Межкристаллитное разрушение хрома

Углерод способствует межкристаллитному разрушению хрома. Металл с содержанием 0,015% углерода не удается прокатывать на лист при температурах 600—800° С [51]. Однако сплавы хрома с содержанием до 0,2% углерода могут деформироваться прессованием при 1400—1550° С. [c.259]

Чтобы предотвратить его, сталь легируют хромом уже при 13% Сг межкристаллитное разрушение встречается редко, а при 17% отсутствует [4]. [c.133]

Исследование стойкости различных сплавов при 800° показало существование больших различий. Наилучшие результаты, значительно превышающие полученные для других материалов, дают высоко никелевые сплавы, в частности сплавы с отношением никель хром, равным 25 20 (фиг. 6 и 7), хотя они более подвержены межкристаллитному разрушению, чем другие. [c.375]

Согласно современным теоретическим воззрениям возникновение межкристаллитной коррозии в сталях объясняется выделением из твердого раствора хромистых карбидов, располагающихся по границам зерен. В высокохромистых и хромоникелевых нержавеющих сталях п.ри их нагреве в температурном интервале 500—850° происходит выпадение из твердого раствора железохромовых карбидов (Сгре ) С. В результате выделения карбида поверхность зерна на определенной сравнительно небольшой глубине оказывается обедненной хромом это приводит к возникновению разных электродных потенциалов между зерном и его границей и способствует межкристаллитному разрушению. Экспериментально установлено, что на каждую весовую часть углерода в карбиде приходится 11—12 частей хрома и, следовательно, уменьшение содержания углерода в твердом растворе на 0,1% за счет выпадения карбидов способствует обеднению сплава хромом примерно на 1%. Обеднение твердого раствора хромом происходит неравномерно и преимущественно по границам зерен. Таким образом, граница зерна состоит из обедненного хромом твердого раствора и карбидов. При воздействии определенной коррозионной среды, содержащей кислород (вода, раствор HNO, и др.), зерно благодаря высокому содержанию хрома и железохромовые карбиды пассивируются, т. е. покрываются пленкой окислов и приобретают положительный потенциал, в то время как граница зерна обедненная хромом, плохо пассивирует, так как имеет более отрицательный потенциал. [c.73]

Значительная обш ая коррозия мешает производить оценку интенсивности межкристаллитного разрушения испытанием на загиб, так как разрушенная поверхность образца делает невозможным обнаружение мелких трещин в месте загиба. Испытание в смеси ИЛ Од -г -Ь ИГ выявляет межкристаллитную коррозию, вызванную выпадением только карбидов хрома, но не а-фазы. К его недостаткам относится также невозможность использования стеклянной посуды. Преимущество метода заключается в краткости испытания. Точно так же действует и раствор 15—20% НКОз + 4% НР (или 9 г л СаРз) при нормальной температуре (время испытания 5 ч). Общая коррозия в таких растворах меньше. [c.187]

Коррозионное растрескивание алюминиевых сплавов, содержащих цинк и магний. Уже четверть века, как известно, что путем добавления цинка и магния к алюминию можно получить сплавы с очень высокими показателями прочности разработанные сплавы обычно содержат медь и марганец, а большинство новых сплавов содержит хром. Причины этого будут объяснены ниже. Возможно, что в связи с высоким сопротивлением этих материалов пластической деформации, в них часто наблюдается тенденция к меж-кристаллитному разрушению под воздействием напряжений, остающихся после изготовления изделия или введенных в процессе сборки. Иногда в деталях самолетов, изготовленных из сплавов старого типа, в процессе хранения или сборки возникали заметные для невооруженного глаза трещины это, естественно, вызвало общую настороженность в вопросе применения таких материалов, хотя, как правило, если в детали в первое время никаких трещин не развивалось, то и дальше она оставалась вполне пригодной. Выше уже говорилось, что вопрос о том, что произойдет — межкристаллитное разрушение или безвредное скольжение плоскостей, вероятно решается, как только напряжения (внутренние или приложенные извне) начинают действовать в металле, и, если с самого начала межкристаллитное разрушение не происходит, очень небольшой пластической деформации путем скольжения плоскостей достаточно, чтобы облегчить положение. Аргумент, приведенный на стр. 569, не относится непосредственно к сплавам системы А1—2п—Mg, но он может служить объяснением того, почему эти материалы обычно или быстро растрескиваются или не растрескиваются вообще. [c.619]

Подобный вид коррозионного разрушения очень опасен, так как вызывает большую потерю прочности конструкции, часто даже без заметного изменения внешнего вида. Поэтому изучение условий возникновения межкристаллитной коррозии и механизм протекания подобных разрушений явились предметом многочисленных исследований, однако еш,е не существует единого мнения об основной причине межкристаллитной коррозии хромо-никелевых сталей. [c.503]

Согласно. большинству теорий, электрохимическая гетерогенность поверхности стали, приводящая к появлению склонности к межкристаллитному разрушению, связывается с выделением во время отпуска по границам зерен какой-то новой фазы [27—30] (карбиды, вторичный феррит, а-фаза), содержащей повышенный процент хрома по сравнению с основным твердым раствором аустенита. Вследствие этого происходит обеднение прилегающих участков твердого раствора хромом. [c.503]

Некоторые из предложенных объяснений склонности ферритных нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии основаны на разнице скоростей растворения различных образующихся карбидов или на предполагаемой большей реакционной способности напряженной кристаллической решетки металла. Однако наиболее убедительное объяснение получено с помощью теории, широко используемой для объяснения этих явлений в аустенитных нержавеющих сталях. Согласно этой теории, разрушения происходят вследствие обеднения границ зерен хромом [36—38]. Различия в температурах и времени, необходимых для сенсибилизации этих сталей, объясняются более высокими скоростями диффузии углерода, азота и хрома в ферритной объемно-центрированной кубической решетке по сравнению с аустенитной гранецентрированной. В соответствии с этим, карбиды и нитриды хрома, которые растворены при высокой температуре, ниже [c.310]

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]

Уже сравнительно давно установлено, а в последние годы получены новые экспериментальные доказательства, что образование в структуре стали при определенных режимах термической обработки карбидов хрома часто оказывает очень сильное влияние на коррозионную стойкость сталей, в частности, на развитие таких чрезвычайно опасных типов коррозионных разрушений, как межкристаллитная (МКК) и ножевая коррозия, локализующихся по границам зерен (42, 51, 52 . [c.22]

Межкристаллитная (или интеркристаЛлитная) коррозия — разрушение металлов по границам зерен (рис. П1-2, е). Этот вид коррозии характерен для деталей, изготовленных из хромоникелевых аустенитных сталей, широко применяемых в химическом машиностроении. Механизм межкристаллитной коррозии следующий. При температуре 400—800°С (а иногда и при более низкой температуре) по границам зерен металла выпадают карбиды хрома. [c.81]

Межкристаллитная коррозия проявляется в сварных швах, в зонах термического влияния, или — при несоответствующей термообработке — в самом основном металле, как результат структурных превращений, делающих границы зерен склонными к коррозионному разрушению. Это происходит чаще всего в результате выпадения карбидов хрома по границам зерен. Однако у некоторых типов сталей встречаются и другие структурные изменения, которые могут быть причиной повышенной склонности к структурной коррозии. Так, например, а-фаза влияет на коррозионную стойкость сталей не только в азотной кислоте, но и в 40—80% горячей серной кислоте. [c.7]

Коррозионная среда. В зависимости от состава коррозионной среды МКК аустенитных коррозионно-стойких сталей может развиваться с различными скоростями. Одни среды могут вызывать быстрое разрушение границ зерен до полной потери металлом механической прочности и пластичности, другие — более медленное межкристаллитное разрушение. Быстрое разрушение происходит в растворах азотной, серной и фосфорной кислот, смесях азотной и фосфорной кислот, в муравьиной и уксусной кислотах и др. Присутствие в таких растворах некоторых веществ приводит к значительному ускорению МКК- Так, действие сернокислотных рестворов более интенсивно при наличии в них определенных количеств сульфата железа, сульфата меди, роданистого калия или аммония, соединений серебра и двухвалентной ртути, шестивалентного хрома и т. д. Наиболее часто МКК коррозионно-стойких сталей и сплавов наблюдается в кислых растворах. Кислые среды считаются самыми опасными в отношении МКК и используются для выявления у металла склонности к этому виду разрушения по стандартным методикам. [c.59]

При высоких температурах литий более агрессивен, чем натрий, и вызывает более сильное расгворение никеля и хрома. Он обладает также способностью обезуглероживать углеродсодер-жащие вещества и науглероживать другие материалы, склонные к карбидообразованию. Обезуглероживание придает хрупкость материалу, из которого, изготовлена аппаратура, а при избирательном обезуглероживании по границам зерен наблюдается межкристаллитное разрушение. [c.89]

Зачистка образцов наждачной бумагой ведет к деформации поверхностных слоев металла, поэтому влияние зачистки на склонность стали к межкристаллитной коррозии аналогично влиянию холодной деформации, проводилюй после отпуска, вызывающего склонность стали к межкристаллитному разрушению. Зачистка абразивами, деформирующая поверхностные слои металла, приводит к нарушению сплошности участков, обедненных хромом, расположенных по границам зерен и являющихся анодами, [c.124]

Один из существенных недостатков хромоникелевых сталей типа Х18Н9 — склонность к межкристаллитной коррозии, возникающая после нагрева при 500—850°. Существует ряд теорий, объясняющих появление в этих сталях склонности к межкристаллитному разрушению. Наиболее общепринятой и хорошо объясняющей большинство опытных данных при коррозии стали типа Х18Н9 является теория обеднения пограничных участков твердого раствора хромом вследствие выделения по границам зерен при 500—850° карбидов, богатых хромом, типа (СгРе)гзСб. Причиной обеднения служит более высокая скорость диффузии углерода, чем хрома, вследствие чего в образовании карбидов участвует почти весь углерод сплава, а хром — только находящийся у границ зерен, где преимущественно идет образование карбидов. [c.117]

Склонность к межкристаллитной коррозии стали Х18Н9Т практически устраняют нагревом при 870° в течение 2 час. При указанном нагреве достаточно полно завершается процесс выделения карбидов и последующая их коагуляция, следствие этого уменьшается склонность стали к межкристаллитному разрушению, так как нарушается непрерывность карбидной сетки, а следовательно, и непрерывность обедненных хромом участков по границам зерен. Кроме того, при 870° выравнивается концентрация хрома в твердом растворе, отчего повышается коррозионная стойкость границ. [c.118]

Склонность к межкристаллитной коррозии стали Х18Н9Т практически можно устранить достаточно длительным нагревом, например при 870°С в течение 2 ч. При указанном нагреве достаточно полно завершается процесс выделения карбидов и последующее выравнивание содержания хрома в твердом растворе вследствие этого уменьшается склонность стали к межкристаллитному разрушению. [c.154]

Длительный нагрев стали 1Х18Н9Т при 870° С (>- 2 ч). При нем карбиды полностью перестают выделяться и наблюдается их коагуляция, уменьшающая склонность стали к межкристаллитному разрушению вследствие нарушения непрерывности карбидной сетки (рис. 150,а), а следовательно, и обедненных хромом участков по границам зерен. Кроме того, при длительной выдержке при 870° С хром успевает продиффундировать в обедненные участки, что приводит к выравниванию его [c.275]

Одним из немногих, но часто весьма важным недостатком нержавеющих хромо-никелевых аустенитных сталей является склонность их к мекристаллитной коррозии [5—8, И, 12, 26—34]. Межкристаллитному разрушению эти стали подвергаются далеко не всегда, а только при определенных сочетаниях внешних и внутренних факторов, т. е. химического и фазового состава металла и характера коррозионной среды. [c.502]

Современные стандартные методы [7, 8, 12, 26, 27, 35] выявления межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей, например кипячение образцов в растворе серной кислоты и сульфата меди, найденные в результате экспериментального подбора, хорошо подтверждают предполагаемый электрохимический механизм межкристаллитного разрушения. Оказывается, межкристаллитное разрушение наступает тогда, когда окислительно-восстано вительный потенциал раствора (а следовательно, и сообщаемый испытываемым образцам О бщий стационарный потенциал) лежит положительнее потенциала активно корродирующей границы, но отрицательнее потенциала поверхности зерна, находящейся в пассивном состоянии. При этом создаются такие условия, когда прилегающая к границе зерна область твердого раствора, обедненная хромо-м, все время остается активной и устойчиво работает анодом, а поверхность самого зерна остается все время пассивной и устойчиво работает катодом. [c.503]

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]

Предлагались и другие гипотезы для объяснения межкристаллитной коррозии, однако механизм, связанный с обеднением хромом, более всего отвечает экспериментальньпл данным, и, по-видимому, соответствует истине. Например, в карбидах, выделившихся на границах зерен после сенсибилизации нержавеющих сталей, как и ожидалось, обнаружено Повышенное содержание хрома. В продуктах коррозии на границе зерна, полученных в условиях, когда исключалось разрушение карбидов, содержание хрома оказалось ниже, чем в целом в сплаве. Так, Шафмейстер[17] подвергал воздействию холодных концентрированных растворов серной кислоты нержавеющую сенсибилизированную сталь, содержащую 18 % Сг, 8,8 % N1, 0,22 % С. После 10-дневных испытаний в продуктах коррозии сплава на границе зерен он обнаружил только 8,7 % Сг. Содержание N1 и Ре в продуктах коррозии составляло, соответственно, 8,4 и 83,0 %. А это означает, что по границам зерен не происходит обеднения сплава никелем, но увеличивается содержание железа. Исследования сенсибилизированных нержавеющих сталей с помощью сканирующего микроскопа показали обеднение границ зерен хромом и [c.306]

МЕЖКРИСТАЛЛИТНАЯ КОРРОЗИЯ, интеркристаллит-ная коррозия — разрушение границ зерен вследствие электрохимической коррозии металлов. Вызывает потерю прочности и пластичности металлов, приводит к преждевременному разрушению конструкций. М. к. (рис.) подвержены сплавы на основе железа (железо — никель — хром железо — марганец — никель — хром железо — хром и др.), никеля (никель — молибден никель — хром — молибден), алюминия (алюминий — медь алюминий — магний — кремний) и др. элементов. [c.789]

В процессе изготовления аппаратуры и оборудования из коррозионностойких сталей, вследс -вие неправильной термической обработки или при сварке могут возникнуть условия, вызывающие межкристаллитную коррозию. По современным представлениям преимущественное разрушение границ зерен обусловлено электрохимической неоднородностью поверхности, возникающей в определенном для данного сплава интервале температур в результате структурных превращений. Например, при нагреве хромоникелевых сталей при 600—800 °С происходит выделение из твердого раствора сложных карбидов, содержащих хром, железо и никель. Эти карбиды выпадают преимущественно но границам зереи, что приводит к обеднению отдельных участков сплава хромом. Наиболее сильное обеднение наблюдается в зоне, непосредственно прилегающей к границе рерна. Имеются и другие факторы, способствующие межкристаллитной коррозии. Например, для коррозионностойких сталей, содержащих молибден, большое значение приобретает выделение о-фазы, также способствующей обеднению хромом прилегающих к границам участков. Перераспределение хрома в коррозионностойких сталях возможно и в результате выпадения высокохромистого феррита — продукта распада аустенита, что вызывает межкристаллитную коррозию, например, сварных швов. Существует мнение, что на склонность к межкристаллитной коррозии влияют также и внутренние напряжения. [c.55]

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]

В настоящее время получила распространение теория, которая связывает межкристаллитную коррозию дуралюмина с коррозионным разрушением интерметаллидов СиАЬ при их выделении в виде непрерывной цепочки по границам зерен. Причиной межкристаллитной коррозии нержавеющих сталей в сильноокислительных средах также может быть не коррозия обедненной хромом зоны, а коррозия фаз, выделяющихся в виде непрерывной цепочки по границам зерен. К таким фазам относятся интерметаллическое соединение РеСг(ст-фаза), б-феррит, фазы с мартенситной структурой. Так, например, ст-фаза растворяется в кипящем 65%-ном растворе НЫОз. Поэтому при выделении ст-фазы в виде непрерывной цепочки по [c.103]

Нержавеющие стали типа 1Х8Н9 и Х18НЮТ, известные под общим названием хромоникелевых сталей типа 18-8, отличаются склонностью к межкристаллитной коррозии, т. е. к разрушению металла по границам зерен вследствие уменьшения концентрации хрома в твердом растворе. Межкристаллитная коррозия связана с замедленным охлаждением или нагревом стали в интервале температур 600—850 °С. [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология