ВПЛИВ КОРОЗІЙНОГО ТА АГРЕСИВНОГО СЕРЕДОВИЩ НА КОНТАКТ АЛЮМІНІЄВИХ ТА ТИТАНОВИХ СПЛАВІВ ІЗ CFRP В УМОВАХ ВІБРАЦІЙНОГО НАВАНТАЖЕННЯ

Анотація

Корозійні та агресивні середовища які виникають на поверхнях повітряних суден, що експлуатуються біля узбережжя морів та океанів негативно впливає на ресурс планеру та особливо на деталі силової конструкції елементів літака які знаходяться в умовно нерухомому контакті та мають вплив вібраційних навантажень під час польоту. В роботі представлено аналіз пошкоджень деталей на літаках Антонов які працюють біля океанів.

Представлено дослідження впливу корозійного середовища морської води та агресивного лужного середовища на контакт алюмінієвого сплаву Д16Т та титанового сплаву Ti6Al4V в парі із композиційним матеріалом CFRP під дією вібраційного фактору. Встановлено катастрофічне руйнування контакту Al-CFRP в умовах лужного середовища КОН із pH 11. Результати порівнюються із подібними дослідами без агресивних середовищ. Визначено, що сплав Д16Т дуже чутливий до зміни середовища. При випробуваннях в розчині NaCl його знос збільшився в 1,4 рази. Більш стійкіший титановий сплав Ti6Al4V взагалі не зреагував на солоне середовище. Навпаки, знос титанового зразка зменшився завдяки наявності води та вологого середовища в зоні тертя, що в деяких місцях змащувало поверхні тертя. Невеликі температури випробувань в 20 ºС не дозволяли відбуватись процесам наводнення поверхні титанового сплаву і в результаті ми фіксуємо зменшення зносу в 1,09 рази в порівнянні з дослідженням на повітрі.

Встановлено, що зношування в солоній воді матеріалу Д16Т є складним явищем, що поєднує хімічну корозію і механічне стирання, що часто називають трикомпонентною або комбінованою корозією. У середовищі солоної води ключову роль відіграють іони хлору, що провокують локалізовані процеси корозії (піттингу), що призводить до порушення цілісності захисних плівок на поверхні матеріалу. Механічні навантаження, зумовлені вібрацією додатково прискорюють процес руйнування, оскільки зношена поверхня стає ще сприйнятливішою до агресивного впливу солей. Титанові сплаві є набагато стійкішими до морського середовища.

Визначено що, високе значення pH активно впливає на матеріали Д16Т та Ti6Al4V, іноді призводячи до руйнування пасивуючих оксидних плівок, які, природним чином формуються на матеріалах. За наявності абразивних частинок які утворюються під час тертя та додаткового механічного стирання, цей захист руйнується, що у свою чергу прискорює процеси деградації матеріалів. Катастрофічне руйнування сплаву Д16Т показує хімічну деградацію та розчинення в лужному середовищі, що збільшує знос матеріалу більше чим в 4 рази.