Динамика развития дефектов в структуре металлов вследствие кавитационного и коррозионного действия в гидродинамических средах

Динамика возникновения и эволюция дефектов в наномасштабе наименее изучены с точки зрения механизма кавитационного действия. Изменяя время и режимы воздействия кавитации на образцы, прослежена динамика появления и развития дефектов, что позволило выявить основные механизмы разрушения и провести сравнительный анализ исследуемых материалов для разработки рекомендаций по их использованию в судостроении и судоремонте. Для одновременного исследования кавитационных и электрокоррозионных воздействий во временной динамике разработан метод с помощью собранного стенда с ультразвуковым магнитострикционным вибрационным пьезоэлектрическим диспергатором в качестве возбудителя кавитационного воздействия и электролитической ванной для моделирования электрохимической коррозии. Исследованы материалы, используемые при производстве гребных винтов морских судов: нержавеющие стали, сплавы винтовой бронзы, титановые сплавы (коррозионно-стойкая сталь марки 08X18H10T (AISI 321), винтовая бронза марки БрА9Ж4Н4, титан марок ТЛ5, 3М). Образец располагался в водной среде на фиксированном расстоянии от источника кавитации. Данная методика позволила имитировать в лабораторных условиях один из механизмов дефектообразования и провести моделирование разрушения поверхности гребных винтов морских судов. Состояние поверхности, изменение рельефа и шероховатости вследствие появления дефектов различного вида нанометрового разрешения контролировали методами электронной и сканирующей зондовой микроскопии, позитронной аннигиляционной спектроскопии. Выявлены временная динамика и отличительные механизмы разрушений материалов. Разработана методика изучения динамики развития дефектов в структуре металлов гребных винтов за счет одновременного и поочередного кавитационного и электокоррозионного воздействия в гидродинамической среде. Проведены исследования эволюции дефектов, и установлено, что конкуренция процессов разрушения для кавитационных и электрокоррозионных воздействий имеет существенно разный характер для сплавов сталей, титана и бронзы. В качестве защиты предложено придавать поверхностям супергидрофобные свойства.