Коррозия сварных соединений титана

Методом борьбы с ножевой коррозией сварных соединений хромоникелевых сталей является легирование их титаном и ниобием в количествах, превышающих известные соотношения. А. И. Акулов рекомендует следующие соотношения [c.168]

В последние годы было установлено [119, 188, 190], что в сталях, подвергнутых высокотемпературной закалке, а также в околошовной зоне их сварных соединений на границах зерен образуются цепочки карбидов стабилизирующих элементов. Эти результаты в сочетании с изложенными выше данными о коррозионно-электрохимических свойствах карбида титана и карбида ниобия позволяют высказать новую точку зрения на одну из основных причин ножевой коррозии нержавеющих сталей, стабилизированных титаном. Эта точка зрения, в основном, сводится к избирательному растворению расположенных по границам зерен частиц карбида титана и катализирующему влиянию этого процесса на растворение прилегающих участков стали. [c.68]

Итак, стабилизированные стали должны содержать достаточное по отношению к углероду количество карбидобразующего элемента (достаточная стабилизация), который должен связать углерод в специальные карбиды и этим сделать невозможным выпадение карбидов хрома. В этом случае стали ведут себя приблизительно так, как если бы они почти совсем не содержали углерода. Напомним (см. 4.1), что стабилизация стали 1Х18Н9 титаном и ниобием в соответствии с эмпирическими формулами, приведенными выше (табл. 18), в большинстве случаев полностью подавляет склонность к межкристаллитной коррозии того типа, который проявляется у нестабилизированных сталей после сварки (см., например, рис. 31). Изделия, изготовленные с применением сварки из правильно стабилизированных сталей [226, 244], оказываются и без последующего отжига стойкими к межкристаллитной коррозии в зонах, подвергшихся термическому влиянию. Однако, нри более длительных выдержках в условиях критических температур и стабилизированные таким образом стали становятся также в различной мере склонными к межкристаллитной коррозии в зависимости от степени стабилизации. Действительно, ранее было установлено, что растворяющий отжиг при температуре 1150° С уже может оказать влияние на стойкость стали с более низким содержанием титана и ниобия. При этой температуре еще не может произойти значительный рост зерна, поэтому увеличение количества карбидов хрома, выделяющихся но границам зерен в зоне термического влияния сварного соединения, нельзя в этом случае объяснить только уменьшением всей поверхности границ за счет роста зерна. Точно так же гипотеза о значительной поверхностной активности углерода по отношению к хромоникелевому аусте-ниту, основанная на современных представлениях о роли поверхностных слоев кристаллов твердого раствора при термообработке поликристаллических веществ и очень хорошо описывающая распределение углерода в аустените, не объясняет процесс освобождения связанного в специальном карбиде углерода во время растворяющего отжига при высоких температурах. Чтобы в поверхностных слоях аустенитных зерен могла повыситься концентрация углерода, прежде всего должна произойти диссоциация присутствующих в структуре карбидов титана, ниобия или тантала, а для этого углерод и карбидобразующий элемент должны перейти в твердый раствор. Реально ли это с термохимической точки зрения, можно вывести [c.128]

Наилучшим методом сварки нержавеющих сталей, с точки зрения обеспечения коррозионной стойкости сварных соединений, является аргоно-дуговая сварка. Она может осуществляться как вручную, так и автоматически. При сварке аустенитных сталей защитное действие аргона позволяет сохранить в металле шва такие элемента, как титан и ниобий, и обеспечить тем самым надлежащее сопротивление межкристаллитной коррозии. При сварке, как правило, употребляются проволоки, соответствующие по составу свариваемой стали, (табл. 2). Аргоно-дуговая сварка [c.188]

В последнее время обнаружен новый вид локальной коррозии сварных соединений аустенитных нержавеющих сталей, который получил название ножевой коррозии. В узкой зоне, прилегающей к сварному шву, происходит линейное разрушение стали, а основная поверхность при этом характеризуется высокой коррозионной стойкостью и сохраняется в пассивном состоянии. Этот эффект связан с режимом нагрева и охлаждения стали при сварке. Даже нержавеющие стали, стабилизированные титаном или ниобием, склонны к ножевой коррозии. [c.59]

В указанных условиях нержавеющие стали. (основной металл и сварные соединения) не подвержены межкристаллитной и ножевой коррозии. Высокой коррозионной стойкостью в азотной кислоте обладает титан. [c.78]

Характер зависимостей глубина межкристаллитной коррозии — время провоцирующего нагрева, а также соответствующие кривые потенциал—время (рис. 6), построенные для коррозионно-стойких сталей с различным содержанием углерода и титана, указывают на решающую роль хрома как легирующего элемента в коррозионно-стойких аустенитных сталях, а также на-возможность резкой активации коррозионных процессов, вызванной влиянием следующих факторов снижением содержания хрома в твб рдом растворе, ростом концентрации углерода, появлением структурной неоднородности при термических воздействиях. При неблагоприятном сочетании этих факторов коррозионные процессы коррозионно-стойких сталей резко ускоряются, а раз-благораживание потенциала вследствие этого может достигать больших величин, приближающихся к 1,0 В. Сочетание указанных факторов проявляется и в сварных соединениях стали типа 18 Сг=10 N1, вследствие чего существенно снижается их коррозионная стойкость. Процесс распада твердого раствора (аустени-та), вызванный сенсибилизирующим воздействием на сталь опасных температур приводит к появлению и развитию не только межкристаллитной коррозии, но часто и к более сложным процессам. К ним относится ножевая коррозия — наиболее опасный вид коррозионного разрушения сварных соединений хромоникелевых сталей, легированных стабилизирующими элементами (титаном, ниобием). Ножевая коррозия локализуется в узкой околошовной зоне, непосредственно прилегающей к металлу шва и развивается с высокими скоростями, достигающими в окисли- [c.14]

Титан охрупчивается под действием водорода, образующегося в результате электрохимической коррозии или поглощаемого металлом из газовой фазы. С увеличением содержания водорода в свариваемом титане возрастает склонность к образованию холодных трещин в сварных конструкциях. Разрушение в большинстве случаев зарождается вблизи сварного шва в зоне термического влияния, что связано с повышенным содержанием в ней водорода. Холодные трещины в сварных соединениях возникают спустя некоторое время после сварки, причем инкубационный период может длиться несколько месяцев [13]. Из отечественных сплавов наиболее склонны к замедленному разрушению а-сплав ВТ5-1 и псевдо-а-сплавы 0Т4 и 0Т4-1. В литературе [211] указывается, что в напряженных изделиях из титановых сплавов возможно перераспределение водорода в поле упругих напряжений. По этой и другим причинам в сварных соединениях из титана и его сплавов наблюдается образование двух пиков повышенного содержания водорода (в 2— [c.77]

Следует отметить, что мелкая стружка сплава цирконий — титан, содержащего примерно по 50% (по массе) каждого компонента, способна самовоспламеняться на воздухе. Сообщалось, что при сварке циркония с титаном область шва в большей степени подвержена коррозии, чем любой из этих двух металлов в отдельности [62]. Все это означает, что при использовании узлов, содержащих сварные соединения циркония и титана, следует принимать меры предосторожности при обработке таких участков резанием, а коррозионная стойкость швов должна быть проверена путем предварительных испытаний в тех средах, где будет эксплуатироваться данная конструкция. [c.202]

В некоторых случаях титан склонен к межкристаллитной коррозии. Так, наблюдалось межкристаллитное разрушение сварных соединений титана в сернокислом растворе (12—18% серной кислоты), насыщенном сернистым газом с примесями мышьяка, двуокиси селена и окиси железа, — металл шва и зона термического влияния сварного соединения подвергались межкристаллитной коррозии. Межкристаллитное растрескивание титана наблюдалось в красной дымящей азотной кислоте, растворах брома в метиловом спирте и в их парах. Имеются сведения о коррозионном растрескивании титана в расплавленном кадмии, в хлорированных углеводородах, а также в воздушной среде при 260° С, когда на поверхности титана имелись сухие кристаллы хлористого натрия. [c.278]

Характер влияния азотной кислоты на нержавеющую сталь типа 18-8 с титаном в условиях, существующих на одном из химических заводов, описали Хилей и Литтл. Коррозионная стойкость основной части поверхности достаточно хорошая, но вблизи сварных швов может наблюдаться неглубокая бороздка вдоль зоны, находившейся в области температур 600— 750° по зоне же, достигавшей температуры 1300°, может проходить более заостренная расщелина. Стабилизирующий отжиг в течение 2 час. при 880° обычно предотвращает склонность к межкристаллитной коррозии, вызываемую нагревом в интервале температур 600—750°, но такая обработка может увеличить склонность к межкристаллитной коррозии, обусловленную нагревом при 1300°, если только соотношение между содержаниями титана и углерода не повысить до 7 1 более высокое соотношение дает лишь незначительное дальнейшее улучшение стойкости. Даже в случае склонности к межкристаллитной коррозии, причиной которой является нагрев при температуре 600—750°, это отношение должно превышать 4 1, что соответствует теоретической величине, вычисленной на основании предположения, что весь титан, содержащийся в стали, может быть использован на соединение с углеродом и выделение последнего из раствора в виде карбида Ti . Фактически же необходимо учитывать те количества титана, которые расходуются на соединение с азотом [13]. [c.609]

