ნახ. 4ა), ბოჭკოვანი არეს ბზარის ცენტრალური არე შედარებით მცირეა, ხოლო ტუჩის ძვრის ფართობი უფრო დიდია. ეს აჩვენებს, რომ მასალის მექანიკური თვისებები მნიშვნელოვნად ზიანდება კოროზიის შემდეგ. სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციის ზრდასთან ერთად, მოტეხილობის ცენტრში ბოჭკოვან არეში ორმოები გაიზარდა და გაჩნდა აშკარა რღვევის ნაკერები. როდესაც კონცენტრაცია 20-ჯერ გაიზარდა ორიგინალ სიმულირებული კოროზიული ხსნარის კონცენტრაციასთან შედარებით, ტუჩის ძვრის კიდესა და ნიმუშის ზედაპირს შორის საზღვარზე გაჩნდა აშკარა კოროზიის ორმოები და ზედაპირზე დიდი რაოდენობით კოროზიის პროდუქტი იყო.
სურათი 3d-დან გამომდინარეობს დასკვნა, რომ ნიმუშის ზედაპირზე კოროზიის ფენაში აშკარა ბზარებია, რაც მატრიცაზე კარგ დამცავ ეფექტს არ ახდენს. pH 3.5-ის სიმულირებულ კოროზიის ხსნარში (სურათი 4e), ნიმუშის ზედაპირი ძლიერ კოროზირებულია და ცენტრალური ბოჭკოს ფართობი აშკარად მცირეა. ბოჭკოს ფართობის ცენტრში დიდი რაოდენობით არარეგულარული რღვევის ნაკერებია. სიმულირებული კოროზიის ხსნარის pH-ის მნიშვნელობის ზრდასთან ერთად, მოტეხილობის ცენტრში ბოჭკოს არეში რღვევის ზონა მცირდება, ორმო თანდათან მცირდება და ორმოს სიღრმეც თანდათან მცირდება.
როდესაც ტემპერატურა 50°C-მდე გაიზარდა (სურ. 4g), ნიმუშის მოტეხილობის ტუჩის ძვრის ფართობი ყველაზე დიდი გახდა, ცენტრალური ბოჭკოს არეში ორმოები მნიშვნელოვნად გაიზარდა, ორმოების სიღრმეც გაიზარდა და ტუჩის ძვრის კიდესა და ნიმუშის ზედაპირს შორის ინტერფეისი გაიზარდა. კოროზიის პროდუქტებისა და ორმოების რაოდენობა გაიზარდა, რამაც დაადასტურა სუბსტრატის კოროზიის გაღრმავების ტენდენცია, რომელიც ასახულია სურ. 3f-ზე.
კოროზიული ხსნარის pH მნიშვნელობა გარკვეულწილად დააზიანებს 20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების მექანიკურ თვისებებს, თუმცა ეფექტი მნიშვნელოვანი არ არის. pH 3.5-ის კოროზიულ ხსნარში, ნიმუშის ზედაპირზე ნაწილდება დიდი რაოდენობით ფლოკულენტური ან ნემსისებრი კოროზიის პროდუქტები, ხოლო კოროზიის ფენას აქვს აშკარა ბზარები, რომლებიც ვერ ქმნიან კარგ დაცვას სუბსტრატისთვის. ნიმუშის მოტეხილობის მიკროსკოპულ მორფოლოგიაში არის აშკარა კოროზიის ორმოები და კოროზიის პროდუქტების დიდი რაოდენობა. ეს აჩვენებს, რომ ნიმუშის უნარი, გაუძლოს გარე ძალის დეფორმაციას, მნიშვნელოვნად შემცირებულია მჟავე გარემოში და მასალის სტრესისადმი კოროზიისადმი მიდრეკილება მნიშვნელოვნად იზრდება.
თავდაპირველ სიმულირებული კოროზიის ხსნარი მცირე გავლენას ახდენდა მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების ნიმუშების მექანიკურ თვისებებზე, მაგრამ როდესაც სიმულირებული კოროზიის ხსნარის კონცენტრაცია თავდაპირველ სიმულირებული კოროზიის ხსნარის კონცენტრაციასთან შედარებით 20-ჯერ გაიზარდა, ნიმუშების მექანიკური თვისებები მნიშვნელოვნად დაზიანდა და მოტეხილობის მიკროსტრუქტურაში აშკარა კოროზია იყო, ორმოები, მეორადი ბზარები და კოროზიის პროდუქტების დიდი რაოდენობა. როდესაც სიმულირებული კოროზიის ხსნარის კონცენტრაცია თავდაპირველ სიმულირებული კოროზიის ხსნარის კონცენტრაციასთან შედარებით 20-ჯერ 200-ჯერ გაიზარდა, კოროზიის ხსნარის კონცენტრაციის გავლენა მასალის მექანიკურ თვისებებზე შესუსტდა.
როდესაც სიმულირებული კოროზიის ტემპერატურა 25℃-ია, 20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების ნიმუშების დენადობის ზღვარი და დაჭიმვის სიმტკიცე დიდად არ იცვლება დაუკოროზებელ ნიმუშებთან შედარებით. თუმცა, 50°C სიმულირებული კოროზიული გარემოს ტემპერატურაზე, ნიმუშის დაჭიმვის სიმტკიცე და წაგრძელება მნიშვნელოვნად შემცირდა, მონაკვეთის შეკუმშვის სიჩქარე სტანდარტულ მნიშვნელობასთან ახლოს იყო, მოტეხილობის ტუჩის სიგრძე ყველაზე დიდი იყო და ცენტრალურ ბოჭკოვან არეში ჩაღრმავებები იყო. მნიშვნელოვნად გაიზარდა ორმოს სიღრმე, გაიზარდა კოროზიის პროდუქტები და კოროზიის ორმოები. ეს აჩვენებს, რომ ტემპერატურული სინერგიული კოროზიის გარემო დიდ გავლენას ახდენს მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების მექანიკურ თვისებებზე, რაც აშკარა არ არის ოთახის ტემპერატურაზე, მაგრამ უფრო მნიშვნელოვანია, როდესაც ტემპერატურა 50°C-ს აღწევს.
ჩუნკინგში ატმოსფერული გარემოს სიმულირების შედეგად ჩატარებული შიდა დაჩქარებული კოროზიის ტესტის შემდეგ, 20MnTiB მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაჭიმვის სიმტკიცე, დენადობის ზღვარი, წაგრძელება და სხვა პარამეტრები შემცირდა და აშკარა სტრესის დაზიანება დაფიქსირდა. რადგან მასალა სტრესის ქვეშაა, მნიშვნელოვანი ლოკალიზებული კოროზიის აჩქარების ფენომენი იქნება. სტრესის კონცენტრაციისა და კოროზიის ორმოების კომბინირებული ეფექტის გამო, მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკებს ადვილად შეიძლება აშკარა პლასტიკური დაზიანება მიაყენოს, შეამციროს გარე ძალების მიერ დეფორმაციისადმი წინააღმდეგობის უნარი და გაზარდოს სტრესისადმი კოროზიისადმი მიდრეკილება.
ლი, გ., ლი, მ., იინი, ი. და ჯიანგი, ს. ექსპერიმენტული კვლევა 20MnTiB ფოლადისგან დამზადებული მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების თვისებებზე მომატებულ ტემპერატურაზე. ყბა. სამოქალაქო ინჟინერია. ჯ. 34, 100–105 (2001).
ჰუ, ჯ., ზოუ, დ. და იანგ, ქ. რელსებისთვის განკუთვნილი 20MnTiB ფოლადის მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების მოტეხილობის ანალიზი. თერმული დამუშავება. Metal.42, 185–188 (2017).
კატარი, რ. და ალტუნი, ჰ. Mg-Al-Zn შენადნობების დაძაბულობის კოროზიის ბზარებისადმი დამოკიდებულება სხვადასხვა pH პირობებში SSRT მეთოდით. ​​Open.Chemical.17, 972–979 (2019).
ნაზერი, ა.ა. და სხვ. გლიცინის გავლენა Cu10Ni შენადნობის ელექტროქიმიურ და დაძაბულობის კოროზიის ბზარების ქცევაზე სულფიდით დაბინძურებულ მარილწყალში. Industrial Engineering.Chemical.reservoir.50, 8796–8802 (2011).
აგიონი, ე. და ლულუ, ნ. ჩამოსხმული მაგნიუმის შენადნობის MRI230D კოროზიის თვისებები Mg(OH)2-ით გაჯერებულ 3.5%-იან NaCl ხსნარში. alma mater.character.61, 1221–1226 (2010).
ჟანგი, ზ., ჰუ, ზ. და პრიტი, მ.ს. ქლორიდის იონების გავლენა 9Cr მარტენსიტული ფოლადის სტატიკურ და დაძაბულ კოროზიულ ქცევაზე. surf.Technology.48, 298–304 (2019).
ჩენი, X., მა, ჯ., ლი, X., ვუ, მ. და სონგი, ბ. SRB-ისა და ტემპერატურის სინერგიული ეფექტი X70 ფოლადის დაძაბულობით გამოწვეული კოროზიის ბზარებზე ხელოვნურ ზღვის ტალახის ხსნარში. ჯ. ჩინი. სოციალისტური პარტია. coros.Pro.39, 477–484 (2019).
ლიუ, ჯ., ჟანგი, ი. და იანგი, ს. 00Cr21Ni14Mn5Mo2N უჟანგავი ფოლადის დაძაბულობის კოროზიისადმი დამოკიდებულება ზღვის წყალში. ფიზიკა. ჩაატარეთ გამოცდა. ტესტი.36, 1-5 (2018).
ლუ, ს. ხიდის მაღალი სიმტკიცის ჭანჭიკების დაგვიანებული მოტეხილობის კვლევა. jaw.Academic school.rail.science.2, 10369 (2019).
ანანია, ბ. დუპლექსური უჟანგავი ფოლადების დაძაბულობით გამოწვეული კოროზიული ბზარები კაუსტიკურ ხსნარებში. სადოქტორო დისერტაცია, ატლანტა, ჯორჯია, აშშ: ჯორჯიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტი 137–8 (2008)
სუნადა, ს., მასანორი, კ., კაზუჰიკო, მ. და სუგიმოტო, კ. H2SO4-ის და naci-ის კონცენტრაციების გავლენა SUS304 უჟანგავი ფოლადის დაძაბულობით გამოწვეული კოროზიის ბზარებზე H2SO4-NaCl წყალხსნარში. alma mater.trans.47, 364–370 (2006).
მერვე, ჯ.ვ.დ. გარემოსა და მასალების გავლენა ფოლადის დაძაბულობით გამოწვეული კოროზიის ბზარებზე H2O/CO/CO2 ხსნარში. ინტერ მილანი. ჯ. კოროსი. 2012, 1-13 (2012).
იბრაჰიმი, მ. და აკრამ ა. ბიკარბონატის, ტემპერატურისა და pH-ის გავლენა API-X100 მილსადენის ფოლადის პასივაციაზე სიმულირებულ მიწისქვეშა წყლების ხსნარში. IPC 2014-33180-ში.
შანი, გ., ჩი, ლ., სონგი, X., ჰუანგი, X. და კუ, დ. ტემპერატურის გავლენა აუსტენიტური უჟანგავი ფოლადის დაძაბულობით გამოწვეული კოროზიის ბზარებისადმი მგრძნობელობაზე. coro.be opposed to.Technology.18, 42–44 (2018).
ჰანი, ს. წყალბადით გამოწვეული დაგვიანებული მოტეხილობის ქცევა რამდენიმე მაღალი სიმტკიცის შესაკრავი ფოლადისა (კუნმინგის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტი, 2014).
ჟაო, ბ., ჟანგი, ქ. და ჟანგი, მ. შესაკრავებისთვის განკუთვნილი GH4080A შენადნობის დაძაბულობის კოროზიის მექანიზმი.cross.companion.Hey.treat.41, 102–110 (2020).