Воздействие высокоэнергетического нагрева токами высокой частоты на дислокации в условиях повышения коррозионной стойкости = The effect of high-energy heating by high-frequency currents on dislocations in conditions of increased corrosion resistance
Обложка

Воздействие высокоэнергетического нагрева токами высокой частоты на дислокации в условиях повышения коррозионной стойкости = The effect of high-energy heating by high-frequency currents on dislocations in conditions of increased corrosion resistance

Статья в журнале

Русский

620.193

10.25587/2222-5404-2025-22-2-37-47

токи высокой частоты; высокоэнергетический нагрев; динамика дислокаций; коррозионная стойкость; улучшение микроструктуры; электрохимическая пассивация; алюминиевый сплав; нержавеющая сталь; электронная микроскопия; рентгеновская дифракция; high frequency currents; high energy heating; dislocation dynamics; corrosion resistance; microstructure improvement; electrochemical passivation; aluminum alloy; stainless steel; electron microscopy; X-ray diffraction

Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова: научный журнал. – 2025

Взаимосвязь между дефектами микроструктуры и коррозионной стойкостью металлических сплавов уже давно является предметом изучения материаловедения и физики конденсированного состояния. В данном исследовании изучается влияние нагрева высокой энергией с помощью токов высокой частоты на динамику дислокаций в металлических материалах в условиях повышенной коррозионной стойкости. Обработка токами высокой частоты вызывает быстрый локализованный нагрев, создавая температурные градиенты и механические напряжения, которые изменяют дислокационную структуру. В ходе экспериментов исследовались два промышленных сплава: алюминиевый сплав, который подвержен точечной коррозии, и аустенитная нержавеющая сталь, склонная к межкристаллитной коррозии. Микроструктурные и коррозионные исследования проводились при помощи следующих методов: просвечивающая электронная микроскопия, рентгеновская дифракция и дифракция обратного рассеяния электронов. Результаты показывают, что высокоэнергетический нагрев значительно снижает плотность дислокаций и способствует их кластеризации, что снижает концентрацию напряжений и повышает однородность микроструктуры. Одновременно образование стабильного оксидного слоя, ускоряемое термической активацией, улучшает пассивацию и электрохимическую стабильность в агрессивных средах. Синергетический эффект модификации дислокаций и окисления поверхности приводит к заметному повышению коррозионной стойкости, особенно в материалах, подверженных точечной и межкристаллитной коррозии. Также воздействия токами высокой частоты могут применяться при изучении физических основ электропластического эффекта и при залечивании микротрещин в металлах и сплавах. Исследования подчеркивают потенциал обработки током высокой частоты как метода двойного назначения для оптимизации как механической целостности, так и коррозионных характеристик конструкционных сплавов, предлагая перспективные области применения в аэрокосмической, морской и энергетической отраслях, где долговечность в суровых условиях имеет решающее значение.
The relationship between microstructural defects and corrosion resistance of metallic alloys has long been a subject of study in materials science and condensed matter physics. This study investigates the effect of high-energy heating using high-frequency currents on the dynamics of dislocations in metallic materials under conditions of increased corrosion resistance. High frequency current treatment causes rapid localized heating, creating temperature gradients and mechanical stresses that alter the dislocation structure. Two commercial alloys were studied in the experiments: an aluminum alloy susceptible to pitting corrosion and an austenitic stainless steel susceptible to intergranular corrosion. Microstructural and corrosion studies were performed using transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and electron backscatter diffraction. The results show that high-energy heating significantly reduces the dislocation density and promotes their clustering, which reduces stress concentration and improves microstructural homogeneity. At the same time, the formation of a stable oxide layer accelerated by thermal activation improves passivation and electrochemical stability in aggressive environments. The synergistic effect of dislocation modification and surface oxidation results in a significant increase in corrosion resistance, especially in materials susceptible to pitting and intercrystalline corrosion. High-frequency current treatments can also be used to study the physical basis of the electroplastic effect and to heal microcracks in metals and alloys. The studies highlight the potential of high-frequency current treatment as a dual-purpose method for optimizing both the mechanical integrity and corrosion performance of structural alloys, suggesting promising applications in the aerospace, marine and energy industries, where durability in harsh environments is critical.

Воздействие высокоэнергетического нагрева токами высокой частоты на дислокации в условиях повышения коррозионной стойкости / Ю. В. Бебихов, Е. К. Наумов, М. Н. Семенова, И. А. Якушев ; Политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова, Институт физики молекул и кристаллов Уфимского федерального исследовательского центра РАН // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М. К. Аммосова. - 2025. - Т. 22, N 2 (100). - С. 37-47. - DOI: 10.25587/2222-5404-2025-22-2-37-47
DOI: 10.25587/2222-5404-2025-22-2-37-47

Войдите в систему, чтобы открыть документ

Вам будет интересно