Разрушения внутри металла

Источник процессов разрушения внутри металла [c.282]

Во всех этих случаях растрескивание вызывают атомы водорода, проникающие внутрь металла либо в результате коррозионной реакции, либо при катодной поляризации [52]. Сталь, содержащая водород в междоузлиях кристаллической решетки, не всегда разрушается. Она почти всегда теряет пластичность (водородное охрупчивание), но растрескивание обычно происходит только при одновременном воздействии высокого приложенного извне или остаточного растягивающего напряжения. Разрушения такого типа называют водородным растрескиванием под напряжением (или просто водородным растрескиванием). Трещины в основном транскристаллитные. В мартенситной структуре они могут проходить по бывшим границам зерен аустенита [52]. [c.149]

Коррозия является переходом металла в любые химические соединения, которые возникают па границе раздела металл—пленка и выделение которых означает появление новой фазы. Для образования этой новой фазы, возникающей на границе раздела металл—плепка, нужно совершить активационную работу, которая будет соответствовать энергии отрыва нленки от поверхности металла. Это явление совершенно аналогично любому процессу образования повой фазы внутри твердого тела (например, возникновение пузырей газа внутри металлов и т. д.), и хорошо известно, что такие процессы идут с большими теплотами активации. В случае, если процесс выделения этих веществ в виде новой фазы протекает с большими теплотами активации, могут возникать значительные пересыщения образовавшиеся окислы могут растворяться в веществе нленки, образуя растворы с громадными степенями пересыщения. И действительно — нри испытании покрытий, обладающих большой диффузионной проницаемостью, хорошо набухающих в воде (желатина и поливиниловый снирт), оказалось, что окись железа образуется не на поверхности металла, а на наружной поверхности пленок, вплоть до образования обильного осадка гидроокиси железа в растворе без какого-либо разрушения защитных нленок. Это показывает, что па границе поверхности металл—пленка нет условий для образования новой фазы вследствие высокой адгезионной способности этих пленок, а образующиеся окислы растворяются в веществе нленки и, диффундируя через нее, выделяются там, где образование новой фазы происходит без каких-либо затруднений, т. е. на границе раздела защитной нленки с раствором. [c.317]

Показано, что введение олеиновой кислоты в вазелиновое масло, несмотря на снижение коэффициента трения и механических напряжений в поверхностном слое металла, стимулирует его контактно-фрикционное усталостное разрушение в результате проявления эффекта Ребиндера [76J. Различают внешний и внутренний адсорбционный эффект [14J. Внешний адсорбционный эффект связан с адсорбцией ПАВ на внешней поверхности металла, что приводит к его пластифицированию, т.е. снижению предела текучести. Внутренний адсорбционный эффект вызывается адсорбцией ПАВ на поверхности дефектов внутри металла, что приводит к возникновению егр хрупкости и снижению прочности. [c.30]

Даже при комнатной температуре водород вредно действует на многие металлы и сплавы. Образующийся на поверхности металла при травлении стали в кислотах и во время электрохимических процессов атомный водород легко проникает вглубь металла, где превращается в молекулы На или реагирует с компонентами сплава, образуя хрупкие гидриды и нарушая тем самым прочность сплава. Оказавшиеся внутри металла молекулы водорода не могут диффундировать далее. Поэтому они собираются в трещинах и полостях внутри металла. Когда давление газа превысит предел прочности металла, на поверхности начнут образовываться водородные вздутия, которые приведут к разрушению материала. Это явление относится к уже упомянутой выше водородной коррозии. На рис. П1-5 изображена стальная труба, которая использовалась в аппарате для синтеза аммиака и разрушилась вследствие образования в ней водородных вздутий. [c.69]

В течение 8—10 мин в данном электролите проволочные образцы часто разламываются на несколько частей, еще находясь в электролитической ячейке, т. е. без всякого приложения внешних нагрузок. Это разрушение происходит под действием молекулярного водорода, накапливающегося в коллекторах внутри металла, и внутренних напряжений в металле. [c.356]

Концентрированная серная кислота при нагревании растворяет, в отличие от разбавленной серной кислоты, и металлы, стоящие за водородом в ряду напряжений медь, серебро и ртуть, но она не действует, опять-таки в отличие от своих растворов, на железо. Благодаря этому обстоятельству серная кислота может перевозиться в железной таре, что несравненно безопаснее и удобнее, чем применение стеклянной тары. Но обратно на завод железные бочки из-под серной кислоты возвращаются от потребителя нередко сильно разрушенные внутри коррозией остатки серной кислоты притягивают влагу из воздуха, в бочках получается раствор серной кислоты, а раствор ее, в отличие от концентрированной серной кислоты, железо растворяет. [c.397]

Подповерхностная коррозия начинается с поверхности металла при разрушении на отдельных участках его защитного покрытия (пленки оксида и др.). В этом случае разрушение идет преимущественно под покрытием, и продукты коррозии сосредоточиваются внутри металла. Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание и расслоение металла (рис. 1,ж). Определить ее возможно только под микроскопом. [c.11]

Межкристаллитная коррозия, возникающая по границам кристаллитов — зерен, составляющих металл, нарушает между ними связь. Это вызывает снижение механической прочности материала. Особенностью коррозийного разрушения этого вида является то, что коррозия распространяется глубоко внутрь металла, не изменяя внешнего вида металлической конструкции. Разрушение конструкции происходит внезапно в результате резкого падения прочности металла или сплава. Межкристаллитная коррозия чаще всего поражает конструкции, изготовленные из нержавеющей стали и алюминиевых сплавов. [c.47]

Коррозионное разрушение связано с химическими или электрохимическими процессами, происходящими между металлом и средой на его поверхности. Это разрушение носит преимущественно поверхностный характер, но также может поражать более глубокие слои, проникая внутрь металла. [c.68]

Даже если в испытаниях на прямое растяжение или на отслаивание с конусами разрушение происходит на поверхности металла, крайне маловероятно, что оно произойдет в точности в соответствии со всеми микроскопическими неровностями на поверхности, весьма вероятно некоторое разрушение внутри связующего вещества. Таким образом, даже в таких случаях в испытании оценивается прочность адгезива вместо прочности адгезии или вместе с ней. [c.145]

Отметим, что распространенная интерпретация испытаний связи, где разрушение внутри резины трактуется как указание на то, что прочность связывания резины с металлом превосходит прочность резины, может быть верна, только если методика испытаний позволила одинаково нагрузить резину и границу связывания. В испытании [c.145]

Как уже было указано, характерной особенностью межкристаллитной коррозии является то, что разрушение металла распространяется по границам кристаллитов, продукты коррозии остаются внутри металла, а агрессивная среда проникает в глубь металла. Часто этот вид коррозии не изменяет внешнего вида металлической конструкции, подвергшейся межкристаллитному разрушению. Межкристаллитная коррозия так же, как и коррозионное растрескивание, является наиболее опасной формой разрушения, так как она сопровождается резким падением прочности металла или сплава. [c.152]

Подповерхностная коррозия (рис. 1, г-Ш) также является местным разрушением, но характер ее отличается от рассмотренных видов местной коррозии. 1ри подповерхностной коррозии разрушение начинается на поверхности металла распространяется в дальнейшем преимущественно под поверхностью металла аким образом, продукты коррозии сосредоточиваются внутри металла. По этим [c.29]

Хладноломкость — это свойство железоуглеродистых сплавов, содержащих фосфор в количестве, превышающем норму. Хрупкость таких металлов и особенно углеродистой стали объясняется тем, что в металле образуются фосфиды, которые имеют меньший коэффициент объемного сжатия при охлаждении, чем основной металл, вследствие чего происходит разрушение внутри кристаллов. Хладноломкость металла также способствует ускорению коррозии, особенно в агрессивных средах с характерным растрескиванием и межкристаллитным разрушением металла. [c.129]

При недостаточной концентрации анионов или при восстановлении соединений, окислительно-восстановительный потенциал которых близок к потенциалу промежуточного я-комплекса, вторая стадия, в свою очередь, распадается на две стадии, включающие внутри-сферную конверсию окиси углерода с образованием неустойчивого комплекса и последующее окисление этого комплекса до исходного состояния или разрушение до металла. [c.347]

Даже при необходимости травления металлов в кислоте для удаления окалины или ржавчины, продолжительность погружения в кислоту так невелика, что разрушение металла незначительно и может быть еще больше снижено путем применения замедлителя коррозии. Все же если водород остается внутри металла, это может вызвать значительно более серьезные повреждения, чем непосредственное коррозионное разрушение металла. [c.362]

Следует учитывать, что внешнее (приложенное) напряжение, внутренние (остаточные) напряжения, вызываемые процессами обработки, и напряжения, возникающие в результате образования водорода высокого давления внутри металла, могут суммироваться. При травлении или нанесении гальванических покрытий или в дальнейшем в условиях эксплуатации, когда будет приложена внешняя нагрузка, может иметь место разрушение вследствие комбинированного воздействия этих факторов. [c.368]

В случае меди и ее сплавов водородные разрушения принимают иную форму. Если между зернами имеется закись меди, нагрев металла в атмосфере, богатой водородом, вызывает образование внутри металла водяного пара, и это служит причиной растрескивания (см. стр. 78). [c.388]

Атомарный водород, образовавшийся на первой стадии катодной реакции, может непосредственно на месте образования частично превратиться в молекулярный водород и выделиться в виде газообразного, однако некоторая его часть может раствориться в металле если его концентрация становится достаточной, этот атомарный водород может диффундировать вглубь, а рекомбинация в молекулы произойдет в маленьких порах внутри металла при этом может создаться высокое давление. Пока единого мнения о том, насколько значительна роль внутреннего давления водорода в разрушении, вызываемом концентрированной щелочью, нет возможно, в дальнейшей работе выяснится, что его роль в котельных разрушениях больше, чем непосредственное коррозионное разъедание металла по границам зерен. [c.418]

Масштабы разрушений тесно связаны с характеристиками механической прочности изделий, и поэтому требуется незамедлительное решение о мерах по предотвраш ению опасности коррозии, которое должно вызвать пристальное внимание конструкторов, проектантов и всего коллектива сотрудников, занимающегося проблемами защиты от коррозии. Более того, проблемы, вызываемые указанными выше видами коррозии, усугубляются невозможностью их своевременного распознания и предотвращения, так как незаметно развивающееся разрушение происходит главным образом внутри металла или на скрытых поверхностях, в связи с чем фактически единственным эффективным средством защиты является проведение соответствующих мероприятий на стадии проектирования с целью предотвращения разрушений. [c.201]

Такое разрушение имеет место в результате поверхностной коррозии стали в кислой среде, содержащей сероводород. Выделяющийся атомарный водород диффундирует внутрь металла, скапливается на границах включений, молизуется и создает участки высокого давления. Внутренние пузыри и трещины концентрируются в местах наибольшей интенсивности напряжений, таких как игольчатые включения, ориентированные по направлению прокатки включения эллиптической формы менее опасны. В последней фазе разрушения трещины проходят перпендикулярно к первоначальным, продольным. [c.153]

В этом случае разрушение нроисходит главным образом на границе зереп сплава (фиг. 136). Коррозия распространяется глубоко внутрь металла, связь между отдельными зернами на[ у-шается, металл становится хрупким. [c.245]

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]

Вторая группа коррозии имеет следующие особенности равномерная коррозия относительно меньше сказывается на механической прочности конструкции. Характер неравномерной (местной) коррозии виден на рисунке этот вид коррозии возникает на участке металла с неоднородной поверхностью, неравномерной обработкой. При подповерхностной коррозии разрушение, так же как и продукты коррозии, сосредоточиваются внутри металла, что вызывает его вспу- [c.56]

Действие водорода на сталь при повышенных температурах н давлениях связано с разрушением (диссоциацией) карбидной составляющей и необратимыми потерями первоначальных свойств стали. В результате обезуглероживания сталей по реакции РезС+ +2H2=f 3 Fe+ H4 происходит скопление продуктов реакции (метана) в дефектах кристаллической решетки металла. Размер молекулы метана достаточно большой и такая молекула не может диффундировать внутри металла. В результате накопления продуктов реакции возникают высокие давления газа, главным образом по границам зерен, приводящие к разупрочнению и растрескиванию границ зерен металла. Процесс обезуглероживания стали, сопровождаемый межкристаллитным растрескиванием, в результате которого резко снижаются прочностные и особенно пластичные свойства стали, называется водородной коррозией. [c.117]

Иногда в кислых скважинах наблюдаются хрупкость и образование вздутий, что является причиной быстрого разрушения оборудования. Атомы водорода, образующиеся на поверхности металла во время коррозии, не рекомбинируют, а мигрируют в решетку металла, выделяясь в местах дефектов и дислокаций. Затем атомы рекомбинируют, выделяя двухатомный газ на включениях внутри металла, в результате чего возможно образование пузырей и сильное разрушение металла. С другой стороны, атомы водорода могут образовать сплавы со сталью, вызывая хрупкость металла. Балезин и Никольский [38] предполагают, что эти сплавы образуются потому, что атомы и ионы серы снижают общее перенапряжение водорода, замедляя в то же время процесс рекомбинации атомов водорода, что создает достаточное для диффузии количество атомов водорода на поверхности металла. [c.198]

Избирательная коррозия — обусловлена разрушением одного из компонентов или одной из фаз гетерогенного сплава. К избирательной коррозии можно отнести межкристаллитную коррозию, при которой разрушение идет по границам зерен кристаллов. В некоторых случаях разрушение может распространяться внутрь металла, приводя к значительному снижению прочности образца. Этот вид коррозии наиболее опасный, так как трудно контролируемый, и называется транскристал-литной (внутрикристаллической) коррозией. [c.264]

Таким образом, на сварном шве всегда должно быть две зоны — по одной с обеих сторон от шва, на которых мёталл во время сварки нагревается до опасной температуры несомненно, при отсутствии специальных мер предосторожности на этих зонах возникнет межкристаллитная коррозия, если сваренное изделие будет помещено в коррозионную среду в жестких условиях коррозия проникает глубоко внутрь металла по границам кристаллов и приводит к выпадению отдельных кристаллов. Коррозия обычно вызывается выпадением карбидов хрома, приводящим к обеднению прилежащей зоны хромом, т. е. тем элементом, который создает пассивную защитную пленку на нержавеющей стали при таких относительно невысоких температурах необходимая перестройка атомов может иметь место только по границам кристаллов, которые и подвергаются коррозионному разрушению. Для устранения указанных осложнений можно предложить три пути [c.202]

Несколько лет спустя Уотерхауз рассмотрел типичные примеры фреттинга, получившегося в инженерной практике, для того чтобы убедиться в том, что углубления, получающиеся за счет фреттинга, имеют такую форму, при которой они могут служить концентраторами напряжений для возникновения усталостных трещин. Визуальный осмотр показал, что получающиеся углубления можно разделить на два типа первые представляют собой мелкие блюдовидные углубления, а вторые — маленькие глубокие отверстия. Было высказано предположение, что первый тип возникает, когда абразивные окисные осколки могли свободно удаляться с того участка, где началось разрушение, и могли, таким образом, продолжать абразивную обработку на близлежащих участках, расширяя тем самым участок, подвергающийся разрушению, но делая само разрушение менее интенсивным. Второй тип разрушения возникает в случае задержки осколков, в результате чего абразивные частицы пробуравливают себе дорогу внутрь металла, образуя отверстия как уже было отмечено, объем окисла превышает объем разрушенного в процессе его образования металла, и внутренняя часть отверстий должна находиться под значительным давлением. [c.683]

Промысловое оборудование сероводородсодержащих нефтегазовых месторождений чаще всего отказывает по причине сероводородного растрескивания (СР) стали [47]. Это оборудование изготовлено в основном из низколегированных сталей типа сталь 20 отечественной и импортной поставки. В работе [48] сопротивление сталей СР определяли методом постоянной нагрузки и медленным растяжением - 36 нм/с в лабораторной среде NA E, используемой при определении сопротивления материалов СР,- насыщенный сероводородом водный раствор 5 % Na l + 0,5 % СН3СООН при температуре 20 С. Проводили также испытания образцов типа IV ГОСТ 1497-84 МР в промысловых условиях Оренбургского газоконденсатного месторождения (природный газ, содержащий 3,4 % H2S и 5,3 % СО2 при 100 %-ной влажности, давлении 5,0 МПа и температуре 20 С). При СР не наблюдается значительных следов электрохимического растворения. СР может зарождаться в припо-в хностных слоях металла, межзеренно. Так же как СР, развивается обычно и водородное растрескивание (ВР). Оно также зарождается внутри металла на границах раздела матрица - неметаллическое включение и развивается в основном параллельно поверхности стенки конструкции [49], т.е. механизм разрушения сталей в [c.23]

Примеры неправильного конструирования узла, состоящего из двух уголков или двух швеллеров, при котором возникает щелевая коррозия, приведены на рис. 59. Агрессивная среда проникает в зазор и вызывает коррозионный процесс. Продукты коррозии занимают гораздо больший объем, чем объем разрушенного металла, вследствие чего внутри зазора могут возпнкать большие напряжения. Учитывая эти соображения, необходимо избегать различных соединений, имеющих зазоры, например нахлесточных [c.93]

Реактор представляет собой цилиндрический вертикальный со суд с шаровыми днищами. При 525 °С и 2—4 МПа водород спо собствует водородной коррозии металла, вызывающей его трещи ны и вздутия. Поэтому и для теплоизоляции изнутри металличе скую стенку реактора защищают футеровкой из торкрет-бетона Кроме того, внутри реактора устанавливают стальной перфориро ванный стакам, между стенкой которого и стенкой аппарата име ется газовый слой. Нарушение футеровки приводит к перегреву разрушению стенки реактора. Поэтому необходимо постоянно кон тролировать при помощи наружных термопар температуру виеш ней поверхности металла (должна быть не более 150 °С). Для из готовления корпуса и днища реактора применяют сталь марки 09Г2ДТ со специальной закалкой поверхности аппарата или сталь 12ХМ [50]. Внутренняя арматура реактора и присоединительные фасонные патрубки изготовлены из легированных сталей. [c.187]

При некоторых сочетаниях металл—раствор КРН можно предотвратить поляризацией не Фолько ниже определенного критического потенциала или диапазона потенциалов, но и несколько выше этого диапазона. А разрушение происходит внутри этого диапазона. В этих обстоятельствах, в соответствии с адсорбционной теорией, адсорбция разрушающих ионов на подвижных дефектах [c.142]

Иногда считают, что КРН высокопрочных сталей с твердостью Яр > 40 (см. табл. 7.1) в воде или влажном воздухе вызвано водородом, образующимся в результате реакции HjO с железом. Однако зависимость времени до разрушения от приложенного потенциала (рис. 7.13) показывает, что в кипящем 3 % растворе Na l растрескивание происходит только при потенциалах выше критического —0,4 0,02 В и ниже —1,1 В внутри этой области потенциалов металл сохраняет устойчивость к растрескиванию. По некоторым причинам разрушение при высоких потенциалах легче объяснить КРН, вызванным, например, адсорбирующейся водой, разрушающей металлические связи, тогда как разрушение [c.151]