Сплавы с высоким сопротивлением коррозионному растрескиванию

Глава начинается с достаточно элементарного анализа проблемы ползучести и разрушения конструкционных сплавов под напряжением при высоких температурах и описания различных эффектов, наблюдаемых при воздействии внешней среды. Затем следует краткий обзор высокотемпературной коррозии и обсуждение многочисленных путей ее влияния на механические свойства сплавов, после чего уже непосредственно рассмотрены коррозионная ползучесть и разрушение материалов вследствие коррозии под напряжением. Следует отметить, что в данной главе рассматриваются процессы, протекающие при высоких температурах, как правило выше 0,5 Тт, где Тт — абсолютная температура плавления рассматриваемого сплава. Поэтому в круг обсуждаемых вопросов не входят такие сложные явления, как коррозионное растрескивание под напряжением, охрупчивание при контакте с жидким металлом или понижение сопротивления излому, вызванное поверхностно-активными веществами. По этим вопросам имеются авторитетные обзоры [8, 9]. [c.9]

Ряд таких сплавов имеется в настоящее время в коммерческих спецификациях или находится на последних стадиях разработки, а некоторые из этих сплавов используют довольно широко на практике. Эти сплавы с высоким сопротивлением коррозионному растрескиванию делятся на три основные группы [c.259]

По мнению Хантера, в тех случаях, когда требуется сохранить высокий предел упругости при высоком сопротивлении коррозионному растрескиванию, необходим отжиг сплава в течение 8 час. при 250°, [c.144]

Рис. 14.6.2. Функция распределения значений (живучести) тавровых соединений из сплава с низким (7) и высоким (2) сопротивлением коррозионному растрескиванию при = 624 МПа

Для коррозионного растрескивания, как уже указывалось, необходимы растягивающие напряжения, с увеличением которых сопротивление материала этому виду разрушения уменьшается. Для многих сплавов обнаружено так называемое критическое напряжение , ниже которого в данной среде материал практически не склонен к коррозионному растрескиванию [23, 32, 33]. Величина критического напряжения складывается из величины извне приложенных напряжений и величины внутренних напряжений. В большинстве случаев величину внутренних растягивающих напряжений рассчитать не удается, поэтому критическое напряжение отождествляется с напряжением, создаваемым извне приложенным усилием. Это создает известную неопределенность и поэтому многие исследователи оспаривают положение о наличии критического напряжения . Полагают, что если сплав склонен к коррозионному растрескиванию, то рано или поздно разрушение произойдет. Вопрос решается временем. При высоких напряжениях коррозионное растрескивание выявляется быстро, при низких медленно. [c.268]

Применение стойких сталей. Аустенитные стали с повышенным содержанием никеля проявляют наименьшую склонность к коррозионному растрескиванию. В хлоридных средах весьма эффективна замена хромоникелевой стали сплавами никеля, в частности инконелем. Иногда выгодно (как и в случае точечной коррозии) в растворах хлоридов вместо высоколегированных хромоникелевых сталей применять обычные углеродистые стали, не склонные к коррозионному растрескиванию в этих средах, несмотря на повышенную, но гораздо менее опасную равномерную коррозию. Почти все чистые металлы нечувствительны к коррозионному растрескиванию. Сплавы высокой чистоты, получаемые вакуумной плавкой, обнаруживают особенно высокое сопротивление этому виду коррозии. [c.453]

Попытки устранить проблемы, связанные с коррозионным растрескиванием высокопрочных алюминиевых сплавов, пока еще не увенчались полным успехом. Например, многочисленные разрушения от КР имели место на Сатурне V в пусковом устройстве ракеты, в первую очередь на деталях, сделанных из сплавов 7075-Тб, 7079-Тб и 2024-Т4 [243]. Были случаи разрушения от КР и при полетах на Луну в автономном отсеке на космическом корабле Аполлон [243, 244]. Эти проблемы могли быть в значительной мере решены путем более правильного выбора сплавов, имеющих высокое сопротивление КР, состояний, обеспечивающих высокую стойкость к КР, или изменением технологии с целью [c.297]

После закалки и искусственного старения (сы. Старение металлов) Б. б. приобретают высокие прочность, упругость и текучесть. Отличаются высокой электропроводностью, теплопроводностью, твердостью, морозостойкостью, высоким сопротивлением ползучести. При высокой т-ре Б. б. окисляются в меньшей степени, чем медь и меди сплавы мало склонны к межкристаллитной коррозии, однако в напряженном состоянии под действием влажного аммиака и воздуха подвержены коррозионному растрескиванию. Они немагнитны, ве искрят при ударе. Медь с бериллием образует ряд твердых растворов. При т-ре 864° С растворимость бериллия в меди составляет 2,7%, с понижением т-ры (до 300° С) она падает до 0,2%, что дает возможность упрочнять сплав термической обработкой. Нагрев под упрочняющую термическую обработку Б. б. осуществляют при т-ре 750—790° С [c.130]

Часто считают, что коррозионная среда, вызывающая коррозионное растрескивание, должна обладать весьма специфическими свойствами. Однако перечень таких сред, вызывающих растрескивание различных сплавов, продолжает увеличиваться и понятие специфичность раствора не является сейчас таким узким, как это было даже десять лет тому назад. Тем не менее ясно, что коррозионная среда, вызывающая растрескивание, специфична в том смысле, что не все возможные коррозионные среды способствуют растрескиванию и объяснения специфичности коррозионных сред обычно базируются на электрохимии коррозионного растрескивания. В общих чертах ясно, что необходимы сильно действующие растворы для поддержания системы на границе пассивно-активного состояния, так как сильно агрессивные условия будут вызывать общую или питтинговую коррозию, в то время как в совершенно пассивном состоянии коррозионное растрескивание происходить не будет. Относительная инертность всех подвергаемых коррозионному воздействию внешней среды поверхностей (за исключением вершины трещины) иногда является следствием наличия пленки, образуемой благородными металлами, входящими в состав сплавов, но для основного большинства промышленных сплавов пассивность поверхностей, подвергаемых воздействию коррозионных сред — результат присутствия окисных пленок иа поверхности металлов. Поэтому ясно, что для коррозионного растрескивания сплавов с высоким сопротивлением общей коррозии (сплавы на основе алюминия, титана, аустенитные нержавеющие стали, на которых легко образуется защитная пленка) необходимо воздействие агрессивных ионов (таких, как галоиды). Для коррозионного растрескивания металлов с низким сопротивлением общей коррозии, таких как углеродистые стали или сплавы на основе магния, необходимо присутствие коррозионной среды, которая сама по себе являлась бы частично пассивирующей. Таким образом, углеродистые стали могут быть чувствительными к растрескиванию в растворах анодных ингибиторов, [c.236]

Имеются низколегированные стали, стойкие к коррозионному растрескиванию в растворах сульфидов, а их сопротивление общей коррозии находится на уровне сталей с содержанием 13%Сг. Некоторое повышение коррозионной стойкости может быть достигнуто без снижения прочностных свойств за счет изменения состава сталей, содержащих 13% Сг, особенно при использовании режимов термической обработки, которые находятся за пределами максимальной чувствительности к коррозионному растрескиванию [31]. Если высокая прочность не требуется, то коррозионностойкие малоуглеродистые стали (не нагартованные) являются вполне пригодными для использования в растворах сульфидов. Однако использование аустенитных хромоникелевых сплавов более предпочтительно, потому что онн более технологичны. Аустенитные ста- [c.261]

Коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов, содержащих цинк и магний. Уже четверть века, как известно, что путем добавления цинка и магния к алюминию можно получить сплавы с очень высокими показателями прочности разработанные сплавы обычно содержат медь и марганец, а большинство новых сплавов содержит хром. Причины этого будут объяснены ниже. Возможно, что в связи с высоким сопротивлением этих материалов пластической деформации, в них часто наблюдается тенденция к меж-кристаллитному разрушению под воздействием напряжений, остающихся после изготовления изделия или введенных в процессе сборки. Иногда в деталях самолетов, изготовленных из сплавов старого типа, в процессе хранения или сборки возникали заметные для невооруженного глаза трещины это, естественно, вызвало общую настороженность в вопросе применения таких материалов, хотя, как правило, если в детали в первое время никаких трещин не развивалось, то и дальше она оставалась вполне пригодной. Выше уже говорилось, что вопрос о том, что произойдет — межкристаллитное разрушение или безвредное скольжение плоскостей, вероятно решается, как только напряжения (внутренние или приложенные извне) начинают действовать в металле, и, если с самого начала межкристаллитное разрушение не происходит, очень небольшой пластической деформации путем скольжения плоскостей достаточно, чтобы облегчить положение. Аргумент, приведенный на стр. 569, не относится непосредственно к сплавам системы А1—2п—Mg, но он может служить объяснением того, почему эти материалы обычно или быстро растрескиваются или не растрескиваются вообще. [c.619]

Большинство из этих объяснений, по-видимому, неверны, так как недавние фрактографические исследования [12, 13] показывают, что поверхность разрушения сталей с высоким сопротивлением коррозионному растрескиванию имеет более грубый излом, чем поверхность сталей с пониженным сопротивлением. Эти данные противоречат дислокационной теории, основанной на дефектах упаковки. Некоторые ферритные сплавы растрескиваются в растворах хлоридов так же, как и аустенитные стали, что-несовместимо с теориями, основанными на металлофизических концепциях. Поэтому, видимо, электрохимический механизм, основанный на модели Хора — Хайнеса, лучше всего объясняет наблюдаемые явления, несмотря на то, что эта модель не позволяет объяснить, каким образом изменение состава сплавов изменяет влияние пластической деформации на плотность тока. [c.258]

Ферритные и феррито-аустенитные сплавы. Новые сплавы с содержанием 17— 20% Сг, несмотря на высокое сопротивление коррозионному растрескиванию, имеют тенденцию к сильной питтинговой коррозии в хлоридах и по этой причине создают большие трудности в проивзодстве. Для устранения этого недостатка разработаны различные сплавы за счет введения никеля, молибдена, ниобия или других элементов. При этом одни сохраняют в основном структуру феррита, а другие—феррито-аустенит-ную структуру с приблизительно равным количеством каждой фазы. [c.259]

Хор и его сотрудники [78] использовали изменения потенциала для изучения разрушения и восстановления пленки во время коррозионного растрескивания аустенитных нержавеющих сталей в кипящем насыщенном растворе МвС12. В последнее время Хорст [79] использовал измерение потенциала как пробу на чувствительность к коррозионному растрескиванию полуфабрикатов из алюминиевого сплава 2219 (сплав, содержащий приблизительно 6% Си, после старения имеющий максимальную прочность и высокое сопротивление коррозионному растрескиванию). Для испытаний был выбран раствор метанола с четыреххлористым углеродом. Было показано, что чувствительные сплавы имеют на 200—500 мВ более положительный потенциал, чем нечувствительные, и что это различие в потенциалах достигается меньше, чем за 1 ч. Он отмечал, что эти испытания более чувствительны, чем испытания, в которых используется раствор, содержащий хлорид натрия и перекись водорода, так как последний дает разницу потенциалов только в 20 мВ. [c.556]

Микромасштаб, примененный во многих случаях к хрупкому разрушению, основывается на том, что высокие нормальные напряжения возникают на конце плоскостного скопления краевых дислокаций, блокированных препятствиями в виде границ зерен. Следует отметить обзорную работу [211] по применению та кого подхода к проблемам разрушения. Этот вид анализа был успешно приме ней [I58i] для объяснения напряженного состояния, вызывающего зарождение трещин в жидких металлах. Однако анализ не может быть использован для прогнозирования сопротивления коррозионному растрескиванию титановых сплавов могут быть определены лишь некоторые тенденции качественного характера. [c.393]

Высказано положение, что при механическом нагружении сталей в агрессивных средах, содержащих ингибиторы коррозии, существует конкуренция двух противоборствующих факторов разупрочнение Материала из-за адсорбционного снижения поверхностной энергии и упрочнение в связи с адсорбционным ингибированием локальной коррозии. Преобладание одного из этих факторов зависит от уровня адсорбщюнной и ингибирующей активности веществ. Так, при явно выраженной химической адсорбции, когда образуются адсорбционные пленки с высокой защитной способностью j преобладает адсорбционное упрочнение. При обратимой (физической) адсорбции, когда ингибирующее действие незначительно, возможно преобладание адсорбционного разупрочнения (тог а проявляется эффект Ребиндера). Поскольку физическая и химическая адсорбции взаимосвязаны и адсорбция во многих случаях обусловливает ингибирование коррозии, эффект Ребиндера вследствие введения в средьг ингибиторов, как правило, не проявляется [69]. В настоящее время подобран ряд достаточно эффективных ингибиторов, существенно повышающих сопротивление металлов и сплавов коррозионному растрескиванию [8,19]. [c.109]

Легирование молибденом увеличивает сопротивление хромоникелевых сталей коррозионному растрескиванию в серусодержащих средах [8] и повышает устойчивость к питтингообразованию в растворах неорганических хлоридов [19]. Исследованные нами хромо-никельмолибденовые стали Х17Н13МЗТ, Х17Н13М2Т, ОХ21Н6М2Т стойки во всех технологических средах процесса получения этилмеркаптана. Коррозия этих материалов равномерная, а скорость ее не превышает 0,004 -мм/год. Высокой коррозионной стойкостью в основных технологических средах синтеза этилмеркаптана обладают также титановые сплавы ВТ 1-1, АТЗ, 0Т4 и т. п. [c.172]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология