Коррозионное скорости деформации

Исследования, проведенные в хлоридных растворах при нормальной температуре со скоростями деформации 7 10 с и 7 10- с-, показали следующее. Испытания со скоростью деформации 7 10 с- не выявили, в пределах ошибки эксперимента, изменения пластичности стали по отношению к испытаниям на воздухе. При уменьшении скорости деформации на порядок величина относительного удлинения изменилась с 22 %, при испытании на воздухе, до 25 % в нейтральном хлоридном растворе и 17 % в подкисленном хлоридном растворе. Аналогичная закономерность наблюдалась для значений относительного сужения, величина которого для образцов, испытанных на воздухе, составляла 67 %, в нейтральном хлоридном растворе -71 % (ХМЭ) и подкисленном хлоридном растворе - 33 %. Причем наблюдалась хорошая повторяемость результатов. Эффект изменения пластичности проявлялся только при снижении скорости нагружения до определенной величины, ниже которой коррозионный фактор успевал проявиться. Последнее, по-видимому, связано со значительным увеличением времени контакта поверхности металла с коррозионной средой. Увеличение параметров пластичности стали в нейтральном хлоридном растворе, по-видимому, вызвано проявлением хемомеханического эффекта, который в подкисленном растворе полностью подавлялся за счет наводороживания металла в условиях протекания коррозии с водородной деполяризацией, что и приводило к уменьшению параметров пластичности. По действию на параметры пластичности подкисленный хлоридный раствор оказывал такое же влияние, как и воздействие отрицательных температур (-60 ""С). Изменения пластичности образцов, предварительно выдержанных в указанных средах в течение 14 сут. и испытанных на воздухе, обнаружено не было. Это свидетельствует о механохимической природе изменения пластических свойств. [c.69]

При длительной выдержке (85 ч) образцов в 30%-ном растворе НС1 и последующем растяжении на воздухе отмечается снижение их пластичности, но в меньшей степени. В этом случае образцы разрушаются более вязко, с заметным образованием шейки. Аналогичное явление наблюдается при длительных коррозионных испытаниях образцов под действием постоянных усилий. Это свидетельствует о существенном влиянии скорости деформации на металл, испытываемый в коррозионных средах. [c.39]

Практически коррозионное растрескивание происходит только тогда, когда к детали или конструкции приложены напряжения, превышающие некоторый критический для данных условий предел. Существует мнение, что важен не столько уровень приложенных напряжений, сколько скорость их приложения, вернее скорость деформации. Снижение скорости деформации ведет к снижению скорости развития трещин [27]. В реальных условиях, когда общая нагрузка на деталь или конструкцию во многих случаях постоянна, растрескивание возможно в связи с ростом интенсивности напряжений перед вершиной трещины по мере ее коррозионно-механического подрастания. [c.42]

На рис. 1.4.17 приведены диаграммы растяжения образцов в координатах напряжение— время, которые позволяют выделить два участка кривой. На первом — требуемый для деформирования образца уровень напряжений остается неизменным, на втором — уровень напряжений снижается, и тем значительнее, чем больше время нахождения образца в коррозионной среде, что может быть объяснено только > меньшением реальной площади поперечного сечения образца, т. е. возникновением и развитием в нем коррозионного дефекта. Точка перегиба — время инкубационного периода коррозионного процесса, т. е. время, необходимое для зарождения в образце трещины КР. Со снижением скорости деформации время инкубационного периода увеличивается, хотя и не так значительно, как снижается скорость деформирования, а степень деформации, при которой возникает трещина КР, уменьшается (табл. 1.4.22). [c.75]

Склонность к коррозионному растрескиванию принято определять по нескольким показателям. Это может быть время, необходимое для появления первой трещины или полного разрущения образца. Также может быть применен показатель сравнения механических свойств образцов в напряженном и ненапряженном состояниях при их разрушении в коррозионной среде. При испытаниях с постоянной скоростью деформации может быть применен показатель максимально достигаемой нагрузки или показатели изменения пластичности материала (длительная пластичность образцов и ее изменение в зависимости от условий испытания или изменение относительного сужения разрушенных образцов). Формы и типы образцов при испытаниях на стойкость против коррозионного растрескивания достаточно разнообразны и зависят от метода испытания, формы изделия, типа внешних нагрузок, которые может испытывать оборудование в процессе эксплуатации. На рис. 1.4.40 приведено одно из приспособлений для испытаний образцов при постоянной нагрузке. В настоящее время достаточно широко распространены так называемые С-образные образцы, некоторые виды которых представлены на рис. 1.4.41. При испытаниях могут применяться гладкие или ступенчатые образцы, а также образцы с предварительно нанесенной усталостной трещиной. [c.119]

