Выносливость коррозионная

Коррозионно-усталостная прочность (выносливость) некоторых материалов (по Эвансу) [c.337]

Наряду с положительными свойствами гальванические покрытия имеют недостатки наводороживание основы при нанесении покрытия наличие водорода в изделии вызывает водородную хрупкость, снижающую как длительную, так и циклическую прочность. Влияние гальванопокрытий хромом, никелем, медью на выносливость стали в воздухе в значительной степени связано с появлением в приповерхностном слое остаточных напряжений растяжения, которые при воздействии коррозионной среды вследствие нарушения сплошности этих покрытий, являющихся катодными по отношению к стали, усиливают анодное растворение стали. Остаточные напряжения растяжения — не единственный фактор, вызывающий снижение усталостной прочности стали. Снижение усталостной прочности стали можно объяснить еще и наводороживанием стали при гальваническом нанесении покрытий. Обычно наводороживание стремятся уменьшить последующей термической обработкой. Покрытие, являясь эффективным барьером, затрудняет процесс обезводороживания изделий. Новым направлением является легирование покрытий титаном, поглощающим водород при последующей термообработке. [c.81]

Диффузионное насыщение поверхности стали алюминием применяют в основном для повышения жаростойкости стали, в окислительных и особенно в сероводородсодержащих средах. Алитированная сталь при температурах 500—600 °С успешно конкурирует с хромоникелевой нержавеющей сталью типа 18—8 в средах, содержащих сероводород. На выносливость стали алитирование влияет по-разному в зависимости от толщины слоя. Так, порошковое алитирование на глубину 0,1—0,2 мм резко снижает предел выносливости стали и практически не влияет на коррозионную усталость. Алитирование на глубину 0,04—0,05 мм незначительно влияет на предел выносливости стали и более чем в 2 раза повышает условный предел коррозионной усталости. Алитирован-ный слой также понижает влияние концентраторов напряжений, особенно в коррозионной среде. [c.88]

Значительное влияние растворы с различными pH оказывают на изменение механических свойств сплавов п коррозионно-усталостную выносливость. [c.101]

Растрескивание. Растрескивание металла под действием периодических или растягивающих напряжений в коррозионной среде называют коррозионной усталостью. Если напряжение не превышает критического значения, называемого пределом выносливости или пределом усталости, то вне коррозионной среды металл не будет разрушаться при сколь угодно большом числе циклов нагружения В коррозионной среде истинный предел усталости обычно не достигается, так как металл разрушается [c.28]

В коррозионной среде при данном уровне напряжения разрушение обычно наступает при меньшем числе циклов, и истинный предел выносливости не достигается (рис. 7.15). Другими словами, разрушение происходит при любой приложенной нагрузке, если число циклов достаточно велико. Растрескивание металла в результате совместного действия коррозионной среды и периодической или переменной нагрузки называется коррозионной усталостью. Почти всегда разрушения этого типа больше, чем сумма разрушений в результате действия коррозии и усталости отдельно. [c.156]

Коррозионная усталость часто бывает причиной неожиданного разрушения вибрирующих металлических конструкций, рассчитанных на надежную работу в воздушной среде при нагрузках ниже предела выносливости. Например, неточно центрированный вал гребного винта на судне будет нормально работать до тех пор, пока не появится течь и участок вала, выдерживающий максимальные знакопеременные нагрузки, не окажется в морской воде. Тогда в течение нескольких дней могут образоваться трещины, из-за которых вал быстро разрушится. Стальные штанги насосов для откачки нефти из буровых скважин имеют ограниченный срок службы ввиду коррозионной усталости, возникающей в буровых водах. Несмотря на применение высокопрочных среднелегированных сталей и увеличение толщины штанг, разрушения этого типа приносят миллионные убытки нефтяной промышленности. Металлические тросы также нередко разрушаются вследствие коррозионной усталости. Трубы, по которым подаются пар или горячие жидкости, могут разрушаться подобным образом, вследствие периодического расширения и сжатия (термические колебания). [c.157]

Рис. п.5. Зависимость коррозионно-усталостной выносливости сплавов [c.56]

Исследование выносливости стали Д в естественной обратимой эмульсии с бурящейся скважины, эмульгированной КО СЖК и СаСЬ и содержащей 40 % соды, показало высокую эффективность этой среды. Условный предел коррозионно-усталостной прочности в ней составил 210 МН/м , т. е. снизился только на 20 % по сравнению с испытаниями на воздухе. При этом следов коррозии на поверхности образца во время испытаний не обнаружено, а излом имел три отчетливые зоны — зарождения, развития трещины и хрупкого долома. В промышленных условиях инвертная эмульсия остается довольно стабильной и качественной. [c.104]

Детали, изделия после электрополирования становятся блестящими и, что более важно, приобретают более высокие эксплуатационные характеристики — повышенные предел выносливости, длительную прочность, сопротивление усталости, предел упругости, пониженный коэффициент трения и износ трущихся деталей, повышенные электромагнитные свойства, коррозионную стойкость и т. д. [c.75]

При усталостных испытаниях основными характеристиками являются предел выносливости , усталостная долговечность чувствительность к концентрациям напряжений и к коррозионной среде, температуре, частоте цикла скорость роста трещин число циклов до появления трещин и т.д. [c.54]

Для алюминиевых бурильных труб с увеличением pH от 1 до 13 меняется характер коррозионного поражения слоевая коррозия — в сильнокислой области, точечная — при рН=3—11, равномерная — в сильнощелочной среде. Алюминиевые бурильные трубы целесообразно применять при использовании буровых растворов с pH от 4 до 10,5, так как сдвиг потенциала в отрицательную область приводит к увеличению тока контактной коррозии. Существенное влияние pH раствора оказывает на коррозионно-усталостную выносливость как алюминиевых сплавов, так и стали. [c.107]

Сопротивление таких кривых, полученных при испытании металла на воздухе и в коррозионной среде (например, воде, паре), дает информацию по влиянию Коррозионной среды на предел выносливости. Однако не всегда такое сопротивление может быть успешно использовано для оценки стойкости металла к коррозионной усталости. Это объясняется тем, что для некоторых металлов определяющую роль в усталостном разрушении играет скорость распределения трещины, а не возникновение первоначального дефекта, из которого она начинает свой рост. Целесообразно в этой связи исследовать развитие усталостной трещины на образцах с предварительно нанесенным надрезом, а данные о влиянии коррозионной усталости представлять в виде зависимостей роста усталостной трещины от интенсивности напряжений. [c.184]

Принято считать, что коррозионная усталость при высоких уровнях амплитуды деформаций и напряжений (область ограниченной выносливости) обусловлена главным образом механическими процессами, а при низких уровнях — коррозионными. Следовательно, при высоких уровнях деформаций и напряжений действие коррозионной среды будет проявляться в той мере, в какой она влияет на развитие механических процессов. [c.246]

Экспериментальные исследования коррозионно-усталостной долговечности плоских образцов трубной стали (размерами 385 X X 38 X 12 мм) в условиях малоциклового нагружения (20 циклов в минуту) по описанной выше методике показали, что механохимическая обработка поверхности образцов увеличивает число циклов до разрушения в 3%-ном хлориде натрия в 1,6 раза, доводя выносливость в коррозионной среде до уровня выносливости необработанных образцов ири испытаниях на воздухе. [c.258]

Согласно адсорбционно-электрохимической теории, снижение выносливости под действием коррозионной среды состоит из снижения под действием адсорбционной, водородной и собственно коррозионной усталости (рис. 29). Влияние коррозионной среды существен[[о влияет на ряд факторов, определяющих усталостную прочность металлов. [c.82]

Сопротивление усталости в коррозионных средах существенно зависит от структуры металла. Термодинамически более стойкие структуры (например, перлит-ферритная) выносливее, чем мартенситная структура. Большое влияние на сопротивление усталости оказывают условия нагружения, т. е. уровень нагрузки, а также частота и форма цикла деформирования. [c.48]

Многие детали машин подвергаются одновременному действию переменных напряжений и коррозионной среды, что весьма сильно понижает кривую Вёлера и изменяет ее характер металл не имеет предела усталости, так как кривая коррозионной усталости металла все время снижается (кривая 2 на рис. 233). Такой ход кривой обусловлен тем, что если бы переменные напряжения отсутствовали совсем, образец через какое-то время все равно разрушился бы от коррозии. В качестве условного предела коррозионной усталости (выносливости) металла принимают максимальное механическое напряжение, при котором еще не происходит разрушение металла после одновременного воздействия установленного числа циклов N (чаще всего N 10 ) переменной нагрузки и заданных коррозионных условий. [c.336]

При коррозионной усталости наблюдается снижение предела усталости ио сравнению с пределом усталости металла в отсутствие коррозионного воздействия агрессивной среды. Пределом коррозионной усталости или коррозионной выносливости называется то максимальное напряжение, которое может выдержать образец при данном числе циклов в условиях коррозионного воздействия, Предел коррозионной усталости является условной величиной, а не истинным пределом, так как металл при длительных выдержках разрушится и без знакопеременных напряжений, а лишь от одной коррозии. Поэтому предел коррозионной усталости обусловлидают числом циклов знакопеременных нагрузок, которые при испытаниях выдерживают образец металла при данном напряжении, т, е. цифровые значения предела коррозионной усталости относят к определенной базе испытаний (числу циклов). [c.106]

Рнс. 11.5. Завнсниость коррозионно-усталостной выносливости сплавов а — от pH электролита, б — от концентрации хлористого натрия в воде I -Д16Т 2 —В95 [c.56]

Титан и его сплавы хорошо сопротивляются знакопеременным и циклическим нагрузкам. Для титана соотношение между пределами выносливости и прочност -равно 0,85, тогда как это соотношение у сталей соот ветствует 0,5, а у алюминиевых сплавов 0,3. Учитыва высокую выносливость и коррозионную стойкость, тита новые сплавы особенно выгодно применять в условиях требующих сопротивления коррозионной усталости. Пр1 температуре ниже нуля предел усталости титановы сплавов повышается, при этом улучшаются и други< механические свойства. Титан не склонен к хладолом кости. [c.66]

Испытания в естественных условиях замковых резьб, изготовленных из стали 40ХН, показали заметное повышение предела коррозионной усталости соединения после дробеструйной обработки и металлизационного цинкования (рис. П.12). В результате упрочнения предел выносливости резьбы повышается на 75 % Цинк, находящийся в резьбовых зазорах, защищает сталь от коррозионного воздействия среды, уменьшает щелевую коррозию, а также [c.78]

При усталостном, коррозионно-усталостном разрушении оптимальное содержание углерода, обеспечиваюшее максимальную выносливость стали с сформированным импульсным упрочнением белым слоем, находится в пределах 0,45—0,65 %.Т1дя стали без белого слоя при испытании на коррозионную усталость нет оптимума, а увеличение содержания углерода приводит к монотонному снижению долговечности стали. Импульсное упрочнение эффективно повышает сопротивление усталости и коррозионной усталости стальных образцов с концентраторами напряжений. В условиях усталостного и коррозионно-усталостного разрушения трещины в стальных деталях с белым слоем зарождаются на границе перехода сжимающих остаточных напряжений в растягивающие. При этом уменьшение вероятности возникновения трещин и отслаивания белого слоя связано с перераспределением напряжений в результате пластических сдвигов в зоне повышенной травимости. Эта зона характеризуется меньшей, чем у белого слоя и мартенсита, твердостью и пониженным уровнем сжимающих остаточных напряжений. [c.119]

При больших габаритах изделий следует проводить местную термическую обработку зоны сварного соединения. При сварке встык деталей, имеющих различную толщину, возникают остаточные напряжения, которые приводят к усилению коррозии. Для уменьшения напряжений желательно уравнивание толщины свариваемых деталей на участке шва. Необходимо избегать наложения швов в высоконапряженных зонах конструкции, так как остаточные сварные напряжения, суммируясь с рабочими напряжениями, вызьшают опасность коррозионного растрескивания. Рекомендуется не деформировать металл около сварных швов, заклепок, отверстий под болты. Механическая обработка швов фрезой, резцом или абразивным кругом обеспечивает плавное сопряжение шва и основного металла и этим способствует уменьшению концентрации напряжений в соединении и повышению его коррозионно-механической прочности. Особенно эффективна механическая обработка стыковых соединений, предел выносливости которых после обработки шва растет на 40—60 %, а иногда достигает уровня предела вьшосливости основного металла. Стыковые соединения по сравнению с другими видами сварных соединений характеризуются минимальной концентрацией напряжений и наибольшей усталостной прочностью. Повышения усталостной проч- [c.197]

Повышение коррозионно-усталостной выносливости материалов достигается созданием в поверхностном слое напряжений сжатия за счет обработки поверхности роликами, дробеструйной обработки, термомеханического упрочнения (ТМУ), нанесения металлических покрытий. ТМУ, сочетающее нагрев и силовое воздействие на поверхностный слой металла, наиболее эффективный метод повышения коррозионно-усталостной выносливости. При ТМУ через место контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью детали пропускают ток большой силы и низкого напряжения, в результате чего происходят размягчение выступающих неровностей и деформация их под действием инструмента с последующей закалкой за счет быстрого охлаждения. Этот метод применяют для повышения коррозионно-усталостной выносливости резьб бурильных труб. Наилучшие результаты получены при силе тока 400—450 А и напряжении 3—4 В. На поверхности металла обнаруживается белый нетравящийся слой, отличающийся высокой термодинамической устойчивостью вследствие образования мелкоблочной и высокодисперсной структуры и имеющий более положительный потенциал, чем лежащий под ним металл. [c.113]

ТМУ позволяет в 2—2,5 раза повысить коррозионно-усталостную выносливость резьб бурильных труб. Данные по пределу выносливости стали 40ХН с различными покрытиями на воздухе ст 1 и в среде стандартного бурового раствора о приведены в табл. 59. [c.113]

Согласно [62] расчет коррозионно-усталостной долговечности магистральных нефтепроводов проводился в рамках модели Коффина-Мэнсона в виде (4.1) с учетом поправки на упругую составляющую амплитуды деформации (ст- /Е, где а-1 - предел выносливости, который, в соответствии с известными эмпирическими соотношениями, был принят равным 0,5 Ств). При этом рассчитанное число циклов до разрушения трубы составило N = 6254. Следует отметить, что согласно современным представлениям о долговечности магистральных нефтепроводов, эксплуатирующихся [c.115]

Полиолефины — полиэтилен (ГОСТы 16337—Т1 и 16338—77), полипропилен, полистирол (ГОСТ 20282—74) — используют преимущественно в качестве футеровочиых материалов в средах средней и повышенной коррозионной активности. Из полиформальдегида, отличающегося высокой износостойкостью и повышенным пределом выносливости, изготовляют арматуру, зубчатые колеса и различные, детали сложной конфигурации. Фенопласты — пластические массы широкого ассортимента на основе фенолформальдегидных смол — применяют для получения различных технических изделий методами прессования и литья под давлением, слоистых полимеров, пленок, связующих, лаков и т, д., в чa тнo ти текстолита (композиционный конструкционный материал, оЗладающий высокими прочностью и устойчивостью во многих агрессивных средах), сохраняющего свои свойства в интервале температур —195... +125 X. Фторопласты (ГОСТ 10007—80) обладают химической стойкостью к минеральным и органическим кислотам, щелочам и органическим растворителям, а также имеют низкий коэффициент трения из фторопластов изготовляют ленты, пленки, прессованные изделия профильного типа, трубы, втулки и т. п. [c.103]

Предыстория изготовления труб или технологическая наследственность , в первую очередь механическая и термическая обработка, во многом обусловливают коррозию под напряжением. Так, формование уиоминаемых выше разрушившихся спиральношовных труб без должной настройки формующих машин привело к созданию в металле остаточных напряжений до 125 МПа (табл. 4). Кроме того, формующие ролики оставили сннральные вмятины на поверхности с соответствующим наклепом и понижением коррозионной стойкости (наблюдались полосы избирательной механохимической коррозии). Остатки прокатной окалины также создают на поверхности коррозионные гальванопары, которые могут привести электрохимический потенциал локальных участков к значениям, при которых возникают трещины. Механическая обработка поверхности (нанример, при зачистке поверхности трубы скребками) создает неоднородность физико-механического состояния поверхностного слоя и вызывает сильную электрохимическую гетерогенность поверхности, способствующую развитию значительной локальной коррозии. Большое влияние формы и количества неметаллических включений, т. е. степени загрязнения стали, на коррозионную усталость (снижение выносливости) также обусловлено электрохимической гетерогенностью в области включения, усиливающейся при приложении нагрузки вследствие концентрации напряжений. В этом отношении является неудовлетворительным качество стали 17Г2СФ непрерывной разливки в связи с большой загрязненностью неметаллическими включениями (в частности пластичными силикатами), что привело к почти полной потере пластичности листа в направлении поперек прокатки. [c.229]

Результаты исследований показали, что длительное влияние статических напряжений и среды не вызывает существенных изменений механических свойств и коррозионного растрескивания, В то же время циклическими испытаниями установлено, что у образцов сварных соединений значение условного предела выносливости значительно меньше, а интенсивность снижения коррозионноусталостной прочности больше, чем у основного металла. Металлографические исследования свидетельствовали о том, что разрыхления и трещины возникают главным образом по границам зон термического влияния. Это обусловлено тем, что циклическая нагрузка интенсифицирует коррозию под напряжением по сравнению со статической, в большей степени приводя к неоднородности физикомеханических и электрохимических свойств в металле сварного соединения. Трещины распространяются преимущественно внутрикристаллитно, что говорит [c.236]

Во многих случаях, имитируя эксплуатационные условия, испытания на коррозионную усталость проводят не на гладких образцах, а на образцах с искусственным надрезом, который служит концентратором механических напряжений. При этом трещина возникает на дне надреза, поскольку разрушающее воздействие среды и механи 1еской нагрузки сосредоточено именно там. Еще исследованиями Г. В. Карпенко бьщо установлено, что совместное влияние концентраторов напряжений и коррозионной среды на сопротивление выносливости стали отличается от раздельного. Наличие концентратора напряжений на образце При испытании в агрессивной среде в меньшей степени раэупрочняет образец, чем при испытаниях на воздухе [21,71]. [c.52]

Высокая коррозионная стойкость белых слоев обусловлена более дисперсной структурой металла и более электроположительным его состоянием защищая металл от коррозии, белый слой по сути функционирует как защитное катодное покрытие. Установлено, что сплошные белые слои на поверхности стали эффективно повышают сопротивление деталей к коррозионному растрескиванию и коррозионной усталости. Нанесение сплошных белых слоев повышает выносливость закаленных и низкоотпущеняых углеродистых, а также легированных сталей в 3 %-м водном растворе Na l почти в 10 раз, а в атмосфере (влажность 90 %) почти вдвое. [c.113]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология