Причины понижения прочности металлов

Металлическая поверхность не бывает идеальной, на ней практически всегда имеются те или иные дефекты, в частности многочисленные мелкие трещины. Молекулы жидкости при адсорбции такой поверхностью проникают в микротрещины и взаимодействуют с поверхностью металла в момент разрыва или перестройки связей, оказывая определенное влияние на это взаимодействие. Как показал П. А. Ребиндер [212, 213], описанное явление является причиной понижения прочности кристаллической поверхности. Эта особенность взаимодействия адсор-батов с адсорбентами, получившая наименование эффекта Ребиндера, нашла широкое применение в технике, в частности лри бурении твердых пород и механической обработке металла (резании, шлифовании). [c.192]

ПРИЧИНЫ ПОНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ МЕТАЛЛОВ [c.222]

Основными причинами разрушения трубопровода на 96 и 123-м км трассы признаны неудовлетворительные физико-механические характеристики металла труб и сварных соединений (пониженные прочность и ударная вязкость). Механические свойства оказались низкими из-за сильного загрязнения металла неметаллическими включениями, повышенного содержания в металле труб углерода, марганца и ванадия, а также вследствие отсутствия термообработки сварных соединений. [c.58]

Наличие в стенках трубопроводов и сосудов концентраторов и остаточных напряжений, а также участков с пониженной прочностью приводит к появлению локальных очагов пластической деформации. Последние, как известно, значительно усиливают коррозионные процессы в металле и могут явиться причиной преждевременного разрушения конструкций. В связи с этим важно установить зависимость между скоростью коррозии и степенью пластической деформации металла. Кроме того, такая зависимость необходима при определении предельной долговечности труб. [c.48]

По кислотным числам масел определяют степень удаления из них нафтеновых кислот, которые могут быть в определенных условиях источником коррозии металлов. Кроме того, в результате реакции кислот с металлами образуются соли, которые являются причиной понижения устойчивости масел к окислению и диэлектрической прочности и повышения эмульгируемости масел с водой. [c.55]

Местные искажения формы—овализация сечения, появление вмятин или выпучин и других дефектов—снижают надежность работы аппарата. Причиной искажения формы на отдельных участках поверхности является местное понижение запаса прочности металла вследствие возможного снижения механических свойств под влиянием перегрева или зональной коррозии или концентрации более высоких напряжений в области вырезов, в местах сосредоточения сварных швов и т. п. [c.322]

Механические свойства (предел прочности при растяжении, предел текучести, твердости и др.) гафния, полученного иодидным рафинированием и электронно-лучевой плавкой, близки между собой. Однако коррозионная стойкость гафния, полученного электронно-лучевой плавкой, в воде и водяном паре при высоких температурах оказалась непостоянной и иногда меньше, чем иодидного. Причины пониженной коррозионной стойкости еще не выяснены. Твердость гафния после электронно-лучевой плавки колеблется от 135 до 170 (НВ) [56]. При необходимости получения металла с твердостью больше 135 плавка должна специальным образом контролироваться. [c.90]

Основной причиной понижения усталостной прочности хромированных изделий до сих пор считалось повреждение основного металла вследствие поглощения атомарного водорода в процессе электролиза поэтому для устра-нения хрупкости хромированных изделий и удаления водорода их подвергают термообработке при температуре 200—250 [c.80]

Исследования показали, что по химическому составу металл отливки корпуса задвижки соответствовал стали А-352 I B по ASTM и в зоне разрушения находился в охрупченном состоянии ударная вязкость K V 4o при пониженной температуре составляла 12 Дж/см , относительное удлинение S — 23,8%. Металл имел ферритно-перлитную структуру с крупными равноосными зернами и включениями карбидов внутри зерен феррита. Охрупчивание металла отливки в зоне разрушения было вызвано наличием усадочных межкристаллитных несплошностей и проявлением водородной хрупкости. По значениям прочности, твердости и относительного сужения металл отвечал требованиям нормативных документов к отливкам, предназначенным для эксплуатации в средах с высоким содержанием сероводорода. Разрушение стенки корпуса задвижки произошло в результате быстрого развития трещин, образовавшихся в металле под воздействием напряжений, превышающих предел текучести, в зоне расположения усадочных несплошностей. Наличие высоких напряжений в металле в момент, предшествовавший разрушению, подтверждалось тем, что в зоне зарождения и нестабильного роста трещин преобладал вязкий характер разрушения. Характер излома корпуса задвижки в зонах зарождения и докритического роста трещины смешанный, а в зоне лавинообразного разрушения — хрупкий с шевронным узором. Охрупчивание металла, вызванное его пониженной ударной вязкостью, способствовало лавинообразному развитию разрушения. На гболее вероятной причиной разрушения задвижки явилось, по-видимому, размораживание ее корпуса. [c.52]

Цель обработки воды. Конденсат обычно имеет очень слабо кислую или щелочную реакцию и бывает загрязнен небольшими количествами меди и других металлов однако он не должен содержать солей и кислорода конструкторы должны учитывать желательность того, чтобы сконденсированная вода до ее впуска в котел не поглощала новых количеств кислорода. Неочищенная вода, идущая на восполнение убыли, как правило, содержит соли кроме того, она может поступать из загрязненного источника. Поэтому до введения ее в котел, эта вода обычно подвергается обработке. Главная цель обработки заключается в том, чтобы предотвратить образование на внутренней поверхности труб хорошо пристающей к ней накипи. Такая накипь мешает теплопередаче и служит причиной перегрева, что приводит к снижению прочности металла и создает угрозу внезапного разрушения трубы. Не пристающий к поверхности шлам может быть удален из котлов многих типов посредством продувки он является менее опасным. Перегрев может также привести к понижению термической отдачи, усилению окисления под воздействием топочных газов и, часто, к ускорению коррозии под воздействием воды. По этим причинам необходима обработка добавляемой воды. Обработка должна состоять 1) из умягчения воды химическим путем, перегонкой или методом обессоливания, имеющего целью максимально возможное удаление веществ, приводящих к образованию накипи и шлама, и 2) регулирования состава (кондиционирования) воды с целью обеспечения таких условий, чтобы выделяющиеся из воды вещества приводили к образованию шлама, а не накипи. [c.395]

Коррозия является чрезвычайно вредным явлением, приводящим к порче рабочих поверхностей, понижению прочности и разрушению деталей. К числу причин, усиливающих появление коррозии, относятся I) резкие перемены температуры 2) соприкосновение разнородных металлов 3) соприкосновение металлических изделий с гигроскопическими материалами (вата, бумага, пыль, тряпки), которые обладают способностью поглощать влагу из окружающей среды [c.112]

Наличие даже немногочисленных трещин разрушения, идущих по зернам, наряду с результатами, полученными на монокристаллах, убедительно говорит о том, что само по себе присутствие межкристаллитных границ не является необходимым для проявления эффекта снижения прочности и пластичности в присутствии легкоплавких расплавов, т. е. что этот эффект но связан с межкристаллитной коррозией, а обусловлен сильным понижением поверхностной энергии металла. Вместе с тем, специфическая роль границ зерен, которые в присутствии сильно адсорбционно-активного компонента оказываются наиболее ослабленными местами в кристалле, требует дополнительного анализа. В качестве причин, обусловливающих эту особенность, можно отметить следующие факторы. [c.258]

Производительность шлифования зависит и от структуры, толщины и прочности пленки — продукта химической реакции. Весьма существенным является прочность сцепления пленки с основным металлом. С ее увеличением производительность снижается. По этой причине некоторые металлы и сплавы, несмотря на высокую химическую активность, шлифуются с пониженной производительностью. К числу их относятся хром, никель, алюминий, нержавеющие стали, что объясняется образованием на их поверхности тонких сплошных, прочно сцепляемых пленок. В качестве примера приведем опыты шлифования алюминия в растворах некоторых электролитов (условия опытов см. в табл. 1) [c.27]

МПа. В феврале 1974 г. производились его дополнительные испытания на прочность и плотность. На 96-м и 123-м км произошли при давлении 4,9 МПа разрушения спиральношовных труб 0 1020x10 мм, а на 365-м км трассы разрушению подвергся монтажный сварной шов на стыке труб 0 1020х х11 мм. На 96-м км разрушение ТП произошло на участке длиной 1200 мм по зоне термического влияния заводского спирального сварного шва. Линия разрушения пересекла кольцевой монтажный шов, выполненный автоматической сваркой под слоем флюса, и ответвилась в основной металл. Образовавшиеся трещины имели максимальное раскрытие (= 40 мм) и остановились в основном металле. На 12-м км разрушение ТП произошло по зоне термического влияния заводского спирального сварного шва и распространилось по основному металлу трубы, пересекая сварные швы. На 365-м км ТП разрушение произошло по оси поперечного монтажного сварного шва, выполненного автоматической сваркой под слоем флюса с ручной подваркой с внутренней стороны шва. Основными причинами разрушения ТП на 96-м и 123-м км трассы признаны неудовлетворительные физико-механические характеристики металла труб и сварных соединений, а именно пониженные против норм прочность и ударная вязкость. Причинами пониженных механических свойств явились сильное загрязнение металла неметаллическими включениями, повышенное содержание в металле труб углерода, марганца и ванадия, а также отсутствие термообработки сварных соединений. Причинами разрушения ТП на 365-м км трассы признаны снижение прочности стыкового шва вследствие некачественно выполненной сварки - наличия в шве различных дефектов (непроваров, шлаковых включений, крупнозернистой структуры) и пониженные механические характеристики металла шва (ударная вязкость металла шва по результатам испытаний всех образцов составляла 0,56-27,9 Дж/м , тогда как не должна была быть ниже 3 кгм/см ). [c.59]

В полном соответствии с уравнением Гиббса — Липпмана нами было показано, что наряду с адсорбцией молекул поверхностно-активных веществ причиной понижения прочности, вследствие понижения поверхностной энергии, является и электрическое заряжение поверхностей в процессе их образования. Такие электрокапиллярные эффекты понижения прочности (твердости) металлов и облегчения их пластической деформации были подробно изучены Е. К. Венстрем в нашей лаборатории. Эти исследования велись в тех же условиях, что и при снятии электрокапиллярных кривых, т. е. зависимости поверхностного натяжения от поляризации поверхности ртуть-раствор электролита. Этот раствор достаточно концентрирован, чтобы двойные слои были практически предельно сжатыми. [c.11]

Электрохимическими исследованиями, проведенными совместно с А.М.Крохмальным [208, с. 57—61], установлено рис. 100), что стационарный потенциал цинкового покрь Тия равен примерно -870 мВ, т.е. на 300-320 мВ отрицательнее стационарных потенциалов сталей. За 12 сут испытаний без приложения циклических напряжений (что соответствует базовому количеству циклов вращения 5 10 цикл) потенциалы оцинкованных образцов сдвигаются до — (780 — 800 мВ) вследствие формирования на поверхности плотного слоя оксидо-солевых продуктов коррозии, состоящих из оксидов и гидрооксида цинка. При высоких механических напряжениях происходит смещение электродных потенциалов стали на 80—100 мВ в отрицательную сторону от стационарного значения. Величина смещения потенциалов растет с уменьшением прочности стали и повышением уровня приложенного напряжения. Воздействие циклических напряжений в начале испытаний приводит к появлению в слое трещин, достигающих основного металла, что является причиной резкого смещения потенциала. На последующих этапах испытаний потенциалы образцов сдвигаются в положительную сторону на 30-50 мВ, а затем относительно стабилизируются (см.рис. 100, // участок кривой 3), что связано с пассивацией ювенильных поверхностей покрытия и контактированием коррозионной среды через трещины со сталью, имеющей более положительный потенциал, чем покрытие. Сдвиг потенци4ла в положительную область увеличивается с ростом уровня напряжений и понижением прочности стали, так как эти факторы усиливают разрушение покрытия, и площадь оголенной стали увеличивается. Потенциал образовавшейся коррозионной системы покрытие — основа лежит в достаточно отрицательной области (—900 мВ и ниже), поэтому поверхность стали находится в условиях полной электрохимической защиты в результате протекторного действия покрытия. Однако влияние высоких напряжений без коррозионного фактора приводит к развитию разрушения в глубь стали, что сопровождается интенсивным смещением потенциала в положительную сторону /// участок). Полное разрушение образца сопровождается резким сдвигом потенциала в отрицательную сторону IV участок). [c.186]

ПЕРЕЖОГ металла — дефект структуры металла, обусловленный его нагревом до т-ры, превышающей т-ру перегрева. Характеризуется окислением, а иногда и оплавлением границ зерен. Вследствпе пережога существенно снижаются усталостная прочность и предел прочности металла. Значительно сильнее, чем при перегреве металла, уменьшаются пластичность и вязкость, что приводит к образованию на поверхности стали после ковки или прокатки т. н. крокодиловой кожи — густой сеткп трещин. Излом пережя ениого металла — камневидный. В сплавах на основе меди П. м. появляется при т-ре 800—900° С, в сталях — при т-ре 1200—1300° С. Опасность пережога стали возрастает с повышением концентрации углерода, и если его содержится более 0,5%, т-ра нагрева металла под термообработку не должна превышать 1200° С. К понижению т-ры развития П. м. приводит, в частности, легирование цирконием сплавов кобальта с вольфрамом. Кислород и сера, содержащиеся в газовой среде печи, способствуют пережогу, гю крайней мере, в поверхностном слое металла. Диффузия серы и фосфора в сталях при повышенной т-ре (особенно при наличии кислорода) может стать причиной заметного снижения т-ры солидуса. Поэтому во избежание пережога предельную т-ру нагрева стали обычно выбирают на 100— 200° С ниже т-ры солидуса. В зависимости от длительности нагрева стали ири высокой т-ре в окислительной среде различают три стадии развития пережога. Первая стадия характери- [c.155]

Акво-ион и химия водных растворов. При растворении меди, карбоната, гидроксида и т. п. в кислотах образуется сине-зеленый акво-ион, которому можно приписать формулу [Си(НгО)б] +. Две молекулы воды в нем расположены значительно дальше от атома металла, чем четыре других. Среди большого числа кристаллических гидратов более всего известен синий сульфат uS04-5H20. При его дегидратации получается практически бесцветный безводный сульфат. При добавлении в водный раствор лигандов происходит образование комплексов за счет последовательного замещения молекул воды. Например, с аммиаком образуются комплексы (Си(ЫНз) (Н20)5]2+ --[ u(NH3)4(H20)2] +. Но введение пятой и шестой молекул аммиака осуществляется с трудом. Шестую можно ввести только в жидком аммиаке. Причина этого необычного поведения связана с эффектом Яна—Теллера. По этой же причине ион Си(П) не способен прочно связывать пятый и шестой лиганды (даже Н2О). Если кроме этого понижения прочности связи с пятым и шестым лигандом учесть еще обычно наблюдаемое при ступенчатом комплексообразовании постепенное уменьшение констант образования (разд.- 6.6), то константы введения пятой и шестой молекул NH3, Къ и Къ станут действительно очень малыми. Аналогично, для этилендиамина (еп) найдено, что [Сиеп(НгО)4]2+ и [Си(еп)2(НгО)2] + образуются легко, а [Си(еп)з] + получается лишь при чрезвычайно высокой концентрации этилендиамина. [c.488]

Эффект зародышеобразования подложек был изучен на примере поли-8-капролактама (капролона) [397]. Хорошо выраженный модифицированный слой обнаружен в полихлоронрепе на границе с металлом [398]. Толщина ориентированного слоя достигает в данном случае 70 мкм. Износостойкость поверхности образцов полипропилена, полученного прессованием на политетрафторэтилене, оказа.тась в 2 раза выше, чем образцов, полученных на фольге. Было установлено также [386], что пленки полипропилена, имеющего модифицированный слой, обладают пониженным коэффициентом диффузии. Модифицированная поверхность капролона при использовании в качестве подложек политетрафторэтилена, стекла, алюминия является причиной повышенной стойкости к истиранию [397]. В ряде случаев влияние модифицированного слоя оказывается настолько значительным, что можно обнаружить даже различие в прочности пленок полимеров, полученных на различных подложках [397, 317]. Например [317], предел прочности при растяжении пленки полипропилена, отпрессованной между двумя стальными пластинами при скорости охлаждения 5,5 °С/мин, составляет 222 кгс/см , а при прессовании между двумя пластинами фторопласта-4 эта величина составляет 147 кгс/см . Кристаллизация полиэтилена на субстрате с высокой поверхностной энергией (золоте) сопровождается появлением большого числа центров кристаллизации, отчего в пленке возникает множество мелких сферолитов. Суб страт с низкой поверхностной энергией (политетрафторэтилен) такого влияния не оказывает, и в пленке возникают крупные сферолиты [383, 384], Типичный пример возникновения модифицированного транскристаллического слоя полимера на границе с подложкой приведен на рис. И1.35, а (см. вклейку). [c.143]

Орто-оксиазокрасители или азокрасители — производные салициловой или, аналогичной ей кислоты обладают ярко выраженной способностью образовывать комплексные соли с ионами металлов переходной группы. При этом лигандами выступают фенолятные ионы и атомы азота азогрупп, а в случае производных салициловой кислоты — фенолятный и карбоксилатный ионы, расположенные в орто-положениях друг к другу. Напомним, что орто-расположение оксигрупп являлось причиной легкости возникновения водородной связи между окси- и азогруппами (или между окси- и карбоксильной группой), обусловливающей многие специфические свойства азокрасителей, например их пониженную кислотность, прочность к щелочным обработкам и т. д. Способность образовывать водородную связь определяет и комплексообразование этих красителей с ионами хрома, кобальта, меди и никеля. Комплексные соли, замыкая шестичленные или пятичленные кольца, благодаря наличию не менее двух лигандов в одной молекуле (хелатная связь) очень прочны [223], имеют интересные оттенки, словом, обладают теми свойствами, которые требуются от современного красителя [224]. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология