ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коррозионное растрескивание под напряжением из "Коррозия и защита от коррозии" Специфическим видом коррозии, который связан с механическими напряжениями, являются межкристаллитное и внутрикри-сталлитное растрескивание под напряжением . Так как механизм описываемых процессов еще недостаточно ясен и вторичный процесс расширения трещин протекает по-разному, эти явления необходимо рассматривать по группам материалов. [c.40] Общим на первой стадии процесса образования трещин является совместное действие напряжений в материале и неустойчиво пассивное состояние поверхности. При этом опасны как внешние напряжения (растягивающие, изгибающие и эксплуатационные напряжения или переменные нагрузки), так и внутренние (остаточные напряжения от деформаций, обработки, сварки и пр.). Вредны также слабо окисляющие растворы, растворение в которых, однако, приводит к образованию только недостаточно стабильных (повреждаемых), защитных или пассивных пленок. [c.40] Повреждения в виде межкристаллитных трещин появляются внезапно при небольшом общем износе деталей. Эти межкристаллитные трещины могут перейти затем во внутрикристаллитные. [c.40] Пораженными оказываются как нелегированные или слаболегированные, так и высоколегированные стали. Причины, обусловливающие эти явления, можно классифицировать по группам материалов. [c.41] При коррозии под напряжением количество нитрат-ионов бывает значительным МОз восстанавливается вплоть до газообразного азота [112]. [c.42] Перманганат калия и нитрат марганца в 5 н. ЫаЫОз, а также борная и азотная кислоты в нитрате аммония ускоряют межкристаллитную коррозию стали с сопротивлением 26 кгс/мм при 40%-ной нагрузке, в то время как мышьяковая и фосфорная кислоты ингибируют процесс [113]. [c.42] Механизм растрескивания. В случае пассивных или окисных слоев начальный процесс является электрохимическим. Воздействие, способствующее или препятствующее образованию слоев, будет влиять на коррозию в обратном направлении. Материалы, подверженные растрескиванию, легко окисляются. С электрохимической точки зрения, между поверхностями и границами зерен обнаруживается разность потенциалов, а с механической — при внутренних или внешних растягивающих усилиях — различное растяжение границ зерен и кристаллитов, особенно если имеются отложения. Потенциал границ зерен менее благороден они труднее пассивируются, а соответственно, и покровные слои на границах зерен бывают особо чувствительными при растягивающих напря-жейиях [42]. Механическое разрушение поверхностных слоев в начале коррозионного растрескивания происходит при повторных пиках тока растворения перед разрушением образцов. При постоянно поддерживаемом потенциале и растягивающей нагрузке коррозионный ток возрастает при ступенчатом растяжении (рис. 1.32). Если повышение пластической деформации носит ступенчатый характер, то и потенциал снижается таким же образом. Плотность тока в открытой трещине покровного слоя достигает ориентировочно 10 а см и уменьшается при восстановлении слоя [ПО]. [c.42] Если на образцы нелегированных сталей наводится потенциал в пределах от —100 до +250 мв, то они становятся нестойкими в растворах нитратов. Подверженность коррозии максимальна при потенциале -f200 мв. Обычно потенциалы в растворах нитратов устанавливаются между +50 и +100 мв. [c.42] Растворы едкой щелочи в пределах концентраций 15—33% вызывают трещины, если доступ кислорода мал (рис. 1.34, кривая /) и достигается только частичная пассивация. В аэрируемых растворах, наоборот, трещины не образуются, но зато преобладает сильная, но не идущая вглубь межкристаллитная коррозия, которая снимает напряжения на поверхности (кривая 2). В отсутствие кислорода происходит сильная общая коррозия водородного типа (кривая 3). [c.43] Влияние состава стали. Если количество углерода в а-железе менее 0,02%, то трещины не появляются. Поэтому частичное обезуглероживание действует благоприятно, а скопление карбидов на границах зерен после термической обработки приводит к обратному эффекту. Холодная деформация превращает нечувствительные стали в чувствительные [117]. [c.43] Содержание азота в железе оказывает отрицательное влияние. Растворенный азот образует Рб4Ы, выделение которого является причиной склонности к образованию трещин [118, 119, 122], так как он создает напряжения в области границ зерен. Нестареющая сталь, раскисленная алюминием (более 0,05%) или титаном. [c.43] Защита от коррозии под напряжением. Склонность к коррозионному растрескиванию котлов в установках среднего давления и котлов локомотивов можно снизить добавками N32504 или NaNOs к котловой питательной воде [111]. Силикат натрия, так же как и магниевые протекторы и катодная защита с применением внешнего источника тока, устраняет опасность образования трещин в щелочных растворах. [c.44] ВЫСОКОГО давления и в установках, где используется вода в сверх-критическом состоянии (реакторы) хлор-ионы активны уже в незначительных количествах — от 0,1 мг л. Условием этого, однако, является присутствие следов кислорода (рис. 1.35) [123, 124]. Конденсат с большим содержанием хлоридов (38—2000 мг1л) не приводит к износу, однако в аустенитных сталях, стабилизированных ниобием или титаном, появляются трещины от напряжений [125]. [c.45] полученный из воды, содержащей хлориды, при 600° С, быстро вызывает внутрикристаллит ные трещины [133]. В растворах с повышенным содержанием хлоридов трещины более широкие и менее разветвленные. Они образуются уже при нагрузке 3 кгс1мм [145]. [c.45] Низкое содержание едкой щелочи в котловой или реакторной воде, находящейся под давлением (pH 10—11, 280° С), стимулирует появление трещин, если эта среда обогащается до концентрации щелочи, превышающей 10% [128]. В трещинах концентрация достигает 30—50% [132]. Уже незначительные растягивающие напряжения порядка 3,5 Kz jMM являются опасными [123]. Трещину, вызванные действием растворов едкой щелочи, могут быть как межкрйсталлитными, так и внутрикристаллитными [122, 132]. В концентрированном едком натре (100 /o) трещины появляются при температурах выше 450° С разбавление водой понижает температуру, при которой образуются трещины (например, 343° С в случае 80% NaOH) [122]. [c.46] Скопление остатков щелочей на стенках труб котлов высокого давления (в паровом пространстве), а также на турбинных лопатках вызывает трещины. Это действие особенно заметно, когда в условиях, близких к точке росы (например, 310° С при 105 ат), образуется пленка жидкости (например, при пуске) и имеют место растягивающие усилия сверх предела текучести [133]. [c.46] Механизм растрескивания. В легированных сталях трещины от напряжений (как межкристаллитные, так и внутрикристаллитные) образуются в растворах, которые делают защитные слои пассивными, но пассивация эта неустойчива. К ним относятся растворы щелочей и хлоридов (Na l, K l, Mg I2, СаСЬ, Fe b) или пар, загрязненный остатками хлоридов или щелочей. Кроме того, влияют остаточные напряжения в материале, возникшие при его обработке (резание, деформирование, шлифование, сварка и пр.), и рабочие напряжения. [c.46] Холодная деформация (до или во время коррозии) повреждает окисный слой — в нем появляются нарушения это ускоряет образование трещин. Присутствие других фаз, например мартенсита (после деформации или глубокого охлаждения), повышает количество трещин. Пассивированные поверхности, которые легко растягиваются, при погружении в горячий раствор МдС1г быстро обнаруживают линии скольжения, на которых позднее образуются трещины [135]. [c.47] Вернуться к основной статье