Агрессивные среды граница устойчивости

В зависимости от характера разрушений, сопровождающих процесс электрохимической коррозии, различают сплошную коррозию, захватывающую всю поверхность металла, и местную, локализующуюся на определенных участках. Очаги разрушения в случае местной коррозии могут иметь вид пятен (пятнистая коррозия) или точек (питтинговая коррозия). Они могут захватывать зерна только одного из компонентов металлического сплава (избирательная коррозия), проходить через все зерна в виде узких трещин (транскри-сталлитная коррозия) или, наконец, сосредотачиваться по границам зерен (интеркристаллитная коррозия). Скорость и характер электрохимической коррозии определяются прежде всего природой металла и окружающей его среды. Металлы, в зависимости от скорости их коррозии в данной среде, разделяют на устойчивые и неустойчивые. По тому, с какой скоростью разрушается металл в различных средах, их определяют как агрессивные или неагрессивные в коррозионном отношении. Для оценки коррозионной устойчивости металлов и агрессивности сред были предложены различные условные шкалы. Скорость коррозии выражают несколькими способами. Наиболее часто пользуются весовым и токовым показателями коррозии. Первый из них дает потерю веса (в граммах или килограммах) за единицу времени (секунду, час, сутки, год), отнесенную к единице площади (квадратный сантиметр, квадратный метр) испытуемого образца. Во втором случае скорость коррозии выражается силой тока (в амперах или миллиамперах), приходящейся на единицу площади образца. [c.459]

При повышенных температурах границы устойчивости не сдвигаются. Иногда при длительном контакте с агрессивной средой коррозия может наблюдаться даже если содержание золота превышает границу устойчивости. Например, сплавы золото—серебро, содержащие более 50 ат. % золота, подвергаются заметной коррозии при выдержке в азотной кислоте при 100 С в течение недели и более [3]. [c.293]

Это не означает, что каждый однофазный сплав при изменении состава имеет все 8 порогов (или границ) устойчивости. Количество порогов, как и их значение, определяется природой металлов и степенью агрессивности среды. Так, сплав медь — золото в растворе АдКОз имеет п, равное 1, в растворе Н С1г — равное 2, а в 50%-ном растворе НМОз — равное 4. Сплав железо — хром в зависимости от среды имеет пороги устойчивости /в, 8, 78- [c.70]

На определенном расстоянии по обе стороны сварного шва находятся области, нагревающиеся до критических температур. Здесь по границам зерен пересыщенного аустенита выделяются карбиды, богатые хромом. В результате того что устойчивость по границам зерен уменьшается, в агрессивных средах идет межкристаллитная коррозия. Образование карбидов зависит не только от температуры, но и от продолжительности ее воздействия. Влияние этих факторов определяется химическим составом основного материала и его структурой. Для сварки непригодны стали, при нагревании которых в области критических температур по границам зерен образуется карбид хрома. Поэтому для изготовления сварных конструкций широко применяются стали, стабилизованные титаном, ниобием или танталом, а также стали с низким содержанием углерода, при сварке которых не выделяются карбиды. В большинстве случаев их использования межкристаллитная коррозия в зонах, расположенных на определенном расстоянии от сварного шва, не наблюдается. [c.100]

Алюминиевые бронзы обладают хорошими механическими свойствами и повышенной устойчивостью во многих средах. По устойчивости они превосходят оловянные бронзы. Из них изготавливают детали клапанов, насосов, фильтров и сит для работы в кислых агрессивных средах, а также змеевики нагревательных установок, предназначенных для работ в разбавленных и концентрированных растворах солей при высоких температурах. Недостатком алюминиевых бронз является их чувствительность к местной коррозии по границам зерен и коррозии под напряжением вследствие холодной пластической обработки. Алюминиевые бронзы с 7—12% алюминия наиболее устойчивы и могут успешно применяться для изготовления оборудования травильных ванн, например насосов, клапанов, корзин для травления и др. Вальцованный сплав с 80% Си, 10% А1, 4,5% N1 и 1% Мп или Ре корродирует со скоростью менее 0,1 мм/год в 50%-ной серной кислоте при перемешивании и температуре 110°С или в 65%-ной серной кислоте при 85°С и скорости перемещения раствора 3 м/с. Известна также хорошая устойчивость алюминиевых бронз к действию слабых органических кислот и щелочей, за исключением аммиака независимо от концентрации и температуры. [c.122]

Приведенные среды для испытания некоторых металлов хорошо изучены и применяются, однако концентрацию их различные исследователи произвольно меняют. При исследовании растрескивания в агрессивных средах, в которых возможна потеря прочности металла за счет общей коррозии, необходимо учитывать этот фактор при определении истинной потери прочности за счет растрескивания. С этой целью при прочих равных условиях наряду с напряженными образцами в коррозионную среду одновременно помещаются, ненапряженные образцы. Один из ненапряженных образцов рекомендуется удалять в момент разрущения первого напряженного, другие—-по мере разрушения последующих. Относительное изменение предела прочности ненапряженных образцов характеризует потерю прочности металла вследствие общей коррозии. При испытаниях на устойчивость к растрескиванию необходимо предусмотреть однородность подготовки поверхности металла, так как она влияет на скорость процесса. Исследования [189—192] показали (табл. 10), что для ряда металлов повышение степени чистоты обработки поверхности существенно увеличивает время до растрескивания. Специальные опыты по изучению механизма влияния шлифования на скорость растрескивания показали, что шлифование вызывает 1) появление в поверхностном слое металла сжимающих напряжений и 2) увеличение скорости выделения по границам зерен -фазы [191]. [c.120]

Хромистые стали. Хром является основным легирующим элементом железоуглеродистых сплавов это объясняется дешевизной и доступностью, а также способностью его к пассивации. Граница устойчивости железохромистых сплавов соответствует содержанию хрома в сплаве от И до 14% (в зависимости от вида агрессивной среды). Стали с таким содержанием хрома называются нержавеющими. Для сталей с содержанием хрома (12— 14%) особое значение имеет углерод, который образует с хромом карбиды, при этом уменьшается содержание углерода в твердом растворе и ухудшаются свойства стали, ее коррозионная и термическая стойкость. Для хромистых сталей, содержащих 17% и выше хрома, влияние углерода несколько меньше, так как, несмотря на связывание части хрома в карбиды, количество его в сплаве остается достаточно высоким (более 12%) °. [c.21]

Межкристаллитная коррозия обычно возникает в зонах сварных швов. Это объясняется тем, что при термической обработке нержавеющих сталей (высокохромистых) при высокой температуре (1000—И10° С) и последующем относительно быстром охлаждении происходят изменения состава металла по границам кристаллов за счет образования карбидов, т. е. соединений железа с углеродом, обладающих меньшей устойчивостью к агрессивным средам по сравнению с хромом. [c.10]

При легировании коррозионно-неустойчивого металла атомами металла устойчивого, в данной агрессивной среде, при условии, что оба компонента дают твердый раствор, и при отсутствии в сплаве заметной диффузии, полученный сплав приобретает химическую стойкость только при определенных соотношениях компонентов в сплаве. Эти определенные соотношения для таких двухкомпонентных твердых растворов вытекают из так называемого правила границ устойчивости твердых растворов, сформулированного Тамманом и выражающего зависимость между концентрацией твердого раствора и его коррозионной устойчивостью (так называемое правило п/8). [c.125]

После определения конструкции композита - выбора компонентов и распределения их функций, приступают к решению наиболее сложной задачи изготовлению композиционного материала, вк.тючающему выбор геометрии армирования (например, различного рода плетения) и наиболее эффективного технологического метода соединения компонентов композита друг с другом (например, золь-гель методы, методы порошковой металлургии, методы осаждения-напыления и другие). Однако основная сложность заключается не в сборке отдельных компонентов композита, а в образовании между ними прочного и специфического соединения. При этом большую роль играет предварительный анализ фаничных процессов, происходящих в системе. Межфазное взаимодействие оказывает влияние на прочность связи компонентов, возможность химических реакций на границе и образование новых фаз, формируя такие характеристики композита, как термостойкость, устойчивость к действию агрессивных сред, прочность и дру гие важные экс-штуатационные характеристики нового материала. Осуществление кон-тpOJ я не только за составом, но и за структурой требует развития теории, которая позволила бы предсказать, как будет влиять то или иное изменение на свойства композита. Когда стало расти число возможных комбинаций матрицы и армирующих волокон, а простое слоистое армирование начало усту пать место армированию сложными переплетениями, исследователи стали искать пути, позволяющие избежать чисто эмпирического подхода. Задача состоит в том, чтобы по характеристикам волокна (частиц и др.), матрицы и по их компоновке заранее предсказать поведение композита. [c.12]

Во-вторых, металлические стекла более устойчивы в химически агрессивных средах. Онп более коррозионно стойки, чем по-ликристаллическис металлы. Химические процессы особенно активно протекают па границах зерен и на поверхностях с повышенной энергией, иапример в местах выхода дислокации или других дефектов. Поскольку в стеклообразных образцах отсутствуют границы зерен и дислокации в обычном смысле этого слова, они химически более инертны. [c.224]

Монография содержит систематическое изложение современного состояния исследований в области компьютерного материаловедения двойных и более сложных тугоплавких неметаллических соединений- нитридов и оксидов р-алементов (В, А1, Ga, С, Si, Ge) и керамических материалов на их основе. Обсуждаются особенности электронных свойств и функциональные характеристики основных классов высокотемпературных неметаллических нитридных и оксидных соединений в различных состояниях — кристаллическом, аморфном, наноразмерном. Анализируются проблемы описания роли структурных и химических дефектов в формировании свойств бинарных фаз, рассмотрены особенности энергетических электронных состояний поверхности кристаллов, интерфейсов, границ зерен. Значительное внимание уделено моделям и методам квантовохимических расчетов многокомпонентных нитридных и оксидных керамик (сиалоны). Обсуждены возможности и перспективы квантовой теории в решении задач практического материаловедения и прогнозе новых материалов с оптимизирюванными функциональными свойствами (термостойкость, прочность, высокая устойчивость в агрессивных средах, диэлектрические характеристики и др.). Обобщен опыт квантовохимического моделирования сложных высокотемпературных керамических материалов, нанокристаллов, многослойных структур, высокопрочных композитов. [c.2]

Таким образом, полученные данные еще раз показывают, чтощж разработке составов полимерных композиций, предназначенных для использования в качестве покрытий, не следует тратить усилий на достижение высоких исходных значений прочности адгезионной связи (кроме случаев обеспечения необходимой величины прочности адгезионной связи, диктуемой соображениями механической устойчивости систем полимер-металл), важна природа связей на границе раздела полимер-металл, их устойчивость к адсорбционному замещению компонентами агрессивной среды. [c.85]

Коррозионная стойкость тантала связана с наличием на его поверхности тонкой сплошной пленки пятиокиси ТазОб. В целом ряде очень агрессивных сред металл пассивируется и становится почти таким же инертным, как золото или платина. В предложенной Пурбэ [5] таблице термодинамической устойчивости тантал следует за цинком и имеет номер 34 (номер 1 имеет золото). В то же время в таблице практической устойчивости тантал благодаря своей пассивной окисной пленке располагается непосредственно за родием (номер 1) и опережает золото (номер 4). Окисная пленка на тантале обладает хорошей адгезией и, повидимому, не является пористой. Согласно некоторым данным, на границе раздела окисел — металл образуется слой окисей, устойчивых до 425 С. При нагреве выше этой температуры устойчива только пятиокись, поэтому внутреннее напряжение (создаваемое металлом), возникающее в окисле в ходе его превращения, приводит к растрескиванию и отслаиванию защитной пленки. [c.205]

Правило п/8 было установлено Тамманом из экспериментальных данных. Достаточно разработанной теории, объясняющей пороги устойчивости, еще нет, но очевидно, что скачкообразное изменение коррозионной стойкости связано с преимущественным расположением атомов более устойчивого ко.мпонента сплава по определенным кристаллографическим плоскостям и блокадой ими менее устойчивых атомов. Осуществляемая защита является чисто механической и не заключается в передаче свойств благородных атомов неблагородным. Это положение подтверждается тем, что при наличии в сплавах диффузии границы стойкости не наблюдаются, а появляются они только при условии, если устойчивые атомы в достаточной мере зафиксированы в занимаемых ими узлах решегки и в таком порядке, что достигается возможность образования из этих атомов поверхностного барьера, защищающего сплав от действия агрессивной среды. Представление о механизме образования так ого поверхностного защитного барьера дает схема, приведенная на рис. 100. Возникновение такого барьера из атомов стойкого компонента может иметь место не в момент начала действия агрессивной среды, а спустя некоторое время. [c.129]

Как было указано выше, предохранение неблагородных компонентов от действия агрессивной среды может происходить только при отсутствии процесса диффузии внутри сплава. Однако, для некоторых систем легкоплавких сплавов с быстрой диффузией атомов при комнатной температуре (Bi — Sb, Ag— d и др.) при определенном соотношении компонентов в сплаве могут появляться пороги коррозионной устойчивости. Эти границы коррозионной устойчивости могут появляться в том случае, когда на поверхности сплава при воздействии агрессивной среды создаются условия для формирования защитного слоя, предохраняющего основной состав сплава от коррозии. Так, при изучении Н. Н. Грацианским и П. Ф. Калюжной коррозии однофазных сплавов системы Ag — d в 5%-ном растворе НС1 и 3%-ном растворе Na l (в этих средах хорошо растворяется d и не растворяется Ag) на поверхности сплава наблюдается образование стойкого соединения Ag2 ds, предохраняющего сплав от проникновения ионов хлора. [c.130]

После провоцирующих нагревов по границам зерен аустенита выпадают карбиды, обогащенные хромом, и образуются обедненные хромом зоны. В средах с сильной агрессивностью в отношении внутрикристаллитного КР (например, кипящие концентрированные растворы iVig l2) эти процессы мало влияют на характер и интенсивность КР. Однако в средах с малым содержанием хлоридов или в случае аустенитных сталей с повышенной устойчивостью к внутрикристаллитному КР (например, стали с повышенным содержанием никеля), выпадение карбидов и образование обедненной зоны может привести к растрескиванию межкристаллитного характера. [c.123]

Сталь 18-8 с максимальным содержанием углерода 0,08%. Эта сталь применяется в тех случаях, когда требуются более высокая устойчивость протш общей коррозии, пластичность и свариваемость. При должной термообработке она устойчива против нескольких сильных коррозионных агентов. Если опа прпмепяется в коррозионной среде, способной вызвать межкристаллитную-коррозию, то изделия из нее после сварки следует быстро охладить с температуры 1050°. В листах толщиной, превышающей 5—10 мм, следы карбидов наблюдаются по границам зерен после охлаждения на воздухе с этой температуры, что следует иметь в виду при примепении стали в агрессивных коррозионных средах. [c.142]