ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия

Лисаков Ю. Н., старший научный сотрудник лаборатории гидрометаллургии, канд. техн. наук, эл. почта: LisakovYuN@nornik.ru
Павлов О. В., ведущий инженер лаборатории гидрометаллургии, эл. почта: PavlovOLV@nornik.ru
Чупрынин Н. П., инженер II категории лаборатории гидрометаллургии, эл. почта: ChupryninNP@nornik.ru

АО «Кольская горно-металлургическая компания», Мончегорск, Россия
Науменко Г. Е., главный инженер химико-металлургического цеха, эл. почта: NaumenkoGE@kolagmk.ru

Проведены коррозионные испытания нескольких конструкционных сплавов на никелевой основе и образцов из технического титана марки ВТ1-0 в условиях интенсивного коррозионного износа: высокий солевой фон, до 15 г/л иона хлора, 50 г/л H₂SO₄, значительная температура процесса 200 ^оС, парциальное давление кислорода — 0,5 МПа. Установлено, что достаточной коррозионной устойчивостью обладает только титановый сплав марки ВТ1-0. Выбор материала для изготовления корпусного оборудования и перемешивающих устройств, работающих при температуре 200 ^оС и подаче кислорода, осложняется проблемами применения титана в атмосфере кислорода. К настоящему времени работами отечественных и зарубежных ученых по исследованию возгораемости титана в условиях автоклавных процессов установлено, что воспламенение титана в атмосфере сухого кислорода при температуре 425 К происходит уже при парциальном давлении кислорода 0,1–0,3 МПа при наличии внешнего возбудителя (искра), особенно при нарушении целостности оксидной пленки. Поэтому были выполнены коррозионные исследования образцов сплава титан – ниобий марки НТ-47, устойчивого к возгоранию в атмосфере кислорода. Эксперименты проводили с образцами как не прошедшими упрочняющую обработку, так и после термической обработки металла. Результаты исследования показали, что упрочняющая обработка поверхности привела к снижению скорости коррозии сплава НТ-47 в два – три раза. Наиболее эффективным методом поверхностного упрочнения среди опробованных является термическое оксидирование. Микродуговое оксидирование и лазерная обработка также высокоэффективны, однако эти способы представляются более сложными для промышленной реализации.

Авторы посвящают эту статью памяти Виктора Антоновича Зиновьева (1932–2023), выдающегося советского и российского коррозиониста, сотрудника института в 1956–2017 гг.

1. Набойченко С. С., Шнеерсон Я. М., Калашникова М. И., Чугаев Л. В. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов. Т. 1. — Екатеринбург : ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ», 2008. — 375 с.
2. Салтыков П. М., Калашникова М. И., Салтыкова Е. Г., Трубина О. А. и др. Гидрометаллургическая переработка никелевых сульфидных концентратов австралийских месторождений // Цветные металлы. 2014. № 9. С. 68–75.
3. ГОСТ 5632–2014. Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки. — Введ. 01.01.2015.
4. ГОСТ Р 9.905–2007. Единая система защиты от коррозии и старения. Методы коррозионных испытаний. Общие требования. — Введ. 01.01.2009.
5. Жук Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов. — М. : Металлургия, 1976. — 473 с.
6. Болобов В. И., Зиновьев В. А., Чернышев П. В., Шнеерсон Я. М. Условия применения титановых сплавов в процессах автоклавного выщелачивания сульфидного сырья // Цветные металлы. 1998. № 3. С. 31–33.
7. Bolobov B. I. Ignition of titanium during fracture in oxygen // Combust Explos Shock Waves. 2017. Vol. 53. P. 165–170.
8. Lamb S., Thayer M. Materials for the Hydrometallurgical Industry // Proceedings of Corrosion. 2001. March 11–16. 2001. — Houston, Texas.
9. Gangqiang Li, Fengcang Ma, Ping Liu, Shengcai Qi et al. Review of micro-arc oxidation of titanium alloys: Mechanism, properties and applications // Journal of Alloys and Compounds. 2023. Vol. 948. P. 23–27.
10. Aliofkhazraei M., Macdonald D. D., Matykina E., Parfenov E. V. et al. Review of plasma electrolytic oxidation of titanium substrates: Mechanism, properties, applications and limitations // Applied Surface Science Advances. 2021. Vol. 5. P. 100–112.
11. Baszkiewicz J., Krupa D., Mizera J., Sobczak J. W. Corrosion resistance of the surface layers formed on titanium by plasma electrolytic oxidation and hydrothermal treatment // Vacuum. 2005. Vol. 78, Iss. 2-4. P. 143–147.
12. Колотыркин Я. М., Новаковский В. М., Кузнецова Е. Г. и др. Коррозионная стойкость титана в технологических средах химической промышленности. — М. : НИИТЭХИМ, 1982. С. 4–18.
13. Фокин М. Н., Рускол Ю. С., Мосолов А. В. Титан и его сплавы в химической промышленности. — Л. : Химия, 1978. — 200 с.
14. Томашов Н. Д. Титан и коррозионностойкие сплавы на его основе. — М. : Металлургия, 1985. — 80 с.

15. Tabakov V. P., Chikhranov A. V. Selecting the composition of wear resistant coatings // Russian Engineering Research. 2018. Vol. 38, No. 2. P. 105–109.
16. Liao Z., Abdelhafeez A., Li H., Yang Y. et al. State-of-the-art of surface integrity in machining of metal matrix composites // Int. J. Mach. Tool Manufact. 2019. Vol. 143. P. 63–91.
17. Fikeni L., Kofi A. A., Mutombo K., Machaka R. Effect of Nb content on the microstructure and mechanical properties of binary Ti – Nb alloys // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 38, Part 2. P. 91–97.
18. Эпельфельд А. В., Белкин П. Н., Борисов А. М. и др. Современные технологии модификации поверхности материалов и нанесения защитных покрытий: в 3 т. Т. I: Микродуговое оксидирование. — М., СПб. : Реноме, 2017. — 648 с.
19. Bo Mao, Arpith Siddaiah, Yiliang Liao, Pradeep L. Menezes. Laser surface texturing and related techniques for enhancing tribological performance of engineering materials: A review // Journal of Manufacturing Processes. 2020. Vol. 53. P. 153–173.