Межкристаллитная коррозия в металлах и сплавах

Рис. 1.4.1. Виды коррозионных повреждений металлов и сплавов а-в) общая коррозия а) равномерная коррозия, б) нepaвнoмqзнaя коррозия, в) избирательная коррозия г-м) местная коррозия г) коррозия пятнами, д) язвенная коррозия, е) питтинговая коррозия, ж) сквозная коррозия, з) нитевидная коррозия, и) лодповерхностная коррозия, к) межкристаллитная коррозия, л) ножевая коррозия,

Наиболее опасными видами коррозии алюминиевых сплавов являются межкристаллитная коррозия и коррозионное растрескивание. Более высокой стойкостью обладают сплавы, не содержащие в своем составе медь. Промышленный алюминий марок АД и АД1, сплавы с марганцем АМц, сплавы с магнием АМг2, АМгЗ обладают высокой коррозионной стойкостью и могут применяться в морских и тропических условиях. Методы производства полуфабрикатов не оказывают влияния на их коррозионную стойкость. Сварные соединения из этих сплавов по коррозионным свойствам близки к основному металлу. [c.74]

Алюминий подвержен следующим видам коррозии равномерной, сквозной, межкристаллитной (особенно в сплавах А1 — Си), коррозионной усталости (при нагрузке в коррозионной среде), послойной (в сплавах с медью и магнием) и контактной (в контакте с более благородными металлами при наличии агрессивной среды). [c.14]

Опытные данные о коррозии ряда металлов и сплавов, в том числе и на железной основе, указывают на то, что величина зерна мало влияет на скорость коррозии. Исключение составляют случаи, когда на границе зерен металла условия таковы, что коррозия может приобрести межкристаллитный характер. Увеличение размеров зерна в этих случаях приводит к увеличению скорости межкристаллитной коррозии общая протяженность границ у крупнозернистого металла меньше, чем у мелкозернистого, [c.332]

На склонность алюминия и его сплавов к межкристаллитному разрушению особенно влияют примесные элементы и сегрегации в зоне границ кристаллитов сплава [32, с. 187]. Так, небольшие добавки меди заметно повышают межкристаллитную коррозию алюминиевых сплавов. Вероятность межкристаллит-ного разрушения можно понизить соблюдением правильной технологии производства металла и выбором правильного режима термической обработки. [c.54]

Избирательная коррозия характерна для сплавов и заключается в разрушении одного из компонентов сплава. Например, при такой коррозии латуни цинк переходит в раствор и происходит обесцинкование сплава. При межкристаллитной коррозии металл [c.359]

Избирательная коррозия характерна для сплавов и заключается в разрушении одного из компонентов сплава. Например, при такой коррозии латуни цинк переходит в раствор и происходит обеднение цинка в сплаве. При межкристаллитной коррозии металл разрушается по границам кристаллов, и разрушение быстро проникает в глубь металла, что приводит к резкому снижению его механической прочности, поэтому разрушение детали может наступить внезапно, без каких-либо изменений ее внешнего вида. При транскристаллитной коррозии разрушение происходит по телу кристаллитов. Коррозионное растрескивание вызывается одновременным воздействием коррозионной среды и внешних или внутренних механических напряжений растяжения и сопровождается образованием меж-кристаллитных или транскристаллитных трещин. Оно часто наблюдается в сварном шве и в околошовной зоне, а также при обработке металла, вызывающей внутренние напряжения. [c.281]

Никель и некоторые из его сплавов, подобно большинству других металлов и сплавов, в определенных условиях могут подвергаться межкристаллитной коррозии. На практике межкристаллитная коррозия никелевых сплавов обычно встречается вокруг сварных соединений и бывает результатом влияния самого процесса сварки на структуру материала в этих областях. Сплавы, подвергающиеся другим столь ж неблагоприятным термообработкам, также склонны к этому виду коррозии. Составы большинства промышленных никелевых сплавов тщательно контролируются с тем, чтобы свести к минимуму вероятность возникновения межкристаллитной коррозии в сварных изделиях в процессе эксплуатации. [c.145]

Межкристаллитная коррозия, вызывающая разрушение металла по границам кристаллитов, приводит к резкому снижению механических свойств металла — прочности и пластичности. Межкристаллитной коррозии подвержены многие сплавы коррозионностойкие высокохромистые и хромоникелевые стали, мед- [c.162]

Изложены закономерности учения о коррозии металлов и основы технологии противокоррозионной защиты. Рассмотрены биогенная и почвенная коррозия, высокотемпературное окисление металлов, питтинговая и межкристаллитная коррозия, коррозионное растрескивание, влияние радиации и блуждающих токов. Охарактеризована стойкость основных групп металлических конструкционных материалов, в том числе новых сплавов, используемых в химической, атомной, энергетической и других отраслях промышленности. [c.4]

Для аустенитных сплавов интервал сенсибилизирующих температур составляет 400—850 °С. Степень склонности к межкристаллитной коррозии после такого нагрева зависит от времени нагрева. Несколько минут нагрева при температурах вблизи 750 °С эквивалентны нескольким часам при более низких (или еще более высоких) температурах (рис. 18.1) [13, 14]. К межкристаллитной коррозии приводят медленное охлаждение сплава с прохождением области сенсибилизирующих температур, а также длительные сварочные работы. При быстром охлаждении этого не происходит. Следовательно, аустенитные нержавеющие стали нужно закаливать от высоких температур, и это, как правило, выполняется. Точечная сварка, при которой металл быстро нагревается в результате кратковременного протекания электрического тока и затем быстро охлаждается, не вызывает сенсибилизации. В то же время электродуговая сварка может предста- [c.303]

Чистый алюминий мягок и непрочен. Легируют его в основном для повышения прочности. Для того чтобы можно было воспользоваться высокой коррозионной стойкостью чистого алюминия, высокопрочные сплавы покрывают слоем чистого алюминия или более коррозионностойкого сплава (например, сплава Мп—А1 с 1 % Мп), который более электроотрицателен в ряду напряжений, чем основной металл. Наружный слой называют плакирующим, а сам двухслойный металл — алькледом. Плакирующий металл катодно защищает основу, выполняя функцию протекторного покрытия. Его действие аналогично действию цинкового покрытия на стали. Помимо катодной защиты от питтинга покрытие из менее благородного металла защищает также от межкристаллитной коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением (КРН). Это особенно важно, когда основной высокопрочный сплав приобретает склонность к этим видам коррозии в процессе производства или при случайном нагреве до высокой температуры. [c.342]

Основным легирующим элементом, повышающим стойкость металла к коррозии, является хром. При нормальных условиях его присутствие придает металлу стойкость к коррозии от влаги. При повышенных температурах хром придает металлу стойкость к коррозии, вызываемой газовыми агрессивными потоками. Она имеет место в трубах печей, реакторах, теплообменниках нагрева сырья со стороны газопродуктового потока. С ростом содержания хрома стойкость к коррозии увеличивается особой стойкостью обладают хромоникелевые сплавы. Из других добавок очень хорошо проявляет себя молибден. Однако характерным недостатком хромоникелевых сплавов является их склонность к межкристаллит-ной коррозии, при которой процесс разрушения развивается не на поверхности, а по границам кристаллов. Теория это объясняет образованием карбидов хрома при длительном нафевании сплавов выше 350°С. При этом участки, прилегающие к границам зерен или кристаллов, обедняются хромом и теряют свою коррозионную стойкость. Наиболее уязвимы для межкристаллитной коррозии сварные швы. [c.169]

Образование вздутий и раковин в результате межкристаллитной коррозии объясняется тем, что при повышенных температурах и давлении из молекулы водорода образуется атомарный водород (протон Н ) который способен проникать в кристаллы металла и вступать в соединения с цементитом РеС, упрочняющей составляющей стали. Происходит реакция РеС+2Н, Ре СН . Источником образования атомарного водорода является сероводород, реагирующий с железом по уравнению Ре + Н,5 = Ре5 + 2Н. Этот процесс активизируется при температуре выше 260 С. Образовавшийся за счет реакции с цементитом метан усиливает внутреннее напряжение, приводящее к образованию вздутий, разрывов и растрескиванию металла по фаницам зерен сплава. [c.170]

При межкристаллитной коррозии (М-КК) скорость растворения сплава (металла) по границам зерен значительно превышает скорость растворения самого зерна. [c.36]

Структура металлов, имеющая особенно важное значение в многофазных сплавах, т. е. в сплавах, фазы которых являются электрохимически гетерогенными, определяется не только химическим составом, но и термической обработкой. Например, нарушение режима термообработки коррозионно-стойких сталей является одной из причин межкристаллитной коррозии. Границы зерен в сталях обогащаются примесями или элементами сплава, химически и электрохимически отличными от зерен металла. Увеличение их концентрации по границам зерен является причиной коррозии. [c.19]

Многие алюминиевые сплавы (особенно содержащие медь, цинк и магний) менее устойчивы к действию коррозии, чем чистый алюминий. Кроме того, они подвержены таким особым видам коррозии, как растрескивание под действием внутренних напряжений и межкристаллитная коррозия. Но поскольку эти сплавы часто являются катодными (имеют более положительный потенциал по отношению к чистому алюминию), то они могут получить защитное действие при нанесении покрытия из чистого металла. Комбинированное покрытие также обладает большей природной коррозионной стойкостью, чем покрытие из чистого алюминия, сохраняя большую механическую прочность основного сплава. Как плакировка, так и напыление покрытия этого типа обеспечивают долгий срок службы деталей из алюминиевых сплавов, подвергаемых атмосферным воздействиям или эксплуатируемых в питьевой воде. [c.109]

Жидкие металлы способны растворять металл, из которого изготовлена аппаратура, и переносить компоненты сплава из горячих зон Б холодные. В такой среде осуществляется химическое взаимодействие между жидким и твердым материалом, в результате которого образуются химические соединения — окислы, нитриды, карбиды и интерметаллические соединения жидкий металл диффундирует в поверхностные слои твердого тела, образуя новый сплав или соединения. Скорость растворения основного металла определяется скоростью отдельных стадий этого процесса, в том числе и скоростью растворения металла в горячих зонах и его отложения в холодных. Скорость коррозии зависит также от температуры, давления и скорости циркуляции жидкого металла. Иногда наблюдается избирательное растворение в жидком металле одного или двух компонентов сплава, сопровождаемое образованием язв или появлением межкристаллитной коррозии. Присутствие в жидком металле окислов и нитридов, полученных при соприкосновении его с воздухом или другими веществами, оказывает отрицательное влияние на коррозионную устойчивость металлической конструкции. [c.89]

Методы ускоренных испытаний на межкристаллитную коррозию ГОСТ 17332—71 ЕСЗКС. Металлы, сплавы, покрытия метал- [c.236]

В конструкциях, где требуется предельно высокая выносливость или где требуется высокая вязкость, часто используются сплавы серии 2000, такие как 2024-ТЗ и 2014-ТЗ. Для большинства конструкций эти сплавы используются в плакированном состоянии, чтобы предотвратить общую и расслаивающую коррозию. Нельзя забывать, что сопротивление КР и расслаивающей коррозии сплава 2024-ТЗ быстро уменьшается во время первых стадий нагревов (см. рис. 96, 97, 99 и 113), достигая минимума коррозионной стойкости. Последующий нагрев увеличивает сопротивление различным видам коррозии. Таким образом, нужно проявлять осторожность в процессе обработки металла или его использования, следя за тем, чтобы время нагревов не превышало уровня, при котором сплав 2024 становится максимально чувствительным к межкристаллитной коррозии. Слишком медленная скорость охлаждения при закалке может также увеличивать чувствитель- [c.299]

В Швеции было исследовано коррозионное поведение 17 различных сплавов, применяемых в трубчатых теплообменниках. Испытания проводили в чистой воде Балтийского моря (содержание хлоридов 4 мг/кг) при температуре 50 С и скорости потока от 2 до 5 м/с. Продолжительность экспозиции 15000 ч [240]. В этих условиях абсолютной коррозионной стойкостью обладали титан. Сплав 825 и молибденовые аустенитные нержавеющие стали — эти металлы не корродировали даже в щелях сложной формы. Межкристаллитная коррозия наблюдалась на примыкающих к сварным швам участках ферритных молибденовых нержавеющих сталей, но позже было установлено, что эти образцы перед сваркой случайно подверглись цементации. Алюминиевые и некоторые медные сплавы при использованных скоростях потока подвергались эрозионной коррозии. Сплав 70—30 Си—Ni—Fe сохранял стойкость при скорости воды от 4 до 5 м/с. [c.201]

Положение переходной области на оси потенциалов зависит от многих факторов и, в частности, от ориентации кристаллических граней на поверхности электрода. Поэтому при заданном потенциале могут достигаться условия пассивации одних граней, тогда как другие продолжают активно растворяться. Это играет важную роль в истолковании природы некоторых видов коррозии. Аналогично этому каждая структурная составляющая сплава также характеризуется своей парциальной потенциостатической кривой. На рис. 195 представлены парциальные потенциостатические кривые компонентов нержавеющей стали, содержащей 18% хрома, 8% никеля и не большую примесь углерода. При застывании этой стали по границам зерен выпадают карбиды хрома СгазСя и Сг,Сз, далее следует узкая зона обедненного углеродом раствора и, наконец, среднюю часть зерна образует твердый раствор, в котором содержание компонентов отвечает среднему составу сплава. Если потенциал электрода поддерживается в переходной области, то, как видно из рис. 195, наиболее быстрому растворению подвергается зона обедненного углеродом металла. При потенциалах в области перепассивации происходит более интенсивное растворение карбидов хрома. При этом сталь подвергается межкристаллитной коррозии. [c.366]

Существуют еще два других типа локальной коррозии, часто встречающихся в алюминиевых сплавах — межкристаллитная коррозия и расслаивание. Межкристаллитная коррозия является избирательной коррозией границ зерен (кристаллитов) или тесно примыкающих к ним областей без заметного воздействия на сами зерна или кристаллы. Расслаивание— это слоистая форма коррозии, происходящая вследствие быстрого бокового воздействия вдоль границ зерен или слоистых структур внутри самих зерен, расположенных параллельно поверхности металла. Такое направленное воздействие приводит к расслоению, которое [c.356]

Межкристаллитная коррозия является одним из наиболее опасных видов местной коррозии (рис. 1.4.1, к), приводящей к избирательному разрушению границ зерен, что сопровождается потерей прочности и пластичности металлов и сплавов. Опасность заключается в том, что зачастую изменений во внешнем виде изделий, поврежденных межкристаллитной коррозией, не происходит. Коррозия этого вида наблюдается у многих материалов — хромистых и хромоникелевых нержавеющих сталей, никелевых и алюминиевых сплавов и т. п. [c.80]

Межкристаллитная коррозия дюралюминия (около 4—5% Си 0,5—1,75% Mg, по 0,5% 81, Мп и Ре, ост. А1), согласно работам А. И. Голубева, связана с разрушением образующегося при распаде твердого раствора (в виде более или менее непрерывной цепочки на границах зерен) интерметаллического соединения СцА12 в тех случаях, когда процесс коррозии сопровождается выделением водорода. В этих случаях на включениях СиА12 и зернах твердого раствора не образуется кроющая пленка продуктов коррозии, которая обычно (при кислородной деполяризации) препятствует коррозии включений СиА1з, а следовательно, и развитию межкристаллитной коррозии. Первоначальными очагами выделения водорода и возникновения межкристаллитной коррозии являются, по данным С. Е. Павлова и С. М. Амбарцумяна, межкристаллитные микропоры на поверхности сплава. Поэтому в качестве одного из наиболее эффективных путей борьбы с межкристаллитной коррозией алюминиевых сплавов, содержащих медь, рекомендуется уплотнение структуры металла. [c.420]

В высокохромистых ферритных нержавеющих сталях (после закалки или нормализации с высоких температур) наиболее быстро растворяются в слабоокислительных условиях неравновесные обогащенные железом карбиды хрома, которые выпадают по границам зерен в процессе охлаждения. В дур-алюмине наибольшей скоростью растворения обладает интерметаллид СиАЬ, в то время как обедненный твердый раствор растворяется гораздо медленнее. Возникающие внутренние напряжения во всех случаях будут способствовать активации границ зерен. Внутренние напряжения могут усиливаться вследствие образования продуктов коррозии по границам зерен. Межкристаллитная коррозия гетерогенных сплавов может развиваться и в условиях, когда вся поверхность металла находится в активном состоянии, если имеется большая разница в равновесных потенциалах или поляризуемости структурных составляющих и физически неоднородных участков гетерогенного сплава. Она может медленно развиваться и при пассивнохМ состоянии зер на и границ зерен, если есть значительная разница в их скоростях растворения. [c.57]

Наибольшее практическое значение в настоящее время имеет межкристаллитная коррозия металлов в электролитах, рассмотрению методов изучения которой и будет посвящена настоящая глава. Относительно низкая коррозионная стойкость металлов по границам зерен связывается с повышенной электрохимической неоднородностью в этих районах. Обычно последнее является следствием выделения по границам зерен вторичных фаз, которые могут быть либо эффективными анодами, либо катодами по отношению к близлежащим участкам твердого раствора. Такими фазами, например, при нагреве многих хромистых и хромоникелевых сталей до температуры 450—850° С могут быть хромовожелезные карбиды Сг4(Ре)С, сигма-фаза, обедненный хромом аустенит [109], а при нагреве после закалки до 150° С многих алюминиевых сплавов — металлическое соединение СиАЬ [110]. Разрушение этих материалов имеет наибольшее практическое значение. Однако даже для них еще не разработаны методы определения склонности к межкристаллитной коррозии, полностью удовлетворяющие исследователей и практиков. [c.96]

Механизм межкристаллитной коррозии в разных случаях трактуется по-разному. Межкристаллитная коррозия алюминиевых сплавов, в частности дуралюмина, имеющего в своем составе присадку меди, объясняется следующим образом. При искусственном старении дуралюмина по границам зерен твердого раствора выпадает интерметаллическое соединение СиА12 вследствие диффузии в него меди из зерен соседние с СпА12 участки обедняются ею и практически представляют собой чистый алюминий. Предполагается, что последний является анодом по отношению к телу зерна — твердому раствору и интерметаллическому соединению. Таким образом, за счет растворения чистого алюминия, расположенного около границ зерен, и происходит разрушение металла. Эта точка зрения является общепринятой (см. капитальные труды по коррозии металлов, например, работы Г. В. Акимова [9], Эванса [10] и др. [11]). [c.17]

Лигатур Ы.1Б металлургии черных и цветных металлов титан применяется в качестве раскислителя и деазотизатора, так как он энергично соединяется с кислородом и азотом, образуя соединения, уходящие в шлак.сЛля этой цели используют ферротитан (18—25% Т1), купротитан (5—12% Т1), алютит (40% А1, 22—50% Т1 и до 40% Си). Очистка от кислорода способствует образованию тонкой плотной структуры стали, обладающей повышенными механическими свойствами. Титан связывает и серу, вызывающую красноломкость стали, х/ При введении титана в качестве легирующей добавки в хромо-никелевые нержавеющие стали (до 0,8%) образуются включения карбидов титана, повышающие жаростойкость и уменьшающие склонность к межкристаллитной коррозии при сварке и термической обработке. У Присадка 0,05—0,15% титана к обычной углеродистой стали облагораживает ее и улучшает механические свойства. Введение титана в алюминиево-магниевые сплавы (до 0,6%) улучшает их механические свойства, повышает коррозийную стойкость и устойчивость к окислению при нагревании [II, 35]. [c.242]

Склонность аустенитных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии зависит от содержания в них углерода. Малоуглеродистая сталь (<0,02% С) относительно стойка к коррозии этого типа [151. Азот, обычно присутствующий в промышленных сплавах в количествах, достигающих нескольких сотых процента, не столь сильно способствует разрушениям, как углерод (рис. 18.3) [16]. При высоких температурах (например, при 1050 °С) углерод почти равномерно распределен в сплаве, однако в области температур сенсибилизации (или при несколько более высоких температурах) он быстро диффундирует к границам зерен, где соединяется преимущественно с хромом с образованием карбидов хрома (например, МазСв, в котором М обозначает хром и небольшое количество железа). В результате этого процесса прилегающие к границам зерен участки сплава обедняются хромом. Его содержание может упасть ниже 12 %, которые необходимы для поддержания пассивности. В местах превращений объем сплава меняется, и это изменение объема распространяется от границы зерен на небольшое расстояние в глубь зерна. В результате на протравленной поверхности наблюдается расширение границ зерен. В сплаве, обедненном хромом, образуются активнопассивные элементы с заметной разностью потенциалов. Зерна представляют собой катодные участки большой площади по сравнению с небольшими анодными участками границы зерен. Протекание электрохимических процессов приводит к сильной коррозии вдоль границ зерен и проникновению агрессивной среды в глубь металла. [c.305]

По внешнему виду металл, пораженный межкристаллитной коррозией, не обнаруживает заметных изменений, но теряет металлический звук, а деформация на изгиб приводит к образованию трещин. Поэтому анситиз образцов, вырезаемых для проверки, производится с помощью испытания хромоникелевых сплавов на изгиб для обнаружения признаков межкристаллитной коррозии. [c.170]

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]

Высокой коррозионной стойкостью в атмосферных условиях обладают алюминиевые сплавы. Несмотря на то, что коррозия алюминиевых сплавов, как правило, развивается с образованием питтингов, постоянная смена участков активащ1и и репассиващш на поверхности металла приводит к почти равномерной коррозии. Однако необходимо учесть влияние структурных составляющих, которые могут облегчить возникновение межкристаллитной, расслаивающей коррозии и коррозионного растрескивания. Анодные включения преимущественно растворяются, и если они расположены в виде цепочки по границам зерен, то коррозия [c.12]

Изменение этих величин возможно за счет изменения состава сплава (очистка от примесей, вызывающих по каким-то причинам усиление коррозии, легирование). Уменьи1ение содержания углерода в коррозионностойких сталях приводит к уменьшению возможности выпадения карбидов хрома по границам зерен прн отжиге, что позволяет избежать межкристаллитной коррозии коррозионноотойких сталей [31 ]. Уменьшение концентрации примесей фосфора также приводит к снижению межкристаллитной коррозии коррозионностойких сталей [37]. Наличие примесей в техническом магнии и алюминии, повышающих скорость катодного процесса, приводит к тому, что указанные металлы в морской воде находятся в состоянии пробоя. Очистка металлов от примесей вызывает снижение скорости катодного процесса — магний и алюминий переходят в пассивное состояние [17]. [c.46]

Межкристаллитная коррозия алюминия и его сплавов может распространяться локально на отдельных участках в местах концентрации напряжений. Причиной этого вида коррозии является отложение легирующих элементов по границам зерен. В алюминиевомедных сплавах межкристаллитная коррозия объясняется растворением обедненных медью границ металлов. Склонность алюминиевых сплавов к межкристаллитной коррозии зависит как от состава сплава, так и от термообработки или деформации. Алюминиевые сплавы, легированные магнием, не склонны к межкристаллитной коррозии. Алюминий высокой чистоты не подвергается межкристаллитной коррозии в соляной кислоте. [c.123]

Коррозионная стойкость более легированных магнием сплавов АМг5, АМгб зависит от методов производства полуфабрикатов и условий эксплуатации. Длительные нагревы при температуре 60— 70 °С могут вызвать появление склонности к межкристаллитной коррозии и коррозионному растрескиванию. Коррозионная стойкость обеспечивается строгим контролем технологии производства полуфабрикатов. Сварные соединения этих сплавов равноценны по стойкости основному металлу. Однако нагрев материала выше 100°С после сварки делает сварные соединения склонными к межкристаллитной коррозии. [c.74]

Получение водоотталкивающих и защитных полиорганосилокса-новых покрытий на поверхности металлов связано с трудностью химического связывания кремнийорганического соединения с металлом и потребностью в относительно высокой температуре закрепления покрытий. Покрытия приобретают максимальную, гидрофобность и устойчивость лишь после термообработки при 180—250°С, что не всегда допустимо. Например, для сплавов алюминия опасность появления межкристаллитной коррозии ограничивает допустимые температуры нагрева до 140° С. [c.169]