Напряжения механические в металлах

К внутренним факторам относятся природа металла фи-зико-химическое его состояние и структура состояние поверхности присутствие на поверхности металла первичных защитных пленок (например, окислов) и адсорбированных веществ (например, газов) механические деформации и напряжения в металле и др. [c.178]

Циклический характер работы реакционных аппаратов, связанный с довольно частыми изменениями давления, быстрым нагревом и резким охлаждением, вызывает значительные механические нагрузки и термические напряжения в металле. Образование трещин в местах приварки корпуса к опоре аппарата и деформация фланца нижней горловины наблюдаются практически на всех установках. В табл. 17 приведены статистические данные по дефектам в коксовых камерах в тече- [c.126]

Согласно сказанному выше, сталь, прошедшая холодную механическую обработку, корродирует в природных водах с той же скоростью, что и отожженная [1]. Однако в кислотах скорость коррозии нагартованной стали увеличивается в несколько раз (рис. 7.1). Традиционно многие авторы приписывали этот эффект остаточному напряжению в металле, которое увеличивает склонность к коррозии. Но эта интуитивная концепция, вероятно, неверна, так как остаточная энергия, приобретенная в результате холодной деформации (по калориметрическим данным обычно <7 кал/г), недостаточна, чтобы обусловить значительное изменение энергии Гиббса [3]. Вероятно, наблюдаемое увеличение скорости коррозии обусловлено скорее сегрегациями атомов углерода или азота по дефектным местам, образовавшимся вследствие пластической деформации (рис. 7.2), чем влиянием самих дефектов (рис. 7.3). На этих участках водородное перенапряжение ниже, чем на цементите или на железе [2], и это, возможно, наиболее важный фактор. Второстепенными факторами являются [c.130]

Для оценки работоспособности фонтанной арматуры какого-либо месторождения, произведенной одной и той же фирмой и имеющей одинаковый типоразмер, в работах ВНИИГАЗа рекомендуется [138] производить разрезку корпусных деталей и запорных элементов фонтанной арматуры одной из скважин. При этом определяют химический состав и механические свойства материалов, включая ударную вязкость. Принимая во внимание фактические рабочие давления газа и определенные методами толщинометрии значения толщины стенок элементов оборудования, рассчитывают рабочие напряжения в металле корпусных элементов и определяют остаточный ресурс элементов фонтанной арматуры. [c.178]

Помимо перечисленных видов коррозии возможны также коррозия под напряжением — при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений в металле щелевая коррозия — ускорение коррозионного разрушения металла электролитом в узких зазорах и щелях (в резьбовых и фланцевых соединениях) коррозионная эрозия — при одновременном воздействии коррозионной среды и трения коррозионная кавитация — при одновременном коррозионном и ударном воздействии окружающей среды (разрушение лопаток гребных винтов на судах, коррозия лопаток рабочих колес центробежных насосов). [c.8]

Предварительный и сопутствующий подогрев, сопутствующее принудительное охлаждение являются технологическими способами регулирования параметров термического цикла, а, следовательно, структуры, механических характеристик и коррозионной стойкости сварных соединений. Процесс термической обработки связан с изменением структурного и напряженного состояния металла, что способствует стабилизации и восстановлению свойств металла, повышению работоспособности конструктивных элементов. [c.53]

В случае, если металл обечаек подвержен лишь пластическим деформациям (например, при снятии остаточных напряжений механическим деформированием), формула (3.22) имеет вид [c.177]

В домнах и мартенах из-за неравномерности выгорания и раскисления футеровки, из-за неоднородности огнеупоров происходят непрерывные изменения. Высочайшие температуры также приводят к внутренним изменениям, грозящим возможностью аварии. Интроскопия способна повысить надежность работы подобных сооружений. С помощью интроскопии машиностроители исследуют остаточные напряжения в металлах после термической и механической обработки, зоны перекристаллизации при закалке и отжиге, контролируют степень усталости ответственных деталей и узлов механизмов, процессы горения различных топлив в камерах высокого давления, механизм трения и т. п. [c.7]

Механический фактор. Под понятием механический фактор подразумевается воздействие на металл механических нагрузок— постоянных или периодических внутренних или внешних напряжений. Механический фактор увеличивает термодинамическую нестабильность металла и может привести к разрушению целостности защитных пленок на его поверхности. [c.27]

Характер кинетических кривых электродного потенциала можно объяснить следующим образом. Известно, что механические напряжения в металле понижают его термодинамическую стабильность и нарушают сплошность пассивных пленок, смещают его потенциал в отрицательную сторону от сотых долей милливольта до нескольких милливольт. Существует мнение, что в зоне скопления дислокаций локальное повышение внутренней энергии способствует разблагораживанию потенциала в гораздо большей степени (десятки милливольт). [c.73]

В настоящее время, даже в линейной постановке, аналитически решен весьма ограниченный круг задач о напряженном состоянии конструкций с концентраторами. Несмотря на большие возможности численных методов расчета (МКР, МКЭ и др.), они связаны с трудоемкими вычислениями и не универсальны. В связи с этим большое значение приобретают инженерные методы, позволяющие быстро и оперативно оценивать напряжения и деформации на различных стадиях деформирования в зависимости от геометрии и размеров кон центраторов напряжений, механических характеристик металла и величины приложенных внешних нагрузок. [c.41]

В ряде случаев на скорость коррозии оказывает влияние давление. Обычно с ростом давления скорость коррозии увеличивается. Это характерно для процессов коррозии с кислородной деполяризацией, так как повышение давления приводит к увеличению растворимости Ог. Ускорение коррозии происходит и в результате роста механических напряжений в металле. В случае коррозии с водородной деполяризацией возможно облегчение наводороживания металла. [c.10]

Напряженного состояния металла, реализующего механическое разрушение. [c.471]

Вместе с тем во многом еще остаются нерешенными и возникают все новые интересные вопросы, важные для науки и для народного хозяйства. Сюда можно отнести следующие анализ специфических явлений коррозии под напряжением в металлах и неметаллах, в значительной степени близких по своей природе к адсорбционному понижению прочности дальнейшие количественные исследования зависимости избирательности влияния среды от характера межатомных взаимодействий, особенно в микроскопическом аспекте всестороннее изучение роли структуры материала, в том числе структуры современных высокопрочных материалов в проявлении адсорбционных эффектов детальный анализ неравновесных процессов, в частности явлений переноса на межфазных границах в проявлении адсорбционного понижения свободной поверхностной энергии и прочности твердых тел продолжение экспериментальных и теоретических исследований пластифицирующего влияния среды и расшифровка дислокационного механизма этого эффекта отыскание путей для решения таких важных практических задач, как облегчение разламывания и дробления льда, облегчение механической обработки различных твердых и труднообрабатываемых материалов и, наоборот, устранение адсорбционного понижения прочности деталей в условиях их эксплуатации в разнообразных машинах и конструкциях защита от адсорбционного понижения долговечности различных дисперсных пористых тел — строительных материалов, катализаторов, сорбентов более интенсивное распространение исследований на некристаллические материалы — неорганические стекла, полимерные материалы и в последующем на биологические объекты дальнейшее количественное развитие [c.172]

Наличие механических напряжений в металле, лежащих в упругой области или связанных с деформацией, приводит к нарушению сплошности защитных пленок. Обычно растягивающие или сжимающие напряжения мало влияют на скорость равномерной коррозии. Если под действием коррозионной среды происходит локализация механического фактора, то это приводит к быстрому разрушению конструкции. [c.137]

Давление среды ускоряет коррозию металлов из-за изменения растворимости газов, участвующих в коррозионном процессе (например, кислорода), а также из-за появления механических напряжений в металле. [c.51]

Из приведенных данных ясно, почему обычные характеристики механической прочности не могут быть критерием оценки сопротивляемости металла микроударному разрушению. При обычном нагружении напряжения в металле распределяются более равномерно. При этом многие микроскопические дефекты практически не влияют на распределение напряжений. При микроударном воздействии дефекты, расположенные в микрообъемах, чувствительны к импульсным нагрузкам и оказывают большое влияние на сопротивляемость металлов гидроэрозии. Были проведены опыты с углеродистой сталью (0,62% С), в которой закалкой создавали микроскопические трещины. Эти трещины рассматривали как дефекты, нарушающие прочность микрообъемов металла. Образцы из этой стали подвергали сравнительным испытаниям результаты приведены в табл. 23. [c.88]

Давление также ускоряет коррозию металлов в электролитах, Оно изменяет растворимость участвующих в процессе коррозии газов и, в первую очередь, кислорода, может вызвать механические напряжения в металле, влияет на разложение (гидролиз) продуктов коррозии (солей). Обычно при совместном воздействии температуры и давления процесс коррозии ускоряется. [c.60]

Таким образом, прочностные показатели композитного шва при Ь > d зависят от доли и механических свойств его слоев. При уменьшении ширины шва к или параметра зе(зе = ) напряженное состояние металла композитного шва переходит от линейного (одноосного) к объемному, что является причиной повышения его прочности по сравнению с величиной а . При этом, чем меньше относительная толщина композитного шва зе, тем жестче (выше степень объемности) напряженное состояние и выше его прочность. [c.29]

Ингибиторы в паровой фазе и вещества, связывающие кислород, по-видимому, являются до некоторой степени эффективными в предотвращении коррозии при механических напряжениях. Однако лучшим способом для предотвращения этого вида коррозии является проведение всех мер предосторожности, относящихся к расположению и конструкции соответствующих агрегатов, проведению отжига с целью снятия напряжений в металле, применению стабилизированных сталей и обеспечению очень малого содержания хлора и кислорода. [c.169]

Коррозионное растрескивание часто усилипается при наводо-роживании металла. Водород, сегрегируя в областях максимальной механической напряженности, создает дополнительные напряжения в металле. Исследования Л. А. Плавич высокопрочных сталей в равнопрочном состоянии показали, что решающим фактором, определяющим склонность сталей к водородному охрупчиванию, является характер тонкого (дислокационного) строения, [c.334]

Коррозионное растрескивание и коррозионно-усталостное разрушение металлов следует отличать от межкристаллитной коррозии металлов, протекающей без наличия механических напряжений в металле. Разрушения металлов типа коррозионного растрескивания и коррозионной усталости имеют много общего, поскольку характерным для обоих явлений является образование в металле трещин и отсутствие на его поверхности значительных раз.ъеданий. Только изредка наблюдаются небольшие местные разъедания. Несмотря па большое количество исследований, механизм трещинообразования и развития трещин еще недостаточно ясен. Однако в большинстве исследований (Ю. Р. Эванс, Г. В. Акимов, Н. Д. Томашов, А. В. Рябченков, Е. М. Зарецкий, В. В. Герасимов и др.) подтверждается электрохимический характер коррозии. Наряду с электрохимическим фактором па коррозионный процесс оказывают влияние и факторы механического и адсорбционного снижения прочности металла. В зависимости от преобладающего действия того или иного фактора характер коррозионного разрушения может изменяться. [c.107]

Кавитационная коррозия возникает п тех случаях, когда комбинация динамического перепада давления и статического давления вызывает появление растягивающих сил в жидкости, ири этом образуются, а затем лопаются пузыри (на металлической поверхности илн пблизи от нее), что приводит к возникновению чередующихся растягивающих и сжимающих напряжений в металле. Эти циклические напряжения могут привести к усталостному разрушению, которое, в свою очередь, вызывает образование язвин, даже когда жидкость не оказывает коррозионного воздействия [16]. В теплообменниках эта чисто механическая форма повреждений возникает крайне редко, однако низкий э4х )ективный перепад давлений, существующий в верхних трубах воздухоохладителей, приводит к образованию пузырей, разрушению защитной пленки на металлической поверхности и возникновению язвенной коррозии. [c.317]

Напряжения в металле могут быть остаточными после механической или термической обработки или приложенными извне. Трещины могут быть межкристаллитными или транскристаллит-ными, в зависимости от свойств металла и коррозионной среды. Разрушения этого вида в корне отличаются от межкристаллитной коррозии, которая не зависит от того, находится металл в напряженном состоянии или нет. [c.29]

Необходимо отметить, что в зависимости от преимущественного влияния механических напряжений в электроде на кинетику анодной или катодной реакции (в том числе вследствие вторичных влияний — изменения адсорбции активных веществ, нарушения состояния поверхностных пленок и др.) можно наблюдать либо разблагораживание, либо облагораживание стационарного потенциала. Поэтому выявление взаимосвязи напряженного состояния металла и его электрохимических свойств должно проводиться только в условиях внешней поляриазции до значений потенциала, обеспечивающих преимущественное протекание реакции анодного растворения (т. е. в области тафелевского участка анодной поля- [c.168]

Рассмотрим подробнее сущность чисто механического скачка трещины. Наибольшее напряженное состояние металла возникает не в верпшне трещины, а на некотором расстоянии от нее, т. е. очередной скачок трещины возникает именно из зоны перед вершиной трещины, где реализуется наивысший уровень трехосных растягивающих напряжений, навстречу вершине. Как уже указывалось, водород, растворенный в металле, диффундирует (стекается) в зону наибольших напряжений перед вершиной трещины. Концентрация его может существенно превышать концентрацию водорода в объеме металла, где уровень напряжений много меньше. Акт локального разрушения (скачок трещины из рассмотренной зоны) произойдет тогда, когда в данной зоне сложится критическая комбинация из концентрации там водорода и приложенных напряжений. Эта комбинация не постоянна чем выше концентрация охрупчивающего водорода, тем ниже уровень разрушающих напряжений, и наоборот [33,37,49]. [c.80]

Обычно при разработке ингибиторов или при их иприменении в кислых средах (травление, перевозка кислот, защита химической аппаратуры и т. п.) учитывают лишь потерю массы металла вследствие развития процессов общей равномерной коррозии. Однако практика показывает, что такая оценка явно недостаточна, так как в большинстве случаев оборудование, механизмы, аппараты работают не только в. условиях воздействия агрессивных кислых сред, но и под влиянием различного рода механических напряжений. Механические напряжения Могут усиливать равномерную коррозию металла в кислой среде, а также приводить к локальным коррозионным поражениям, скорость которых в десятки Тысячи раз выше скорости равномерной коррозии. Совместное действие среды Механического фактора вызывает коррозионно-механическое разрушение, которое выражается в усилении общей коррозии, возникновении коррозионного растрескивания 11 коррозионной усталости. [c.61]

На скорость, вид и характер развития электрохимической коррозии влияет ряд внешних и внутренних факторов. К внешним факторам можно отнести такие, как pH среды и температура среды, состав и концентрация растворов, концентрация растворенного кислорода, скорость относительного движения среды. Внутренними факторами, оказывающими существенное влияние на скорость коррозии металлов и сплавов, являются их термодинамическая неустойчивость, положение металлов в таблице Менделеева, тип и струьпура сплава и механический фактор. Под механическим фактором понимается воздействие на материал механических нагрузок — постоянных или периодических, внешних или внутренних напряжений. Механический фактор, усиливая термодинамическую нестабильность металла и сплава, может привести к разрушению сплошности защитных пленок на его поверхности. К таким видам коррозии относится коррозия под напряжением, которая возникает при совместном действии на металл постоянных растягивающих напряжений и коррозионной среды коррозионная усталость, возникающая при одновременном воздействии среды и периодического или знакопеременного механического воздействия. На устойчивость металла к корро-зионно-механическим повреждениям оказывает влияние ряд дополнительных факторов. Это технологические и конструкционные особенности деталей и изделий, условия их эксплуатации, такие факторы, как температура и перемешивание коррозионной среды и аэрация. [c.55]

Коррозионное растрескивание часто усиливается при наводороживании металла. Водород, сегрегируя в областях максимальной механической напряженности, создает дополнительные напряжения в металле. Решающим фактором, определяющим склонность сталей к водородному охрупчиванию, является характер тонкого (дислокационного) строения. Равномерное распределение дислокаций в объеме металла, достигаемое путем высокотемпературной тер-моме.ханической обработки, уменьшает склонность сталей к водородной хруп- [c.64]

Присутствие смолистых веществ в топливах ведет и к образованию нагара в топках. Нагары наряду с зольными отложениями нарушают организацию процесса сгорания в тойках, теплопередачу от стенок к воде, увеличивают термические напряжения в металле трубок и стенок котлов. Источником образования зольных отложений в паросиловых установках являются соли минеральных и органических кислот различных металлов и механические примеси, присутствующие в топливах. Чем выше зольность топлива, тем чаще наблюдаются нарушения в работе котельных установок. Зольные отложения ведут к снижению к.п.д. котельной установки. Зольность флотских мазутов не.должна превышать 0,1%, топочных — 0,15—0,3%. [c.203]

Влияние остаточных напряжений, а также. механического и термического способов их снятия исследовалось на сферических сосудах диаметром 1500 мм и толщиной стенки 25,4 мм [47]. В сферическую модель вваривались испытуемые диски диаметром около 900 мм со сварным соединением предварительно надрезанных по кромке половин (по типу образцов, используемых в испытаниях по методу Уэллса). Было установлено, что хрупкому разрушению при низком напряженном состоянии металла способствовали пониженная ударная вязкость металла в надрезе, низкая температура, большая острота надреза и высокие остаточные растягивающие напряжения, в то время как снятие остаточных напряжений повышало уровень разрушающих напряжений. Результаты испытаний сосудов давления до разрушения использовались также для качественной оценки характеристик вязкости новых сталей. Например., результаты испытаний сосудов, изготовленных из стйли с 9% N1 под давлением при температурах до —196° С, показали ее высокую сопротивляемость хрупкому разрушению [ 0, 51 ]. Другие данные по хрупкому разрушению были получены пр и испытаниях на малоцикловую усталость сосудов диаметром 90/0 мм со штуцерами [52]. [c.161]

Наличие механических напряжений в металле, лежащих в упругой области или связанных с деформацией решетки, безразлично внутренних или прилонсенных извне, растягивающих, сжимающих или сдвиговых, влияет на коррозионное поведение металла вследствие двух основных причин [c.109]

Таким образом, при конструировании машин и конструкций необходимо учитывать вредное влияние на поведение стали, работающей в условиях воздействия внешних растягивающих нагрузок и коррозионной наводороживающей среды, внутренних растягивающих напряжений в металле, возникающих при его механической и термической обработке, а также пластической деформации металла при изготовлении деталей, ведущих к образованию микрозародышей трещин и способствующих их развитию при абсорбции металлом водорода. [c.139]

Однако такая обработка не всегда приводит к заметному восстановлению исходных механических свойств стали полное возвращение к исходным характеристикам, судя по результатам экспериментальных исследований ряда авторов, наблюдается очень редко. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, многие электроосажденные металлы (цинк, кадмий, медь) затрудняют десорбцию водорода стальной основой, так как коэффициент диффузии водорода в них очень мал. Во-вторых,, при достаточно больших количествах абсорбированного металлом основы водорода возможны нарушения внутренней структуры металла, возникающие под действием давления газообразного водорода в коллекторах и внутренних напряжений в металле. Восстановление механических характеристик поэтому происходит полнее у сталей с меньшим уровнем прочности, как имеющих более равновесную структуру с меньшими внутренними напряжениями. [c.354]

Процесс развития МКК можно разделить на несколько стадий. В первой стадии скорости равномерной коррозии и МКК равны и по внешним признакам их различать нельзя. Во второй стадии скорость МКК превышает скорость равномерной коррозии, но коррозия протекает еще без видимого разрушения металла (инкубационный период). Третья стадия характеризуется выпадением единичных зерен. На четвертой стадии происходит разрушение металла с погрупповым выпадением зерен и потерей его механической прочности. Иногда коррозия (две последние стадии) происходит внутри металла (подповерхностная коррозия). Такое деление можно обосновать исходя из электрохимических и диффузионных представлений о процессе МКК. Вначале развитие МКК происходит с невысокой скоростью из-за диффузионных ограничений. В межкристаллитных трещинах образуются продукты коррозии, заполняющие щели и затрудняющие доступ электролита. Кроме этого, увеличивается расстояние между микроанодами с микрокатодами. В случае невысокой агрессивности сред возрастающая глубина поражения и плотность продуктов коррозии вместе с растущим во времени разделением катодно-анодных участков может привести к логарифмическому закону развития МКК (например, в слабом водном растворе азотной кислоты при отсутствии напряжений в металле). В более агрессин- [c.472]

Отжиг проволоки из тугоплавких металлов, как уже указывалось, проводится с целью снятия напряжений в металле между операциями механической обработки и для придания проволоке выходных диаметров заданных механических свойств. Для отжига проволоки больших диаметров применяют четырехлипейную, а для отделочного отжига — шестилинейную установки. Каждая из линий является самостоятельной и оснащена устройствами для перемотки проволоки, счетчиками метража и электрической водородной печью отжига с электрошкафом питания и управления режимом отжига. Процесс отжига происходит при прохождении проволоки через печь, заполненную водородом, и подогреве ее до температуры от 800 до 1700°С в зависимости от диаметра. В четырехлинейной установке отжига применена трубчатая проходная печь с экранированием керамического муфеля с молибденовым нагревателем. Электрическая схема питания и автоматического поддержания заданной температуры печи, показанная на рис. 2-7, выполнена на магнитном усилителе с само-насыщением, что обеспечивает повышенную надежность по сравнению с автотрансформаторным регулятором за счет отсутствия контактов. Для контроля температуры используются вольфраморениевые термопары, установленные в средней части муфеля и позволяющие измерять температуру до 1800°С. Подогреватель / 1 питается от понижающего трансформатора ТР2, в первичную цепь которого последовательно включены обмотки магнитного усилителя МУ1 и трансформатора тока. В результате самонасыщения магнитного усилителя произойдет перераспределение сетевого напряжения за счет резкого уменьшения его индуктивного сопротивления. Напряжение нагревателя возрастет, возрастет и ток в первичной обмотке, что вызовет действие обратной положительной связи по току. Увеличение первичного тока, протекающего через трансформатор ТРи вызовет возрастание напряжения на обмотке смещения 0см, выполняющей роль элемента отрицательной обратной связи, уменьшающей действие положительной обратной связи (самонасыщения), что приведет к ограничению возрастания тока в цепи нагрузки Это обеспечивает устойчивость работы магнитного усилителя и стабилизацию тока на заданном уровне. [c.105]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология