ФОРМИРОВАНИЕ НАНОПОВЕРХНОСТЕЙ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ С ПОВЫШЕННОЙ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТЬЮ ЗА СЧЕТ СТРУЙНОЙ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ

Работа направлена на изучение коррозионных свойств нержавеющих сталей после снижения параметра шероховатости Ra поверхности струйной электролитно-плазменной обработкой. Исследования проводились с помощью электронной и атомно-силовой микроскопии и стандартных испытаний коррозионных характеристик. В процессе исследования изучали снижение параметра шероховатости Ra и морфология поверхности образцов для нержавеющих сталей 20Х13, 08Х18Н9Т, AISI 304, AISI 310, AISI 316L, а также для никелевого жаропрочного сплава ЭП648. Исходная поверхность образцов была получена методом прокатки, пилением механической ножовкой, технологией SLM и технологией струйной электролитно-плазменной обработки. Впервые показана возможность снижения параметра среднеарифметической высоты поверхности Sa до чрезвычайно малой величины 11,800 нм за счет комбинированной размерной и финишной обработки нержавеющей стали. Выполнен электростатический расчет напряженности электрического поля на дефектах поверхности анода на наноуровне в программе COMSOL Multiphysics. Показано, что при формировании пленки окисного слоя, препятствующей прохождению электрических разрядов, формируется высокая напряженность электрического поля между пиками дефектов и границей окисного слоя до 2,3*1011 В/м. Показано, что уменьшение параметра шероховатости поверхности Ra возможно до чрезвычайно малых величин Ra 0,004 мкм на базовой длине 10 мкм, что приводит к уменьшению числа микродефектов и увеличению свободной энергии Гиббса, уменьшению плотности тока коррозии в 3,6 раза. Повышение коррозионной стойкости за счет комбинированной струйной электролитно-плазменной технологии может быть использовано для обработки нержавеющих сталей, используемых в нефтегазовой отрасли, таких как трубопроводы, технологические емкости, запорная арматура, турбинные лопатки.