Имеющиеся данные о межкристаллитной коррозии хромистых сталей показывают, что и здесь связывание углерода титаном или ниобием с танталом повышает стойкость сварных соединений к межкристаллитной коррозии. Рекомендуется содержание Т1 8 (%С) [205]. Однако возможность использования стабилизации хромистых сталей ограничена, особенно в случае сильноокислительных сред, в которых они чаще всего применяются. К тому же вполне надежным способом устранения межкристаллитной коррозии хромистых сталей является отжиг в пределах температур от 700 до 800° С продолжительностью около 1 ч или при более низких температурах и большем времени нагрева. [c.171]

Титан, образовывая карбиды Т1С, повышая тем самым стойкость против межкристаллитной коррозии, снижает стойкость против межкристаллитной коррозии, снижает стойкость против общей коррозии в сильноокисленных средах, в частности в кипящей азотной кислоте высоких концентраций, способствуя возникновению ножевой коррозии сварных соединений высокохромистых и хромоникелевых сталей. В этом смысле введение титана в сталь, предназначенную для работы в кипящих азотнокислых растворах, вредно. В то же время титан (а также ниобий и особенно молибден и бор) термозит диффузию некоторых элементов, например никеля, что оказывает положительное влияние на сохранение гомогенности стали. К положительным явлениям надо отнести также увеличение межатомных связей под воздействием титана и ниобия примерно в 3—5 раз (по данным Г. В. Курдюмова и С. В. Бокщтейн) [28, 43]. [c.35]

Явление межкристаллитной коррозии можно наблюдать в кипящих растворах концентрированной азотной кислоты в результате избирательного растворения карбидов титана (при ножевой коррозии сварных соединений стали 12Х18Н10ТВ состоянии после сварки), растворения одновременно карбидов титанами участков, обедненных хромом (при ножевой коррозии сварных соединений этой же стали после дополнительной сенсибилизирующей обработки). Подобным образом коррозия возникает также в кипящей 65%-ной азотной кислоте с добавками плавиковой вследствие растворения карбидов ниобия, а в [c.137]

Коррозия в дымящей HNO3 имеет межкристаллитный характер и повреждает сварные соединения. Коррозия Хромоникелевых сталей 20-10 с молибденом, вольфрамом и стабилизированных титаном (0,034% С, примерно тип AISI 321 или фабр, номер 4541) в гомогенизированном состоянии (980°С с закалкой вводе) приблизительно в 2 раза меньше, чем после холодной деформации или сенсибилизации (рис. 1.152 и табл. 1.17) [448]. Добавкой 0,6% плавиковой кислоты мож но замедлить коррозию как в жидкости, так и в паровом пространстве и предотвратить выпадение зерен стали, сенсибилизированной сваркой. [c.165]

Сварные соединения в серной и соляной кислотах корродируют с такой же скоростью, как и титан без сварки. Предельные концентрации серной и соляной кислот, при которых титан сохраняет стойкость, одинаковы и для сварных, и для несварных образцов [467]. Однако было установлено, что при испытании сварных соединений титана в 2,5%-ных растворах H2SO4 и НС1 обнаруживается более сильная коррозия в околошовной зоне, чем на основном металле. Причина этого—- термическое воздействие на металл в околошовной зоне во время сварки [468]. [c.182]

Стойкость внутреннего слоя наплавленного металла против меж-кристаллитной коррозии при испытаниях по методу ДМ без провоцирующего отпуска по ГОСТ 6032—58. Сварные соединения сталей марок 0Х18Н10, Х18Н9 и им подобных (не-стабилизированиых титаном или ниобием) обладают стойкостью против межкристаллитной коррозии только после термической обработки [c.94]

Коррозия сварных швов титана была обнаружена в агрессивных средах — сильных окислителях азотной кислоте, двуокиси хлора, уксусной кислоте с окислителем, серной кислоте с двуокисью титана, хромовой кислоте с добавкой плавиковой, электролите никелирования на основе хлорида никеля [372]. Описывается случай выхода из строя трубы диаметром 52 мм из-за коррозии сварного шва через 150 суток эксплуатации. Труба была изготовлена из листа методом продольной сварки и использовалась для транспортировки 99,5%-ной HNO3 при 80°С. В зоне термического влияния шва трубы были обнаружены короткие пластинки -фазы, в самом шве было гораздо больше -фазы в пластинчатой форме. Предполагается, что причина коррозии сварных швов заключается в повышенном содержании в технически чистом титане железа и никеля, которые являются стабилизаторами -фазы. Очевидно, неизбежный для шва и околошовной зоны цикл нагрев — охлаждение привел к изменению количества, размеров и распределения частиц -фазы. Еслп -фазы мало, она тонко измельчена и равномерно распределена, то титан подвергался слабой общей коррозии (0,15 мм/год). Если же количество -фазы увеличивается, то развивается избирательная коррозия по -фазе, так как она содержит гораздо больше железа и хуже пассивируется. Коррозия особенно интенсивна в пределах самого шва. Опыгы со сварными образцами титана, содержащими различное количество железа и никеля (от 0,01 до 0,11%), подтвердили это предположение. Поэтому для сварных конструкций, работающих в подобных условиях, необходимо применять титан, в котором суммарное содержание железа, хрома и никеля не превышает 0,05%. Контролировать с такой же точностью состав присадочного прутка нет необходимости, так как избирательная коррозия зависела только от состава основного листа. Это же относится и к сплаву Ti — 0,2% Pd. Сварные соединения сплава Ti — 32% Мо, одного из наиболее перспективных для химической промышленности, при испытаниях в кипящей 21%-ной НС1 по скорости коррозии не отличались от основного металла [373]. [c.117]

Сначала предполагалось, что стабилизированная ниобием нержавеющая х-ромо-никелевая сталь не подвержена межкристаллитной коррозии Ей при каких условиях. Позднее, однако, было выяснено, что эта сталь так же как, впрочем, и сталь, стабилизированная титаном, может быть подвержена в зоне сварного шва специфическому, сосредоточенному коррозионному разрушению, так называемой коррозии надрезо м , или сосредоточенной коррозии . При этом виде коррозии происходит глубокое сосредоточенное разрушение в узкой зоне, шириной обычно от нескольких сотых до нескольких десятых миллиметра, на границе между зоной расплавления металла при сварке и основным металлом конструкции в соседних участках металл остается неразрушенным. Такой вид коррозии объясняется тем, что в самый начальный момент сварки металла в узкой околошовной зоне происходят сильный перегрев до температур i порядка 1300° и выше, т, е. почти до расплавления металла, с последующим весьма быстрым охлаждением, настолько быстрым, что не успевает произойти образование и выпадение из твердого раствора карбидов ниобия. В продолжение остального времени образования сварного соединения данная узкая зона может достаточно длительное время находиться при температурах 750—500°, В этом интервале температур будет происходить уже преимущественное выделение карбидов хрома, а не карбидов титана. Это связано с тем, что при таких температурах карбиды хрома растворимы приблизительно так же мало, как и карбиды ниобия, а хром по сравнению с ниобием является превалирующим компонентом. По этой причине зона обеднения твердого раствора хромом и последующей местной коррозии лежит в узкой сосредоточенной области, определяемой режимом охлаждения околошовной зоны при сварке. Металлографические исследования показали, что коррозия надрезом имеет также межкристаллитный характер, но развивается более сосредоточенно и интенсивно в узкой области на границе сварного шва. [c.511]

Разновидностью межкристаллитной коррозии является так называемая ножевая коррозия, возникающая в сварных соединениях в очень узкой зоне обычно от нескольких сотых до нескольких десятых долей на границе сварной шов — основной металл. Этот тип коррозии может возникать при сварке даже нержавеющих сталей, стабилизированных титаном или ниобием. Объясняется это следующим образом в узкой околошовной зоне металла, перегретого до температуры 1300°С и выше, происходит растворение карбидов титана или хрома. При последующем быстром охлаждении этой зоны карбиды титана или ниобия не успевают вновь выделиться, и углерод остается в твердом растворе. Например, этот вид коррозии был обнаружен при кипячении стали 12Х18Н10Т в HNO3. [c.140]

Как видно из рисунков, высокой коррозионной стойкостью в исследуемых условиях обладает титан марки ВТ1-0. Скорость коррозии нержавеющих сталей значительно возрастает с увеличением температуры и концентрации азотной кислоты, а также продолжительности испытаний. Следует отметить, что коррозионная стойкость образцов основного металла и сварных соединений низкоуг-леродистых сталей в 2-3 раза выше, чем стали 12Х18НЮТ. [c.31]