Коррозионное растрескивание теория

Распространение известного механизма коррозионного растрескивания [44, 49, 61, 128, 148 и др.] на случай взаимодействия железа с карбонат-бикарбонатными средами привело к появлению карбонатной теории КР [212], предполагающей, что для распространения коррозионной трещины необходимо, чтобы скорость растворения металла в ее вершине была больше, чем скорости любых других процессов растворения, имеющих место на открытых поверхностях металла и стенках трещины. Такой [c.66]

Изложены вопросы теории ингибирования коррозии железа и стали в кислых средах. Приведена классификация существующих ингибиторов. Систематизированы основные закономерности защитного действия ингибиторов и их смесей. Рассмотрено влияние ингибиторов на механические свойства металлов, коррозионное растрескивание, усталость и наводороживание при коррозии в кислых средах, Дан подробный обзор известных ингибиторов коррозии и рассмотрено их применение в различных отраслях промышленности. Проанализированы экономические аспекты ингибирования кислых сред. [c.2]

Основные теории, описывающие природу возникновения склонности материалов к коррозионному растрескиванию [c.65]

К настоящему времени сформировалось несколько основных теорий, описывающих природу возникновения и развития процесса коррозионного растрескивания. Выдвигаемые различными научными школами предложения можно обобщить в несколько основных моделей, которые с большим или меньшим уровнем приближения, с большей или меньшей степенью достоверности описывают коррозионные процессы в сталях и сплавах при одновременном воздействии агрессивной среды и деформаций (напряжений), возникающих в материалах. [c.65]

Теория коррозионного растрескивания [c.110]

Согласно адсорбционной теории П. А. Ребиндера, зарождение трещин— концентраторов напряжения, приводящих к коррозионному растрескиванию, может происходить в результате расклинивающего действия поверхностно-активных веществ при адсорбции их в микрощелях на поверхности металла. [c.111]

Такие вопросы теории и механизма электрохимической коррозии, как равновесные и стационарные электродные потенциалы, электрохимическая гетерогенность поверхности металла, кинетика катодного и анодного процесса, работа коррозионного элемента и пассивность рассмотрены в работах № 4—11. Особенности коррозии металлов в различных условиях службы, например кислотостойкость, подземная коррозия металлов, межкристаллитная и точечная коррозия сталей, коррозия сварных соединений, коррозионное растрескивание и усталость, иллюстрируются работами № 12—19. Современные методы коррозионных исследований даны в работе № 20, а также в работах № 5, 12, 14—19 при выполнении частных задач. [c.51]

Применение механики разрушения при изучении коррозионного растрескивания. Конструкции, работающие в напряженном состоянии в агрессивных средах, обычно разрушаются вследствие возникновения и постепенного развития трещин, поэтому в настоящее время интенсивно развивается механика коррозионных разрушений, основанная на теории хрупкого разрушения [27, 35, 62, 75]. Коррозионное растрескивание — квазихрупкое разрушение с малой величиной пластической деформации в вершине трещины и малой скоростью развития коррозионной трещины по сравнению-с механическим лавинным разрушением. Независимо от пластичности материала и его толщины коррозионное растрескивание на стадии развития коррозионной трещины происходит по типу разрушения отрывом, с прямым изломом и отсутствием деформации по толщине, что свидетельствует о разрушении в условиях, характерных для плоской деформации, когда правомерно применение линейной механики разрушения. В подтверждении вышесказанного изучался характер разрушения на пластичных материалах при условиях, не отвечающих критерию Н, 1>2,5 на [c.93]

Как в метанольном, так и в водном растворах при значительной скорости растяжения образцы разрушаются пластически, как и на воздухе. Следовательно, в зтих условиях процесс развития коррозионной трещины происходит медленней, чем процесс пластического разрушения при высокой скорости деформации образца. Таким образом, коррозионное растрескивание — сравнительно медленный процесс — представление, имеющее существенное значение для теории [256. [c.88]

Коррозионное растрескивание рассмотрев но в многочисленных обзорах [7—9] и а настоящем разделе нет необходимости в реферировании этих данных. Здесь будет рассмотрена сущность различных теорий, касающихся коррозионного растрескивания, сплавов многих систем. [c.231]

Рассмотрены теория коррозионных процессов, локальная коррозия (питтинговая, межкристаллитная, щелевая) и коррозия при одновременном воздействии механических напряжений (коррозионное растрескивание, коррозионная усталость и кавитация). Изложены научные принципы создания металлических сплавов повышенной пассивируемости и коррозионной стойкости. Описаны свойства важнейших современных конструкционных коррозионностойких сплавов. [c.4]

Существует теория, согласно которой коррозионное растрескивание стали в щелочах представляет собой один из видов водородной хрупкости или водородного растрескивания. Однако убедительного подтверждения эта теория не получила. [c.113]

ТЕОРИЯ КОРРОЗИОННОГО РАСТРЕСКИВАНИЯ [c.599]

Кроме границ зерен имеются и другие непрерывные пути, проходящие через металлы, например, плоскости скольжения и плоскости выделения избыточных фаз. В подтверждение теории было установлено, что катодная защита предупреждает коррозионное растрескивание латуни, алюминия, нержавеющей стали и магния [7]. [c.600]

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]

Обычно процесс разрушения описывается введе шем Е1скоторой априорной характеристики повреждаемости, устанавливаемой сравнением следствий теории с экспериментальными данными. Таковы, например, уравнения повреждаемости в условиях ползучести [287], циклической усталости [198], коррозионного воздействия [4] и др. В частности, Фан Ки Фунг [275] в качестве функции меры повреждаемости материала при коррозионном растрескивании предлагает [c.60]

Не останавливаясь подробно на анализе различных гипотез механизма коррозионного растрескивания маталлов, рассмотрим основные общие положения коррозионного растрескивания и наиболее распространенных теорий. [c.66]

Сложившиеся представления о механизме и кинетике атмосферной коррозии основываются на современных знаниях в области физической химии поверхностных явлений на металлах (адсорбция, окисление), физики и физической химии атмосферы, а также техническоГ климатологии. Поэтому современная теория атмосферной коррозии, включающая в себя представления о природе атомно-молекулярных процессов, протекающих в граничном слое металл — среда, и далеко не полные знания о макроскопических процессах, развивающихся в приземном слое атмосферы, находится еще на уровне качественного описания разны по своей природе явлений, и имеются большие трудности в количественной интерпретации многообразных эффектов коррозии металлов, наблюдающихся в различных климатических зонах. Вместе с тем для атмосферной коррозии характерны все виды, присущие коррозии металлов в других электролитических средах равномерная, язвенная, питтин-говая, межкристаллитная, расслаивающая, коррозионное растрескивание и т. д. Поэтому в настоящей брошюре в весьма общем виде рассмотрены некоторые аспекты атмосферной коррозии металлов с учетом современного уровня знаний в упомянутых областях науки. [c.4]

Основные положения предла-г гаемой механохимической теории коррозионного растрескивания и коррозионной усталости сводятся к следующёму [c.103]

В настоящее время не разработана общепринятая теория механизма коррозй оиного растрескивания, которая бы могла с достаточной полнотой описать вс< случаи коррозионного растрескивания. Для установления механизма коррози онного растрескивания существенное значение имеет характер зависимое ] [c.66]

Теория основана на открытом в начале двадцатого века эффекте понижения поверхностной энергии в результате адсорбции (эффекте Ребиндера). Согласно этой теории адсорбция типичных новерхностно-аюгив-ных веществ из окружающей среды вызывает облегчение деформации и разрзш1ения твердых тел, часто в значительно большей степени, чем при химическом воздействии. Эффект адсорбционного понижения прочности, согласно этой теории, обусловлен тем, что поверхностно-активные вещества, понижая поверхностную энергию металлов, способствуют зарождению пластических сдвигов. При этом процесс коррозионного растрескивания протекает не путем химического или электрохимического растворения металла в вершине трещины, а вследствие ослабления межатомных связей в напряженном сплаве при адсорбции специфических компонентов раствора. Благодаря адсорбции снижается поверхностная энергия, что облегчает разрыв межатомных связей металла, находящегося под растягивающим напряжением. Уменьшение сродства между атомами на поверхности металла происходит при наличии одного адсорбционного монослоя, при этом наиболее эффективно действуют частицы, проявляющие специфическую адсорбцию. Инициирование трещины стресс-коррозии вьвывается адсорбционным снижением сил взаимодействия между смежными атомами в вершине надреза материала, подвергающегося действию высоких растягивающих напряжений. [c.65]

Согласно этой теории при пластической деформации металла у концентратора напряжения разрушается защитная оксидная пленка — значительно более хрупкая, чем основной металл. При этом поверхность металла — анода по отношению к покрытой пленкой поверхности — обнажается, а процесс коррозионного растрескивания ускоряется. На основании этой теории был сформулирован ряд условий, необходимых для развития стресс-коррозии. Для образования трещины стресс-коррозии необходимо, чтобы в материале, в ходе пластической деформации, образовывались широкие ступени скольжения металл должен обладать способностью образовывать на поверхности защитную пленку (для того, чтобы образовалась пара металл—пленка) необходима среда, в которой участки поверхности металла с дефектами кристаллической решетки не смогли бы полностью репассивироваться. Было также показано наличие взаимосвязи между толщиной защитной пленки и склонностью материала к коррозионному растрескиванию, которая по данным В.В. Герасимова может быть выражена соотношениями, приведенными в табл. 1.4.14. [c.66]

В первоначальных теориях коррозионного растрескивания рассматривался двухстадийный процесс сначала электрохимическая реакция создает точечное поражение, являющееся концентратором напряжений, от которого затем распространяется на короткое расстояние трещина, после чего электрохимическая реакция повторяется. На такое двухстадийное развитие процесса в низкоуглеродистых сталях в нитратных растворах и в некоторых алюминиевых сплавах указывали внезапные всплески потенциала образцов, неравномерное их удлинение (затруднительное для объяснения, если образцы содержат много трещин) и акустические методы. В аустенитных нержавеющих сталях двухстадийный процесс не был обнаружен. Неравномерное распространение трещин в низкоуглеродистых сталях можно объяснить выделениями по границам зерен или связать с известными интерметаллическими соединениями в некоторых алюминиевых сплавах. Однако аустенитные нержавеющие стали являются сплавами с высокой вязкостью, и маловероятно, что в них возможно существование надреза, служащего концентратором напряжений и способного вызвать образование коротких трещин хрупкости скорее всего пластическая релаксация приведет к затуплению соотвествующего острия. Подобное же возражение можно высказать относительно коррозионного растрескивания а-латуней, хотя было доказано, что в их локальных областях ближнего порядка могут существовать хрупкие трещины [П5]. [c.185]

По адсорбционной теории, развиваемой Г. Улигом, процесс коррозионного растрескивания объясняется ослаблением межатомных связей в напряженном состоянии сплава при адсорбции анионов раствора, происходящей преимущественно на подвижиых дислокациях или других несовершенствах структуры. Это приводит к снижению поверхностной энергии и облегчает разрыв межатомных связей металла. На основе этой теории объясняется специфичность сред, вызывающих коррозионное растрескивание, действие коррозионной защиты. [c.111]

Таким образом, на основании рассмотренных представлений о причинах коррозионного растрескивания можно заключить, что еще не создана теория, которая бы полностью описывала процессы, происходящие при различных случаях коррозионного растрескивания. По-видимому,, больщинство случаев коррозионного растрескивания пассивных металлов и сплавов можно более исчерпывающе истолковать на основе объединенного механо-электрохимического механизма. В начальный период, основную роль в возникновении концентратора напряжений и нерерас- [c.113]

В монографии излагаются научные принципы ускоренных коррозионных иапытаний и практическое их применение. Описываются различные методы испытаний металлов и сплавов и определения защитной способности покрытий, смазок, ингибиторов. Освещаются теория и практика определения склонности металлов к межкристаллит-ной коррозии, коррозионному растрескиванию, точечной коррозии, кавитации. Рассматриваются также методы испытаний реакторных материалов. [c.2]

Коррозия под напряжением. Щелочная хрупкость является в действительности одним из видов коррозионного растрескивания под напряжением. Это один из тех видов коррозии, который наиболее часто встречается в котлах и таким образом заслуживает особого внимания. Общая теория коррозионного растрескивания под напряжением была выдвинута Диксом [54] и дополнена Бабером, Макдональдом и Лонгтином [55]. Согласно этой теории, металл должен иметь естественную склонность к селективной коррозии по такому определенному направлению, как границы зерен. Коррозия будет происходить, когда металл имеет микроскопически гетерогенную структуру, а непрерывная фаза является анодом по отношению к остальному металлу в рассматриваемой коррозионной среде. Кроме того, вдоль этой непрерывной фазы должно [c.38]

Влияние жесткости схемы двухосного напряженного состояния при коррозионном растрескивании. Согласно линейной теории упругости напряжения, параллельные трещине, не изменяют напряженного состояния, и поэтому считается, что они не должны влиять на прочность и вязкость разрушения. Однако в реальных материалах вблизи трещины, (см. рис. 30, 31), возникает сложное упругопластическое состояние с пластической зоной, зависящей от общего напряженного состояния. В связи с этим двухос- [c.122]

Одним из направлений электрохимичеокой теории коррозионного растрескивания являются представления, согласно которым анодный процесс растворения металла в питтинге и трещине имеет одну природу. Основой таких представлений является наличие целого рзда общих условий и закономерностей проявления питтинговой коррозии и коррозионного растрескивания. [c.12]

Большинство из этих объяснений, по-видимому, неверны, так как недавние фрактографические исследования [12, 13] показывают, что поверхность разрушения сталей с высоким сопротивлением коррозионному растрескиванию имеет более грубый излом, чем поверхность сталей с пониженным сопротивлением. Эти данные противоречат дислокационной теории, основанной на дефектах упаковки. Некоторые ферритные сплавы растрескиваются в растворах хлоридов так же, как и аустенитные стали, что-несовместимо с теориями, основанными на металлофизических концепциях. Поэтому, видимо, электрохимический механизм, основанный на модели Хора — Хайнеса, лучше всего объясняет наблюдаемые явления, несмотря на то, что эта модель не позволяет объяснить, каким образом изменение состава сплавов изменяет влияние пластической деформации на плотность тока. [c.258]

Большинство металлов неизбежно содержит либо внутренние или поверхностные лефекты, либо настоящие трещины и поэтому при наложении напряжений Ста любой из этих дефектов может развиваться вплоть до разрушения. В настоящее время различными исследователями [1—3] для изучения роста трещин, ускоренных воздействием внешней среды (коррозионное растрескивание, водородное охрупчивание), используются положения линейной механики разрушения. Такой подход является, по существу, развитием предложенной Гриффитсом теории хрупкого разрушения для упруго-пластического состояния. [c.308]

Эти исследования, которые в нашей стране особенно интенсивно проводились Я. М. Колотыркиным, Н. Д. Томашовым и В. П. Батраковым, впервые позволили в полной мере оценить роль электродного потенциала в установлении и поддержании пассивного состояния, вскрыть важные закономерности и определить критические потенциалы, соответствующие наступлению и нарушению пассивности у различных металлов и сплавов, а также у их структурных составляющих в различных условиях. На типичных примерах была установлена роль окислителей и показано отсутствие принципиального различия между анодной и химической пассивацией металлов в растворах электролитов (Я. М. Колотыркин). В большой мере благодаря исследованиям советских ученых убедительно показана электрохимическая природа питтинговой коррозии, возникающей при строго определенном критическом потенциале в результате специфической конкуренции между пассивирующими и активирующими анионами вскрыты важные закономерности влия 1ия на развитие этого процесса как внешних электрохимических факторов, так и ряда легирующих элементов в сплаве (Я. М. Колотыркин, И. Л. Розенфельд, Н. Д. Томашов, В. П. Батраков, В. М. Новаковский и др.). Развивается также теория структурной коррозии (В. И. Батраков, И. Маршаков, А. И. Голубев и др.) и теория коррозионного растрескивания под напряжением химически стойких и высокопрочных сталей (А. В. Рябченков, В. В. Романов, В. В. Герасимов, Ф. Ф. Ажогин, С. Г. Веденкин, Н. П. Жук и др.). В самое последнее время возник новый раздел коррозионной науки, посвященный поведению коррозионных систем в условиях радиоактивного облучения. Накоплением данных и первыми теоретическими выводами и обобщениями в этой области советская наука обязана работам [c.234]

Автор выражает искреннюю благодаряость докторам технических наук В. П. Батракову, Я. М. Потаку, М. А. Тимоновой за ценные критические замечания при обсуждении основных вопросов теории и практики коррозионного растрескивания и защиты металлов. [c.4]

Работа Хора и Хайнса совершенно четко показывает, что для создания возможности растрескивания часто необходимо, чтобы защитная пленка была разрушена электрохимическим или механическим путем. Однако навряд ли этот механизм может служить в качестве общей теории развития трещин. Если бы напряжение само по себе могло непрерывно поддерживать разрушенное состояние пленки на конце трещины, то алюминиевый сплав должен был бы быть подвержен коррозионному растрескиванию в отсутствие кислорода, причем катодный процесс заключался бы в выделении водорода. Обычно это не имеет места. Кроме того, некоторые из экспериментов Фармери трудно объяснить на основе теории разрушения пленки. В образце алюминиево-магниевого сплава, находившемся в состоянии склонности к коррозионному растрескиванию, процесс растрескивания был доведен до такого состояния, когда глубина трещины не достигала половины толщины образца, после чего дальнейшее развитие трещины было задержано наложением катодного тока по истечении 30 мин. подача тока была прекращена, но развитие этой трещины не возобновилось спустя 15 час. появились новые трещины, но уже в других местах. Еще в одном опыте глубина трещины достигла примерно одной трети толщины образца, и ее разэитие тоже было приостановлено с помощью катодной поляризации поляризация продолжалась 30 мин., после чего подача тока была прервана, а механическая нагрузка на образец была увеличена все же и по истечении 48 час. образец оставался неразрушенным. Если механическое разрушение пленки на конце трещины является решающим фактором для ее развития, то разрушение пленки нача лось бы после прекращения подачи тока, по крайней мере в том случае когда механическая нагрузка была увеличена. Если же образование кислоты на аноде является тем фактором, который поддерживает процесс растрески вания, после того как он начался, то полученные результаты легко объяс няются. Причины развития процесса растрескивания, если он начался те же, что и развития питтинга (стр. 117). [c.633]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология