Коррозионное растрескивание металлов и сплавов

Таблица 9.1. Некоторые среды, вызывающие коррозионное растрескивание металлов и сплавов

Снизить, а иногда и полностью предотвратить коррозионное растрескивание металлов и сплавов возможно следующими путями правильным конструированием аппаратуры и рациональной технологией изготовления узлов и деталей аппаратуры, созданием на поверхности металла снижающих напряжений, упрочнением поверхности механическим путем или химико-термической обработкой, введением ингибиторов коррозии, покрытием металла металлическими или неметаллическими покрытиями, применением электрохимической защиты. [c.13]

В соответствии с этим измерения зависимости величины разрушающих напряжений при коррозионном растрескивании от размера зерен могут быть использованы для определения значения поверхностной энергии. Однако Колеман и др. [21] в своих экспериментах получили значения поверхностной энергии заметно меньше, чем в других экспериментах. На основании этого они пришли к выводу, что поверхностная энергия, связанная с образованием трещины, уменьшается за счет адсорбции некоторых атомов или ионов, обладающих специфическими свойствами в средах, вызывающих коррозионное растрескивание. Однако можно и по-другому объяснить влияния размеров зерен на поведение сплавов при коррозионном растрескивании. Поведение сплава зависит от характера пластической деформации материала, а последний связан с размером зерна. Таким образом, уравнение (5.6), где — напряжение, обусловливающее пластическую деформацию при испытании по методу с заданной деформации, а значение /, определяющее сопротивление образованию полосы скольжения на границе зерна, может указывать на характер пластической деформации металла. Из этого следует, что влияние размеров зерен на коррозионное растрескивание может быть просто связано с их влиянием на характер пластической деформации в материале. Данные, приведенные, например, на рис. 5.18 и в разделе 5.2, предполагают, что влияние размеров зерен на коррозионное растрескивание, вероятно, в такой же степени связано с характером пластической деформации, как и с понижением поверхностной энергии. [c.234]

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]

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]

Влияние фазы Fe Al на растрескивание магниевых сплавов рассматривается нами ниже, в главе о влиянии термообработки на коррозионное растрескивание металло)в. [c.53]

Вопросу оценки различных методов в создании напряжений на коррозионное растрескивание металлов посвящено лишь одно исследование, в котором изучалось влияние этих факторов на скорость коррозионного растрескивания магниевых сплавов в атмосферных условиях [121]. Было установлено (фиг. 31), что с помощью груза или пружины получаются близкие кривые кор-розионного растрескивания эксцентричное нагружение смещает эту кривую в сторону более высоких напряжений. [c.79]

Таким образом, можно считать достаточно достоверным, что причиной торможения коррозионного растрескивания исследуемого сплава в растворах хлористого натрия по сравнению с другими растворами является равномерный язвенный характер коррозионного процесса, что, в свою очередь, вероятно, связано со слабыми защитными свойствами пленок, образуемых в этом растворе на поверхности металла, и сильными активирующими свойствами ионов хлора. [c.118]

Большую роль окислителей при коррозионном растрескивании металлов ярко иллюстрирует использование хроматов и бихроматов при ускоренных испытаниях магниевых сплавов, перекиси водорода при испытаниях алюминиевых сплавов и т. д. [c.138]

Данные об алюминиевых сплавах, которые были использованы при изучении влияния температуры ва скорость коррозионного растрескивания металла [c.156]

Полученные экспериментальные данные (табл. 36) показывают, что влияние изоамилового спирта на скорость коррозионного растрескивания сплава в исследованных растворах незначительно и проявляется главным образом в торможении этого процесса. Об этом же говорят рассмотренные выше данные о влиянии органических ингибиторов (которые являются поверхностно-активными веществами) на коррозионное растрескивание металлов. [c.166]

На склонность к коррозионному растрескиванию металлов п сплавов оказывает также влияние размер зерна. При сравнении склонности к коррозионному растрескиванию снлава АМг5 было установлено, что к указанному виду разрушения более склонны сплавы с большим размером зерна. [c.106]

По характеру коррозионных разрушений различают сплошную (равномерную) коррозию и локальную (неравномерную). Локальные коррозионные повреждения поражают поверхностные слои металла и имеют вид пятен при распространении их в глубь металла возникают очаги поражения в виде язв и точек (питтинг). Разрушению подвергаются или зерна только одного компонента сплава (избирательная коррозия), или межзеренные пограничные участки (межкристаллитная коррозия). Под действием переменных механических нагрузок происходит коррозионное растрескивание металла. Коррозия, начавшись с поверхности, может в дальнейшем поражать подподверхност- [c.226]

В расчетах на прочность технологической аппаратуры конструктору часто приходится учитывать общую равномерную по поверхности коррозию металлов и сплавов, для чего необходимо знать проницаемость материала в мм/год при заданных рабочих условиях агрессивной среды (концентрация, температура, давление). Она учитывается при выборе величины прибавки на коррозию к рассчитанной толщине стенки аппарата. В ряде случаев при конструировании технологической аппаратуры необходимо учитывать также и другие виды коррозионного разрушения материалов. Например, в химических аппаратах, выполненных из кислотостойкой стали и находящихся под постоянным повышенным давлением, при совместном действии коррозионной среды и растягивающих напряжений в ряде случаев наблюдается коррозионное растрескивание металла, происходящее обычно внезапно без видимых изменений материала, Это явление не имеет места при наличии в металле напряжений сжатия. Кроме того, коррозионное растрескивание происходит в небольшом количестве агрессивных сред и зависит от величины давления и температуры, Известно, что ускоренное растрескивание аппаратуры из кислостойких сталей, находящейся под постоянно действующей нафузкой, имеет место в растворах Na I, Mg l,, 7,т)С , Ь1С1, Н 8, морской воде и т,д. Латуни обнаруживают склонность к коррозионному растрескиванию в среде аммиака. [c.9]

Делая выводы, отметим, что зарождение и развитие трещин коррозионного растрескивания металлов и сплавов происходит, по-видимому, в пять этапов (рис. 9), Продолжительность I (инкубационного) этапа определяется временем до появления на поверхности металла аноднь1х деформационных образований (линий и полос скольжения, локального разрыва пленок). Роль среды на этом этапе сводится липа к адсорбционному облегчению их возникновения на поверхности. Этапы II и III являются чисто коррозионными. На II происходиг коррозионное зарождение трещины путем локальной коррозии по месту полосы скольжения или разрыва пленки, на III — равномерно ускоренное подрастание уже зародившейся трещины в результате работы деформационной гальваНопары ( пара Эванса ), Скорость чис-92 [c.92]

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]

Число разрушений конструкций из титана и его сплавов, произошедших по вине коррозионного растрескивания, к настояшему времени достаточно мало. Однако в ряде сред и условий эксплуатации титановые сплавы оказываются склонны к коррозионному растрескиванию. К основным механизмам коррозионного растрескивания титановых сплавов относятся солевое высокотемпературное растрескивание и растрескивание при комнатной температуре. Растрескивание при комнатной температуре в основном происходит в водных и метанольных средах, содержащих хлориды при прямом контакте сплава с рядом жидких и твердых металлов, газов в ряде других сред, например, тетраоксиде диазота — N2O4, дымящей азотной кислоте и т. п. Солевое растрескивание происходит под действием внешних или внутренних напряжений при непосредственном контакте материала с твердыми хлоридами в присутствии кислорода и водяного пара при температурах выше 250 °С. Такое растрескивание носит преимущественно межкристаллитный характер. В зависимости от степени коррозионного воздействия на титановые сплавы, хлориды по степени интенсивности воздействия можно распределить следующим образом [c.78]

Нержавеющие стали подвержены точечной коррозии. Цирконий, титан и сплавы на их основе являются- наиболее корроэи-ониостойкимн материалами в этой среде, однако стойкость титана снижается при аэрирований раствора (прн концентрации р-ра 25% и температуре 100 С). Б аэрируемых растворах не рекомендуется также применять моиель-металл. В водных растворах соль подвергается гидролизу с об разованием соляной кислоты, поэтому углеродистые стали, латуин. алюминий подвергаются интенсивней общей и местной коррозии. В горячих концентрированных раст.ворах хромоникелевые стали под напряжением подвержен коррозионному растрескиванию. Никельхромовые сплавы при повышенных температурах ие. проявляют склонности к коррозионному растрескиванию. Возможна местная коррозия сталей и никелевых спла.вов. [c.809]

Значение а определяют расчетным путем кли экспериментально [266]. Помимо факторов, определяющих механические процессы разрушения, на коррозионную трещиностойкость металла существенное влияние могут оказьшать электрохимические условия в вершине трещины. Установлено [165, 238], что но мере развития трещины электрохимическое состояние в вершине трещины, интегрально характеризуемое водородным показателем pH и электродным потенциалом ф, непрерьшно изменяется, причем, в зависимости от скорости роста трещины устанавливаются различные значения pH и ф. Например, если коррозионное растрескивание титанового сплава в 3%-ном растворе Na L протекает со скоростью Меньше 2 10" мм/с, электродный потенциал постепенно увеличивается и может достигать + 0,2...0,4 В (Н.В.Э), а раствор в полости трещины подкисляется до pH = 2,5...3. При скоростях роста трещины, превышающих 2 10 мм/с, электродный потенциал достигает -0,8 В ( Н.В.Э), и в полости трещины наблюдается подщелачивание до pH = 9... 10 [165]. [c.483]

В последние годы большое внимание было уделено теоретическим вопросам коррозионного растрескивания. Среди медных сплавов в наибольшей степени исследовано поведение латуней в аммиачных средах. Хотя было показано, что растрескивание возможно и в контакте с некоторыми другими агрессивными средами, но воздействие аммиака остается наиболее сильным. Согласно предположению Эванса [132], это связано, во-первых, со слабой коррозионной активностью аммиака, вызывающего существенную коррозию только таких участков, как границы зерен или другие несовершенства, а во-вторых, с тем, что аммиак предотвращает скопление ионов меди в возникающих трещинах, образуя с медью стабильные комплексы [Си(ЫНз)4] Тип растрескивания (межкристаллитное или транскристаллитное) может меняться при изменении состава латуни или природы окружающей среды [175]. Матссон [176] установил, что при погружении в аммиачные растворы с различными значениями pH самое быстрое растрескивание напряженных латуней наблюдается при 7,1—7,3, и в этих же условиях на поверхности металла возникают черные пленки. Роль тусклых поверхностных пленок изучалась и в дальнейшем [177]. Механизм коррозионного растрескивания медных сплавов обсуждался в многочисленных исследованиях, посвященных электрохимическим [178] и металлургическим [179] аспектам проблемы. Статьи, посвященные этому явлению, включены в материалы нескольких симпозиумов и конференций по коррозии металлов под напряжением [159, [c.106]

Механизм коррозионного растрескивания магниевых сплавов недостаточно полно освещен, но основные особенности установлены. Роль электролита заключается в концентрации коррозионных пораже1гай в относительно небольшом числе точек, что способствует образованию питтингов, которые часто являются местом зарождения трещины. В тех случаях, когда или образуются небольшие питтинги, или не возникают совсем, растрескивание происходит при достаточно высокой величине напряжений. Это, вероятно, является следствием разрушения поверхностной пленки за счет пластической деформации поверхности зерен металла. [c.278]

В количественном отношении химическое или электрохимическое разрушение металла, требующееся для того, чтобы вместо скольжения внутри зерен происходило межкристаллитное разрушение, не должно быть большим. Фармери [19], изучая коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов, содержавших 7% магния или 4% меди, подвергал их такой термической обработке, в результате которой в них появлялась склонность к межкристаллитной коррозии он обнаружил, что при напряжениях значительно ниже предела текучести (т. е. при напряжениях, которые в отсутствие коррозионного воздействия металл мог бы выдержать неограниченное время) происходило межкристаллитное разрушение, если напряжение действовало в условиях, когда металл находился в растворе хлористого натрия с небольшим количеством двууглекислого натрия . Характерной особенностью излома был его [c.615]

Растрескивание нержавеющих сталей. Межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей, часто наблюдаемая вблизи сварных швов и, по-видимому, связанная со слоями, обедненными хромом, вследствие выделения карбидов хрома, была описана на стр. 202. Другой характер разрушения, преимущественно транскристаллитный, встречается в тех случаях, когда напряженная нержавеющая сталь подвергается воздействию концентрированного раствора хлоридов. Этот вид разрушения не является следствием термической обработки, в результате которой твердый раствор обедняется хромом. Большинство исследователей для изучения этого явления применяют концентрированный раствор хлористого магния. В то время как в своей основе коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов представляет собой механическое разрушение, которому способствует химическое воздействие, коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей, по-видимому, представляет собой по существу электрохимическое растворение металла в узкой зоне роль механических напряжений в этом случае, вероятно, заключается в увеличении расстояния между атомами вблизи острия продви- [c.623]

Интересно отметить, что при исследовании коррозионного растрескивания сплавов на основе алюминия Вассерман обнаружил более быстрое растрескивание в 3%-ном растворе Na l по сравнению с морской водой, что объясняется образованием в последнем случае более плотной защитной пленки на поверхности металла. Для изучения коррозионного растрескивания металла в агрессивных средах, по-видимому, следует учитывать два обстоятельства [c.81]

При испытании магниевых сплавов часто используют растворы, содержащие хлориды плюс хроматы или бихроматы щелочных металлов. Коррозионное растрескивание в таких растворах наступает сравнительно быстро и, что особенно пажно, вследствие пассирования хроматами или бихроматами аоверх-ностная коррозия невелика и не искажает картины возникновения коррозионных трещин. Характер коррозионного растрескивания магниевых сплавов в этих растворах, так же как и в атмосферных условиях, преимущественно внутрикристаллитный. [c.81]

Проверив специальными опытами механизм влияния шлифования на скорость коррозионного растрескивания указанного сплава, Перриман и Хадден [14] пришли к выводу, что шлифование вызывает появление в поверхностном слое металла сжимающих напряжений и увеличение скорости выделения по границам зерен р-фазы. [c.83]

Некоторыми авторами делалась попытка установить, в какой степени влияет двуокись углерода на коррозионное растрескивание магниевых сплавов в этих условиях. Перриман [143] установил, что пропускание двуокиси углерода через воду приводит к замедлению коррозионного растрескивания сплава типа МАЗ Перриман связывает это с образованием на поверхности металла белой пленки продуктов коррозии Mg Oз ЗН9О4, препятствующей доступу агрессивной среды к поверхности. [c.112]

Существенное значение локализации коррозии для увеличения скорости коррозионного растрескивания металла иллюстрируют также данные Павлова и Масловой [37], которые показывают, что образцы в виде колец из анодированного сплава Д16Т при погружении в 3%-ный раствор хлористого натрия при 70° растрескивались более интенсивно, чем неанодированные за 60 суток ни один из неанодированных образцов не разрушился, а из 10 анодированных все разрушились за время от 6 до 20 суток. [c.138]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология