Анодная поляризация и коррозионное растрескивание

Аустенитные стали после холодной деформации с большим обжатием могут в дополнение к коррозионному растрескиванию подвергаться также водородному растрескиванию. Применение как анодной, так и катодной поляризации сокращает время до разрушения такого материала. Особо высокопрочные стали очень склонны к охрупчиванию, и их следует с особой осторожностью сваривать и подвергать другим видам обработки. Некоторые стали такого типа при нагружении разрушаются даже в обычной влажной атмосфере. Такие способы защиты, как гальванопокрытия, бывают вредными, так как могут способствовать внедрению водорода. Во всех случаях следует принимать особые меры предосторожности, например фосфатирование должно быть ускоренным. Одной замечательной осо нностью водородного охрупчивания является возможность обнаружения его только при малых скоростях деформации, а стандартные испытания образцов с надрезом неспособны указать на этот эффект охрупчивания. Так как водород в решетке, по-видимому, диффундирует в деформированную зону у острия трещины, высокая скорость деформации не обеспечивает необходимого времени для такого перемещения водорода. [c.192]

Защиту от коррозионного растрескивания может оказать небольшая катодная поляризация, однако при ее увеличении время до растрескивания уменьшается, что связано с водородным охрупчиванием стали. В некоторых случаях для предотвращения коррозионного растрескивания применяют анодную защиту. При анодной поляризации стали, находящиеся в пассивном состоянии, более устойчивы к коррозионному растрескиванию. [c.16]

При коррозионном растрескивании под напряжением в слабо кислых средах, которое вызывается выделяющимся водородом, электрохимическая защита в общем случае не может дать эффекта [2]. Для пояснения этого на рис. 2.20 представлены кривые срок службы — потенциал для углеродистой стали в среде, содержащей сероводород [75]. При pH = 4 стойкость при катодной поляризации действительно заметно повышается (в некотором узком диапазоне потенциалов в результате образования поверхностного слоя Ре5). Однако для длительного защитного действия этот эффект не может быть использован. По результатам измерений видно также, что по мере снижения потенциала, стойкость (по времени до разрушения) уменьшается. Анодная защита от коррозионного растрескивания под напряжением, вызываемого водородом, теоретически возможна, но нерациональна, поскольку при этом усилится равномерная поверхностная коррозия. Коррозионное растрескивание под напряжением под влиянием водорода в углеродистых и низколегированных сталях обычно может развиваться только в присутствии стимуляторов, которые не допускают рекомбинации выделившихся на катоде атомов водорода в молекулы На, вследствие чего в структуру материала может внедриться (диффундировать) повышенное количество водорода (см. рис. 2.1). К числу таких стимуляторов могут быть отнесены, например, гидриды элементов 5 и 6 групп Пери- [c.75]

При исследовании было установлено, что катодная и анодная поляризация могут резко уменьшить время до разрушения. Так, при плотности тока 1 мА/см анодная поляризация снижает это время в 12 раз, катодная — в 57 раз, а при плотности тока 15 мА/см анодная — в 17 раз, катодная — в 1700 раз. Такое резкое снижение прочности при катодной поляризации указывает на водород- ную проницаемость адсорбированной пленки ингибитора и наводороживание образца. Действие анодной поляризации, по-видимому, связано с катионным типом ингибитора КПИ-1. При стационарном потенциале этот ингибитор эффек-1 тивно защищает металл от коррозии и, значительно повышая перенапряжение ) водорода, одновременно предохраняет металл от наводороживания. Поэтому для изучения коррозионного растрескивания на различных уровнях нагружения (статической коррозионной усталости) был выбран ингибитор КПИ-1, как наиболее эффективный из указанных выше. [c.163]

Анодная поляризация и коррозионное растрескивание [c.127]

Данные о влиянии анодной поляризации на коррозионное растрескивание напряженных образцов металла пока очень ограничены. Описываются испытания [165] серии напряженных до [c.127]

На основании приведенных результатов можно высказать предположение о применимости анодной защиты или метода катодных протекторов также и для защиты от коррозионного растрескивания. Их эффективное действие для этого случая, очевидно, будет проявляться лишь тогда, когда, с одной стороны, коррозионное растрескивание вызвано именно процессом наводороживания металла, а не другими причинами, и, с другой стороны, когда анодная поляризация в данных условиях может обеспечить перевод защищаемого металла в пассивное состояние. [c.165]

Коррозионное растрескивание под напряжением, для которого по меньшей мере частично процесс развития трещин основан на анодном растворении, может быть предотвращено катодной защитой. В противоположность этому водородное растрескивание вызывается катодной поляризацией, так как она способствует образованию водорода. Это. различие позволяет распознавать упомянутые механизмы. [c.191]

Не всегда просто отличить коррозионное растрескивание от водородного охрупчивания, в особенности в ферритных и аустенитных материалах. Как уже объяснялось, катодная поляризация должна бы обеспечить явное отличие, однако и при этом результаты ае всегда убедительны. Как фрактографические исследования, так и зависимость скорости развития трещин от потенциала показывают, что даже при анодной поляризации высокопрочные стали разрушаются вследствие водородного охрупчивания. Так, например, в мартенситных сталях, погруженных в воду, нагретую до высоких температур, могут развиваться в соответствии с электрохи- [c.192]

Эффективным методом борьбы с коррозионным растрескиванием является для некоторых случаев создание в поверхностном слое сжимающих напряжений вместо растягивающих, например, при обкатке поверхности латуни роликами или при наклепе стальной дробью. Катодная поляризация, протекторная защита или анодные покрытия, например, цинкование также хорошо защищают латунные изделия от коррозионного растрескивания. В некоторых, наиболее ответственных случаях, например, для радиаторных трубок авиационных двигателей переходят на сплавы с повышенным содержанием Си типа томпака или даже на сплавы меди с 1 % Мп, не подверженные коррозионному растрескиванию. [c.286]

Таких же результатов, как и при введении добавок, ускоряющих коррозионный процесс, можно достигнуть, применяя при ускоренных испытаниях сплавов анодную поляризацию от внещнего источника тока, приводящую к смещению стационарного потенциала в положительную сторону. Если образец склонен к коррозионному растрескиванию, то растворение должно концентрироваться в трещинах, а если склонности к коррозионному растрескиванию нет, то коррозия будет протекать по всей поверхности образца. [c.280]

Исследованиям. Н, Фокина, В. А. Тимонина, В. Ю. Васильева, С. Ш. Подольской показали, что коррозионное растрескивание металлов в нейтральных электролитах, по крайней мере в начальных стадиях, является следствием локального анодного активирования поверхности и ускоряется анодной поляризацией и полностью тормозится катодной поляризацией, причем с уменьшением кислотности среды расширяется область потенциалов, при которых возможно коррозионное растрескивание по этому механизму. Особо эффективно способствуют коррозионному растрескиванию металлов ионы СГ и 5СЫ . [c.335]

На склонность к коррозионному растрескиванию влияет состав стали. Эта склонность может быть уменьшена путем создания электрохимической защиты, при которой сталь становится анодом, а выделение водорода происходит на вспомогательном катодно-поляризуемом электроде. Продолжительность жизни стали может быть увеличена за счет свинцевания. Этому способствуют электрохимические процессы, которые происходят на поверхности стали, покрытой свинцом или соединениями свинца, образующимися при выдержке освинцованной стали в кислых растворах сероводорода. Установлено, что для достижения желаемого эффекта достаточно 80% поверхности подвергнуть свинцеванию. Потенциал покрытия более благороден, чем потенциал незащищенной поверхности стали, вследствие чего ток идет от стали к покрытию на покрытии выделяется водород, и происходит анодная поляризация стали. Создающее анодную защиту свинцевание повышает прочность стали на 10—20%- [c.127]

Вредное влияние меди, железа, никеля сказывается также, если они находятся в виде ионов в водном растворе, вследствие их катодного осаждения на алюминии. Поэтому в замкнутых полиметаллических системах, в которых циркулируют водные растворы, наблюдается усиление скорости коррозии алюминия и его сплавов, даже если они не находятся в электрическом контакте с элементами из меди. При определенных условиях они склонны к специфическим видам коррозионного разрушения — питтингу, межкристаллитной коррозии, растрескиванию, расслаиванию. Склонность алюминиевого сплава к питтипгообразованию определяется разностью между потенциалом активирования п.т и стационарным потенциалом E . Чем больше эта разность, тем больше стойкость сплава к питтингообразованию и меньше вероятность, что незначительные изменения условий эксплуатации (анодная поляризация сплава за счет неодинакового распределения кислорода, попадание окислителя и др.) выведут сплав из пассивного состояния. [c.55]

Коррозионное растрескивание и коррозионная усталость характеризуются развитием на металле коррозионных трещин в результате одновременного воздействия коррозионного процесса и растягивающих напряжений на одни и те же участки поверхности металла. Рядом исследователей установлено, что меха-,низм развития коррозионной трещины является электрохимическим и что катодная поляризация или анодные покрытия (например, покрытие стали цинком) могут сильно затормозить процесс коррозионной усталости. Аналогично влияет устранение активных деполяризаторов, например кислорода, из коррозионной среды. [c.41]

В образцах урана [5] и различных сплавов, закаленных от температуры устойчивости у-фазы, наблюдалось механическое разрушение, связанное, возможно, с коррозионным растрескиванием (которое не следует смешивать с эффектом водорода в акте анодного растворения). Такое разрушение усиливается (по крайней мере, для сплавов) под действием хлор-ионов [6], а катодная поляризация оказывает ингибирующее влияние [7]. При высоких температурах единственными стойкими металлическими материа- [c.212]

Если растрескивание обусловлено предварительно существующими активными участками, то межкристаллитная коррозия наблюдается на ненапряженных образцах, по-крайней мере на ранних стадиях выдержки в растворе до образования на них защитной, окисной пленки. Металлографические исследования образцов полированной стали выявили наличие поражений по границам зерен после погружения их на некоторое время в коррозионную среду, вызывающую коррозионное растрескивание нагруженных образцов (см. раздел 5.2). Несмотря на то, что такая коррозия по границам зерен не распространяется на большую глубину в отсутствие напряжений, с помощью анодной поляризации малоуглеродистую сталь в кипящем нитратном растворе можно полностью разрушить за счет межкристаллитной коррозии. [c.231]

Для проверки применимости электрохимической теории коррозионного растрескивания был поставлен специальный эксперимент. Он заключался в измерении критического потенциала инициирования КРН нержавеющей стали 18-8 в кипящем при 130 °С растворе хлорида магния с добавками и без добавок ингибирующих анионов [22]. Анодная поляризация тем скорее вызывает растрескивание, чем положительнее потенциал катодная поляризация, наоборот, увеличивает время до растрескивания. При потенциале ниже критического значения —0,145 В сплав становится практически устойчив (рис. 7.5, а). Добавление различных солей (например, СНдСООНа) к раствору Mg l2 повышает критический потенциал. Когда критический потенциал становится положительнее потенциала коррозии, КРН прекращается (рис. 7.5, Ь). Следовательно, если критический потенциал равен потенциалу анода разомкнутой цепи, характеризующему катодную защиту, при которой скорость коррозии равна нулю (см. разд. 4.10), потенциал коррозии не может быть ниже критического. Однако, ввиду того что критический потенциал может быть и ниже, и выше потенциала коррозии, он должен иметь другое объяснение. [c.140]

Коррозионное растрескивание под напряжением нержавеющей стали типа 304, которое наблюдается при комнатной температуре в растворе 5/л H2SO4 + + 0,5/п НС1, предотвращается анодной поляризацией стали до потенциала 0,7 В 132а], См. также [64] к гл. 18 и сноску на с. 322. — Примеч. авт. [c.229]

В случае систем, изображенных на рис. 2.17,6 для принятия решения о выборе типа защиты нужно учесть уровень защитного тока, распределение тока по формуле (2.44), вторичные продукты электролиза и эксплуатационную надежность в связи с характером поляриза-цгюнных кривых по рис. 2.14. Для пояснения на рис. 2.18 показано относительное положение нестационарных и квазистационарных кривых 1(1 ) по отношению к критическому диапазону потенциалов для коррозионного растрескивания под напряжением. Очевидно, что нестационарные измерения кривых 1(1]) ведут к ошибочным выводам и что г.виду меньшего расстояния между областью защиты и стационарным потенциалом, меньшей плотности защитного тока и большего сопротивления поляризации более выгодна анодная защита [69]. [c.73]

Поскольку коррозионное растрескивание, так же как и питтинговая коррозия, является ло своей природе электрохимическим процессом, развивающимся в результате депассивации части металлической поверхности, стойкость металла к данному виду разрушения определяется прежде всего стабильностью возникающей на нем пассивирующей пленки [152,153] и может регулироваться эа счет регулирования электродного потенциала металла. В настоящее время хорошо известно, что наложение катодной поляризации затрудняет, а анодной - облегчает развитие коррозионного растрескивания. Так, например, катодная поляризация аустенитной нержавеющей стали в кипящем растворе Mg l2 током 3 10"5 а/см обеспечило защиту ее от растрескивания на протяжении всего опыта, длившегося 24 ч [154]. Показано также [ 155], что полную защиту стали 18/9 в кипящем 42%-ном растворе Mg l2 удается обеспечить катодной поляризацией ее током 1,5 10-4 а/см2. [c.35]

В работе [143] приведены результаты исследования коррозионного растрескивания стали 4340 с пределом текучести 1380 МПа в условиях анодной и катодной поляризации в 3,5 % -ном растворе Na l. Растрескивание происходило при обоих BHAax поляризации. Продолжительность экспозиции до начала разрушения возрастала при катодной поляризации, уменьшалась при более отрицательных потенциалах. Для объяснения наблюдавшихся результатов рассмотрены процессы, связанные с выделением водорода. [c.179]

В щелочных растворах углеродистая сталь легко пассивируется анодной поляризацией в широком интервале концентраций и температур. Поверхностная пленка обычно состоит из магнетита (Рез04) при низких потенциалах в области устойчивой пассивности и геманита (РедОз) при более высоких потенциалах. Как уже сообщалось в первой главе, использование анодной защиты прежде всего направлено на предотвращение коррозионного растрескивания. Плотности защитных токов обычно велики, и анодная защита в чистых щелочах не дает большого эффекта. Так, используя анодную защиту, можно уменьшить скорость коррозии углеродистой стали в 33%-ном растворе NaOH при 100°С с 0,7 до 0,5 мм/год [98]. [c.69]

Исходя из рассмотренной коррозионной диаграммы, следует, что возможны следующие электрохимические методы оценки склонности металла к коррозионному растрескиванию 1) по разнице потенциалов выхода из псевдопассивной ф2—ф1 (см. рис. 30,/) и пассивной ф5—ф4 [III) областей, определецных по поляризационным кривым, снятым на реальном металле 2) по разнице потенциалов для деформированного и недеформированного образцов при поляризации их анодным током 2. (для области I) или ц (для области III) 3) но разнице скоростей анодного процесса, при выдержке деформированного и недеформированного образцов при постоянном потенциале в области I или III. [c.71]

В разд. 2.4 восстановление ионов водорода описано как одна из основных катодных реакций, кото происходит при коррозии металлов в водных растворах. Шкясольку выделения водорода следует ожвдать при катодной полафйзации металла, то иногда трудно себе представить, что такая реакция возможна в условиях анодной поляризации тйл не менее подобные наблюдения — ч,астое явление при локализованных коррозионных процессах, которые рассматривались в этой главе питтинге, коррозионном растрескивании, коррозионной усталости. Подобные местные катоды мб возникнуть вследствие разности потенциалов, существующих менс поверхностью образца и внутренним элементом, доступ к которому затруднен,. Это, также часто связано с пассивными металлами. В о их случаях большую роль играют также наблюдаемые изменения pH (часто, яо не всегда в сторону подкисления). [c.208]

Мп 0,41 51 0,3 Мо 0,3 Си) подвергалась коррозии под. напряжением в концентрированном кипящем растворе Mg l2 (среда, обычно применяемая при изучении коррозионного растрескивания нержавеющих сталей) как в исходном состоянии,, так и после холодной прокатки с промежуточными отжигами с целью создания различной степени деформации (от 7 до 73% уменьшения начальной толщины листа). С увеличением степени деформации сплав, как показал рентгеноструктурный анализ, постепенно превращался из аустенита в феррит. Как видно из. рнс. 3.11, при отсутствии внешне приложенного тока время дО разрушения образца, нагруженного ниже предела пластичности,, сокращается с увеличением степени деформации. Слабая анодная поляризация (Да = 0,1 мА/см ) заметно сокращает время до разрушения вследствие стимулирования работы анодных участков коррозионных локальных микроэлементов. Катодная поляризация, наоборот, увеличивает стойкость образцов в растворе М С1г, так как подавляет работу микропар. [c.126]

В кипящем растворе СаС12 при анодной поляризации в пассивной зоне, в области потенциалов от —125 до —50 мв наблюдается склонность к коррозионному растрескиванию хромоникеле- [c.47]

Исследуя механизм коррозионного растрескивания, В. А. Ма-ричев [454] показал, что для титановых сплавов характерно сочетание двух принципиально различных механизмов субкритиче-ского роста трещин. Один обусловливает рост трещин при взаимодействии с коррозионной средой (в большинстве случаев — локальное анодное растворение). При этом рост трещин может быть резко замедлен или полностью остановлен катодной поляризацией. Возможен внутренний механизм субкритического роста трещин в титановых сплавах без коррозионной среды, когда охрупчивание обусловливает, например, водород, попавший в металл в процессе его изготовления. [c.177]

Подвергаются коррозионному растрескиванию также титановые, никелевые и некоторые другие сплавы. Данный процесс имеет электрохимическую природу, поэтому катодная и анодная поляризация влияет на время до растрескивания сплавов при коррозпи под напряжением. Катодная поляризация может предотвращать коррозионное растрескивание магниевых, алюминиевых сплавов, нержавеющих, низколегированных углеродистых сталей и др. Время до разрушения при коррозии под напряжением сложным образом зависит от навязан кого электродного потенциала. [c.94]

Помимо наличия дифференциации вритических потенциалов анодной активации напряженной и ненапряженной стали, для реализации коррозионного растрескивания должно выполняться также условие хотя бы минимального перекрытия (равенства) потенциала коррозии и критического потенциала анодной активации напряженной стали. Однако при испытаниях в условиях анодной поляризации достижение критического потенциала анодной активации, очевидно, не будет являться лимитирующей стадией коррозионного растрескивания. [c.13]

Измерения энергии активации коррозионного растрескивания под напряжением сталей Н-И (38 кДж/г-атом [19]) и А1514340 (36 кДж/г-атом [20]) в воде и влажном воздухе позволяют предположить, что скорость растрескивания в этих сплавах лимитируется диффузией водорода, так как приведенные значения энергий активации близки к значению 39 кДж/г-атом, полученному при диффузии водорода через мембраны из А181 4340 [21]. Энергию активации коррозионного растрескивания мартенситно-стареющих сталей определить не удалось. В условиях анодной поляризации не поддавались определению энергии активации растрескивания всех сталей. [c.45]

НИЙ. В этих условиях может происходить растворение и, следовательно, распространение трещины. Поэтому область потенциалов, внутри которой может происходить растрескивание, как предполагают, должна совпадать с областью потенциалов, в пределах которой образуются растворимые соединения. Потенциодинамические анодные кривые могут быть использованы для определения области, в которой образуются на аноде растворимые продукты (определяют по показаниям высокой анодной активности). При относительно высоких скоростях сдвига потенциала вторичные реакции, приводящие к образованию нерастворимых веществ, могут способствовать до некоторой степени пассивации и тогда интерпретация потенциодинамических поляризационных кривых становится довольно сложной. В экспериментах с деформируемыми электродами, в которых образец после потенцио-статической поляризации продолжительностью, достаточной для образования иа сплаве защитной пленки и для достижения равновесного значения тока, подвергается очень быстрой пластической деформации, обпаруживается область потенциалов, в пределах которой может наблюдаться высокая анодная активность. На рис. 5.22 приведены результаты некоторых таких измерений. Наблюдается достаточное соответствие между областью потенциалов, в которой происходит коррозионное растрескивание, и областью потенциалов с высокой анодной активностью. [c.248]

ГН/м ) наблюдается в большинстве сред [3, 36, 37], включая влажный НгЗ, аэрированные растворы Na l, Каг304 и NaNOs, растворы аммиака, морскую и промышленную атмосферу. В течение многих лет было широко распространено мнение о том, что водородное охрупчивание вызывает коррозионное растрескивание высокопрочных сталей, экспонированных во влажном НгЗ или некоторых кислых средах, но механизм растрескивания в других средах был менее ясен. Фелпс [36], исходя из этого, отметил, что зависимость электрохимической поляризации от времени до разрушения может являться критерием того, происходит ли растрескивание за счет водородного охрупчивания или за счет раствореиия активных участков. В результате, если коррозионное растрескивание вызвано локализованной коррозией вдоль активных участков, имеющихся в стали, то наложение катодного тока должно подавить коррозионную реакцию и привести к существенному увеличению времени до разрушения. Наоборот, наложение анодного тока должно повысить скорость коррозии. Если же причиной коррозионного растрескивания является водород, выделяющийся в процессе общей коррозии, то наложение катодного тока должно привести к выделению еще большего количества водорода и соответственно уменьшить время до разрушения. Наложение анодного тока должно уменьшить выделение водорода и, следовательно, увеличить время до разрушения. На рис. 5.32 представлены различные типы кривых время до растрескивания — поляризация, где на основании описанных выше представлений указаны области, в которых разрушение происходит за счет или водородного охрупчивания, или коррозии активных участков. [c.269]

Катодная поляризация от внешнего источника тока способствует прекращению коррозионного растрескивания, причем значение требуемой плотности тока увеличивается при понижении содержания воды. Анодная поляризация ускоряет коррозионное растрескивание, и наблюдае я линейная зависимость между скоростью процесса и потенциалом вплоть до потенциала питтин-гообразования [1]. Выдержка напряженных образцов в агрессивных метанольных средах с последующим испытанием под нагрузкой на воздухе приводит к транскристаллитному растрескиванию, имеющему все признаки коррозионного растрескивания. Это указывает на то, что некоторые специфические компоненты абсорбируются из коррозионной среды, и объясняется абсорбцией водорода, как это обычно бывает в водных средах [22]. Хотя механизм рас- [c.276]

В смесях НаСНКгСг04 скорость растрескивания зависит как от абсолютной концентрации каждого отдельного вещества, так и от соотношения их концентраций. Установлено, что в растворах KHFj также наблюдается коррозионное растрескивание. Проведено мало исследований по действию этого-электролита, но, поскольку ионы F являются ингибиторами коррозии магния, то в какой-то мере можно объяснить их влияние на растрескивание с помощью применения электрохимических представлений о разрушении защитной пленки и кинетике ее восстановления. Соответственно растрескивание не имеет места в растворах фторидов при концентрациях выше определенной предельной величины. В растворах, не содержащих фториды, возникновение коррозионного растрескивания подавляется при значениях рН>Ю,2 [42]. Последнее, вероятно, также связано с облегчением образования пленки которое имеет место в сильно щелочных растворах на поверхности магния. В условиях анодной поляризации или без нее на ненапряженных образцах для всех состояний термообработки наблюдается только образование питтингов в средах, в которых происходит растрескивание напряженных образцов. [c.278]