Испытания при постоянной скорости деформации позволяют максимально ускорить наступление эффекта коррозионного растрескивания в испытуемом образце. Это наиболее жесткий из всех методов испытаний, т. к. при его проведении удается достигнуть того же состояния образца, что и в случае применения образцов с предварительно нанесенной трещиной. Поэтому такие испытания значительно ускоряют процесс выявления склонности материалов к коррозионному растрескиванию и могут быть рекомендованы как метод предварительного контроля. [c.120]

Для оценки склонности материала к КР проводят испытания образцов в исследуемой коррозионной среде при постоянном растягивающем напряжении или при постоянной величине и скорости деформации. [c.147]

Наиболее важным и сложным является вопрос влияния частоты напряжений на выносливость металла в рабочих средах и в первую очередь — в коррозионно-агрессивных средах. В этом случае, кроме влияния скорости деформации, будет проявляться влияние среды, которое зависит не только от активации металла, связанного с его деформацией, но и от времени пребывания металла под нагрузкой в среде. При данном заданном числе циклов нагружений это время будет тем меньше, чем выше частота. [c.168]

Испытания для выявления склонности металлов к коррозионному растрескиванию подразделяют на испытания при постоянной деформации, нагрузке или скорости деформации и испытания с использованием образцов с надрезом и трещиной. [c.64]

Испытания при постоянной скорости деформации применяют сравнительно редко, но они имеют преимущества, заключающиеся в ускорении коррозионного растрескивания в системах, где при статических испытаниях оно наступает только через длительное время. Этот вид испытаний можно сравнить с методом, в котором используют образцы с надрезом для более быстрого развития коррозионного растрескивания. [c.67]

Аустенитные стали после холодной деформации с большим обжатием могут в дополнение к коррозионному растрескиванию подвергаться также водородному растрескиванию. Применение как анодной, так и катодной поляризации сокращает время до разрушения такого материала. Особо высокопрочные стали очень склонны к охрупчиванию, и их следует с особой осторожностью сваривать и подвергать другим видам обработки. Некоторые стали такого типа при нагружении разрушаются даже в обычной влажной атмосфере. Такие способы защиты, как гальванопокрытия, бывают вредными, так как могут способствовать внедрению водорода. Во всех случаях следует принимать особые меры предосторожности, например фосфатирование должно быть ускоренным. Одной замечательной осо нностью водородного охрупчивания является возможность обнаружения его только при малых скоростях деформации, а стандартные испытания образцов с надрезом неспособны указать на этот эффект охрупчивания. Так как водород в решетке, по-видимому, диффундирует в деформированную зону у острия трещины, высокая скорость деформации не обеспечивает необходимого времени для такого перемещения водорода. [c.192]

Величины р и Г связаны зависимостью р =, где Ь - рабочая дойна образца. Из этих выражений следует, что по мере коррозионного растворения образца напряжения и деформации должны снижаться. Скорость интенсивности пластической деформации 8н возрастает пропорционально увеличению деформации и частоты нагружения V 81 = V 8а. Скорость деформации, соответствующую статическому нагружению, можно представить как 8ю = уо 8н, где уо - условная частота нагружения, соответствующая статическому деформированию. Следовательно [c.158]

Благодаря сложной структуре и составу большинство марок нержавеющих и кислотоупорных сталей наряду с высокой коррозионной стойкостью характеризуется также высокой сопротивляемостью окислению при высоких температурах и жаропрочностью, т. е. сопротивлением пластической деформации при повышенных температурах, но при незначительной скорости деформации. [c.218]

Как в метанольном, так и в водном растворах при значительной скорости растяжения образцы разрушаются пластически, как и на воздухе. Следовательно, в зтих условиях процесс развития коррозионной трещины происходит медленней, чем процесс пластического разрушения при высокой скорости деформации образца. Таким образом, коррозионное растрескивание — сравнительно медленный процесс — представление, имеющее существенное значение для теории [256. [c.88]

Представления о значительной роли скорости деформации достаточно распространены. Менее известно, что коррозионное растрескивание может иметь место только выше ограниченного интервала скоростей деформации. В испытаниях при заданной нагрузке (поскольку трещина будет продолжать распространяться только в том случае, если скорость деформации вершины трещины будет выше определенной минимальной скорости, необходимой для растрескивания) следует ожидать, что развитие трещины будет временами приостанавливаться, особенно при напряжении ниже порогового [30, 31]. Более того, как при испытаниях по методу заданной постоянной нагрузки, так и постоянной деформации, скорость деформации уменьшается со временем за счет ползучести металла, если напряжения остаются в достаточной мере постоянными, т. е. скорость деформации зависит от времени, при котором устанавливаются необходимые для растрескивания напряжения и электрохимические условия. Ползучесть при постоянной нагрузке до установления электрохимических условий, необходимых для растрескивания, замедляет или даже предотвращает коррозионное растрескивание [30, 31]. Однако большинство убедительных доказательств важности скорости деформации получено при испытаниях, в которых задается скорость деформации, а не постоянная нагрузка. На рис. 5.9 показано влияние различных скоростей деформации сплава Mg—7А1 в хромат-хло-ридном растворе эти испытания проводили до полного разрушения образца, а достигаемую максимальную нагрузку измеряли чув- [c.238]

Скорость растворения металла определяется исключительно электрохимическими особенностями корродирующей системы. Дополнительное действие напряжений и электрохимического фактора в этой модели, включающей создание обнаженного металла в вершине трещины за счет пластической деформации, состоит или в сильном изменении величины интервала скоростей деформации, в котором имеет место растрескивание, или значений пороговых напряжений (при испытании по методу заданных постоянных нагрузок) в зависимости от условий внешней коррозионной среды. Такие эффекты действительно наблюдаются кривая рис. 5.9 имеет тенденцию к заметному смещению вдоль оси соответствующей скорости деформации при изменении состава окружающей среды или прп наложении достаточно больших плотностей анодного или катодного токов. Предельная скорость изгиба консольного образца, ниже которой растрескивания не наблюдается, в экспериментах может быть изменена на два или три порядка за счет изменения приложенного потенциала (см. рис. 5.10). [c.239]

Вероятно также, что скорость деформации в отличие от величины интенсивности напряжений может оказывать еще более значительное влияние на коррозионное растрескивание высокопрочных сталей, если коррозионная среда способствует образованию окисной пленки и, таким образом, подавляет реакции, которые вызываются выделившимся из коррозионной среды водородом. Имеются определенные указания относительно того, что коррозионное растрескивание некоторых высокопрочных сталей зависит ог скорости нагружения и что имеется заметное сходство между кривыми скорость развития трещины — скорость деформации (см. рис. 5.10) и скорость развития трещи- [c.239]

Пусть до начала коррозионного растворения коэффициент интенсивности напряжений в элементе с краевой трещиной (с начальной длиной 1о) равен значению Кю. В процессе работы такого элемента длина трещины в результате коррозионного растворения увеличивается, что приводит к росту КИН. По истечении определенного времени I наступает неустойчивое состояние К] = К1зсс, где Кзсс - критическое значение КИН в данной коррозионной среде. В принципе, значение К1зсс учитывает действие на металл адсорбционного эффекта и водородного охрупчивания, если оно определено в условиях, способствующих их проявлению. Таковы, например, достаточные время выдержки в коррозионной среде, скорость деформации и др. Не теряя общности решения, для простоты анализа будем полагать, что КИН определяется как для полу-бесконечной пластины с краевой трещиной [199] К[ = 1,12о Л. Скорость распространения трещины опре- [c.348]

Рве. 37. Кривые напряжение - удлинение, получешше при испытании меди на коррозию под напряжением с использованием методики постоянной скорости деформации / - на воздухе (коррозионное растрескивание под напряжением не наблюдается) 2- в растворе 1 М ЫаНОз при потенциале свободной коррозии 3 — в растворе 1 М КаХО при потенциале электрода 100 мВ по отношению к насыщенному каломельному электроду [5] [c.36]

Этот постулат исключает необходимость объяснения влияния многих перечисленных выше механических факторов. Однако он подразумевает, что величина К1кр и такие факторы, как эффект толщины образца, не связаны с напряжением. С позиций механики разрушения предполагается, что основное влияние скорости деформации заключается в локальном изменении пластического течения металла в вершине трещины (большинство титановых сплавов проявляют некоторую чувствительность к скорости деформации). Второй постулат [212] заключается в том, что существует критическая скорость деформации, способствующая образованию гидридов, которые ответственны за зарождение трещин коррозионного растрескивания. Этот постулат зависит от процесса проникновения водорода в материал. Дискуссия по этому вопросу излагается более подробно в дальнейшем. [c.394]

Наряду с прочностными и пластическими свойствами большой интерес вызывают исследования других инженерных свойств в нанокристаллических материалах, таких как коррозионная стойкость, износ, демпфирующая способность, а также проявление перспективных электрических, магнитных, оптических свойств и т. д. Обнаружение этих уникальных свойств открывает перспективы практического применения наноструктурных материалов. Такие исследования только недавно начаты, но в литературе уже имеются сведения о работах, представляющих, например, непосредственный интерес для создания новых мощных постоянных магнитов на основе наноструктурных ферромагнетиков [380]. С другой стороны, хорошо известно [335, 348], что сверхпластическая формовка является высокоэффективным способом получения изделий сложной формы. В этой связи сверхпластичность ультрамелкозернистых ИПД материалов, наблюдавшаяся при относительно низких температурах или высоких скоростях деформации, весьма перспективна с точки зрения повышения производительности формовки и увеличения стойкости штамповых оснасток. [c.222]

Все методы контроля стойкости металлов против коррозионного растрескивания можно разделить на три группы в зависимости от условий задания напряжений, возникающих в образце при испытаниях. Это испытания при постоянной общей деформации, постоянной нагрузке и постоянной скорости деформации. В первом случае происходит имитация напряжений, возникающих в конструкции при изготовлении или под воздействием монтажных или эксплуатационных дефектов — т. е. остаточных напряжений. Так как коррозионное растрескивание большинства деталей оборудования различного назначения связано именно с остаточными напряжениями в конструкции, то такие испытания можно считать наиболее реалистичными. Испытания при постоянной нагрузке имитируют разрушения под действием рабочих нагрузок в оборудовании, например в условиях внутреннего (рабочего) давления в сосуде или трубопроводе. Анализ повреждений при постоянной скорости деформации относится к гругше методов, не имеющих непосредственного производственного значения, так как вероятность стресс-коррозионного разрушения материала при таком виде нагружения конструкции мала. Однако эта группа методов позволяет глубже понять процессы, происходящие в материале при коррозионном растрескивании, и незаменима при лабораторных исследованиях. [c.118]

Исследована с1июнность Ст.З к коррозионному растрескиванию ( КР ) в растворах моноэтаноламина ( МЭА ). Изучено влияние концентрации и тешературы растворов МЭА, насыщенных сероводородом и др. Склонность к КР определялась по времени до разрушения на1фя-женных изгибом образцов, по изменению механических свойств ( отно- ит льнoгo сужения ) цри разрыве с постоянной скоростью деформации и по электрохимическому поведению. [c.140]

Нарушение пассивного состояния может поддерживаться механическим путем в результате медленного нагружения с критической скоростью в коррозионной среде (рис. 4.13). При высоких скоростях деформации или нагружения вследствие малого общего времени испытания влияние коррозионной среды не успевает проявиться и происходит вязкое разрушение, а при низких скоростях — успевает наступить репассивацня, которая препятствует зарождению коррозионно-механических трещин. [c.196]

Рас. .146. Участок вблизи острия коррозионной тре щины на аустенитной стали AISI 304 (типа 12Х18Н9), образовавшейся при испытании со скоростью деформации 3. 10-S мм/мнн в 20 %-ном растворе Na l при 100 С и Я — —0,32 В, н. к. з. ТО отжиг при 1050 °С. 30 мин [1 70] [c.331]

Pue. 1.1 SO. Фрактограмма транскристал-литной коррозионной трещины на отожженной аустенитной стали AISI 304 (типа 12XlaH9), образовавшейся при испытании со скоростью деформации 1-10- с в воде, содержащей 10 мг/л хлорида и 28 мг/л кислорода, при 289 5G. Сканирующий ЭМ II.89] [c.333]

Для уточнения этого вопроса нами были проведены механические испытания стальных образцов после их циклического нагружения в коррозионных средах (изгиб при вращении, симметричный цикл) при напряжениях, меньших или равных пределу усталости при данной базе испытаний. Механические испытания проводились на 50-тонной универсальной разрывной машине Шопера при скорости деформации 10 мм/мин. В табл. 5 приведены данные этих испытаний для стали 20Х перлито-ферритной структуры, а в табл. 6 —те же данные, полученные для 40Х сорбитной структуры. В таблицах указаны числа циклов и время пребывания образца в данной среде при данном напряжении а < где а , — предел выносливости для данной среды при базе N = 20 10 циклов нагружений. [c.69]

Для оценки склонности материала к коррозионному растрескиванию проводят испытания образцов в данной коррозионной среде а) при постоянном растягивающем напряжении б) при постоянной величине деформации или в) при постоянной скорости деформации. Чаще всего используют первые два способа нагружения. Если в рабочих условиях возможно изменение состава среды, для испытаний следует использовать среду с максимальным содержанием коррозионно-активных веществ. Должны учитываться также особенности контакта среды и материала в рабочих условиях. Методы испытаний можно разделить на две группы. Первая группа предполагает испытания в коррозионной среде нагруженных гладких образцов для определения зависимости времени до разрушения образца от величины напряжения а. Критерием стойкости металла по отношению к коррозионному растрескиванию может служить время до разрушения образца при пороговом напряжении Стп. ниже которого не происходит растрескивания при еколь угодно длительных испытаниях. При 28 [c.28]

Весьма быстрое разъедание склонных к коррозионному растрескиванию нержавек щих сталей в условиях растягивающей пластической холодной деформации можно объяснить некоторыми осо бенностями микроструктуры гранецентрированной. кубической решетки аустенита. Для этих сплавов характерна весьма низкая энергия дефектов упаковки и очень большое число дислокаций на плоскостях сдаига. Исследования, проведенные с помощью элек тронного микроскопа, показали ]119], что специфические среды почти исключительно разъедают только такие большие скопления, и возможно, что этим объясняется связь между скоростью деформации и сК( остью растворения. Хотя причина неясна, но имеются некоторые доказательства, что микросегрегация возникает в зонах больших скоплений, и это делает либо сами нагромождения, либо примыкающие к ним области особенно активно корродирующими. Как склонные к коррозионному растрескиванию аустенитные нержавеющие стали, так и а-латуни относятся к сплавам с низкими энергиями дефектов упаковки и подвержены транскристаллитному растрескиванию. Другие медные сплавы в аммиачных растворах подвержены межкристаллитной коррозии, например сплавы Си— Р Си—-51 Си—А1, и хотя с ними было проведено мало фундаментальных исследований, можно предположить, что неспособность треп ин проникнуть в тело зерен связана с высокими энергиями де- [c.186]

Процесс нагружения может значительно влиять на результаты испытаний на коррозионное растрескивание. Например,- как следует из рис. 4.41, в 3%-ном водном растворе Na l (кр. /) снижение относительного удлинения при разрыве образцов наблюдалось в довольно узком интервале скоростей деформации. При высоких скоростях деформации происходило пластичное разрушение, а при низких —репассивация деформированной поверхности предотвращала развитие трещины. В метанольном растворе НС репассивация деформированной поверхности невозможна, поэтому при низких скоростях деформации происходит развитие трещины. [c.173]

Экспериментально установлена лин-ейная зависимость между логарифмом скорости деформации и обратной абсолютной температурой, что позволяет определить кажущуюся энергию активации, которая оказывается равной около 21 кДж/моль [452]. Это значение типично для диффузии в водных растворах электролитов. Исследования [452] скорости распространения трещины в сплаве Ti — 8% Al—1% Mo— 1% V при Е = —500 мВ в 1 М растворе НС1 в смеси воды с этиленгликолем показали, что растрескивание замедляется при увеличении вязкости раствора. В двойных логарифмических координатах эта зависимость линейна. При изучении коррозионного растрескивания а-сплава титана с кислородом в 3%-ном водном растворе Na l и в 1%-ном растворе НС1 в метаноле установлено, что в растворах с одинаковой вязкостью скорость развития трещины возрастала с увеличением скорости деформации. Эти данные показывают также, что фактор, определяющий скорость распространения трещины, — диффузия реагентов в электролите. Далее, установлено, что скорость растрескивания возрастает при увеличении концентрации галогенидов. Поэтому полагают, что диффузия с переносом в электролите галогенид-ионов определяет скорость распространения трещин [452]. [c.176]

Влияние пластической деформации на структуру коррозионно-стойкой стали в общих чертах сводится к тому, что в процессе деформации в структуре стали образуются многочисленные дефекты кристаллической решетки двойники, плоскости скольжения, скопления и дислокаций, а также происходит распад аустенита с образованием квазимартенсита и мелкодисперсных карбидов х,рома. Пластическая дефО рмация коррозионно-стойких сталей повышает запас свободной энергии металла. При этом существенно меняются коррозионные свойства стали. В результате пластической деформации повышается стойкость сварных соединений к межкристаллитной коррозии. Влияние же пластической деформации на ножевую коррозию в лите ратуре освещено недостаточно. Между тем, установление этого фактора необходимо в связи с тем, что на практике как сварные соединения отдельных узлов и деталей, так и листы и трубы перед сваркой часто подвергаются деформации. Опыты по исследованию влияния последующей деформации на ножевую коррозию проводили на пластинах стали 12Х18Н10Т размером 20X80X3 мм с продольным швом. Пластины деформировались с различной степенью растяжения (от 2,5 до 25%). Скорость деформации составляла 1,2— 1,3 мм/мин. Степень деформации (%) рассчитывали по формуле [c.65]

Если распространение трещины происходит за счет растворения активной вершины трещины, когда стенки трещины оказываются пассивными из-за наличия на них окисной пленки, то сохранение вершины трещины свободной от пленки будет зависеть не только от электрохимических особенностей системы, но также и от скорости, при которой исследуемый металл в вершине трещины подвергается пластической деформации. Таким образом, ке напряжения сами по себе, а скорость деформации, которая ими вызывается, является определяющей. Ясно, что при достаточно высоких скоростях деформации может скорее иметь место вязкое разрушение, чем электрохимическое растворение, в результате которого происходит коррозионное растрескивание. По мере того, как скорость деформации снижается, снижается и скорость распространения коррозионного растрескивания. Дальнейшее снижение скорости деформации будет в конечном счете приводить к положению, когда скорость, при которой за счет деформации образуются новые (свежеоткрытые) [c.238]

Основная трудность в установлении природы электрохимического механизма распространения трещин при коррозионном растрескивании состоит в удовлетворительном объяснении значительно более высоких значений плотности тока в верщине трещины, чем на ее стенках [6, 51]. При транскристаллитном разрущении аустенитных сталей не имеется предварительно существующих, чувствительных к растрескиванию участков, которые существуют при межкри-сталлитном растрескивании [52—54]. Хор и Хайнес предположили, что пластическая деформация иеред верщиной развивающейся трещины увеличивает локальную скорость растворения [15, 37]. Хор и Уэст [55], а позднее Скалли [56] показали, что пластическая деформация увеличивает скорость растворения массивных образцов сплавов, чувствительных к коррозионному растрескиванию, и не оказывает никакого влияния на скорость растворения сплавов, не подверженных этому виду разрущения. Для сталей типа 18-8 различие в плотностях тока между деформируемым металлом при скорости деформации, рассчитанной нз наблюдаемой величины распространения трещины и недеформируемым металлом (стенки трещины), было приблизительно таким, которое необходимо для объяснения распространения трещины за счет действия только одного, электрохимического процесса [57]. Электрохимический механизм в больщинстве случаев дает удовлетворительное объяснение процессу распространения трещины, а также объясняет характер развития системы трещин и различные другие детали разрушения [6]. [c.258]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология