Растрескивание в металлах жидких

Кроме стойкости к растрескиванию и размыванию футеровка печи, работающей в условиях вакуума при плавке материалов, не должна химически взаимодействовать с жидким металлом, чтобы не вызвать изменения его химического состава. При атмосферном давлении оксиды алюминия и магния и диоксид циркония имеют высокую температуру начала восстановления, вследствие чего возможность восстановления из футеровки печи алюминия, магния и циркония в этих условиях при температурах металла 1500—1600 °С исключается. В вакууме же температура начала восстановления оксидов значительно снижается и, следовательно, возможно загрязнение металла продуктами диссоциации указанных оксидов, даже в случае применения этих оксидов в плавленом виде. [c.95]

Коррозионная среда. Коррозионное растрескивание металлов и сплавов может идти в различных средах — как газовых (воздух, водяной пар), так и жидких (растворы электролитов, органические растворители, расплавленные соли). Обычно это средне- и малоагрессивные среды, которые вызывают у ненапряженного металла незначительную общую коррозию. Отдельные металлы и сплавы подвержены коррозионному растрескиванию только при наличии в среде специфических ионов. Один и тот же ион может ускорять растрескивание одного металла и тормозить растрескивание другого. Например, хлор-ионы вызывают растрескивание аустенитных хромоникелевых сталей, но предотвращают коррозионное растрескивание углеродистых в растворах нитратов. Ион NO3 , наоборот, вызывает растрескивание углеродистых и тормозит растрескивание аустенитных сталей. [c.451]

Глава начинается с достаточно элементарного анализа проблемы ползучести и разрушения конструкционных сплавов под напряжением при высоких температурах и описания различных эффектов, наблюдаемых при воздействии внешней среды. Затем следует краткий обзор высокотемпературной коррозии и обсуждение многочисленных путей ее влияния на механические свойства сплавов, после чего уже непосредственно рассмотрены коррозионная ползучесть и разрушение материалов вследствие коррозии под напряжением. Следует отметить, что в данной главе рассматриваются процессы, протекающие при высоких температурах, как правило выше 0,5 Тт, где Тт — абсолютная температура плавления рассматриваемого сплава. Поэтому в круг обсуждаемых вопросов не входят такие сложные явления, как коррозионное растрескивание под напряжением, охрупчивание при контакте с жидким металлом или понижение сопротивления излому, вызванное поверхностно-активными веществами. По этим вопросам имеются авторитетные обзоры [8, 9]. [c.9]

Коррозионное растрескивание в жидких металлах [c.353]

Металлы, которые, как было показано, в жидком и твердом виде вызывают растрескивание титана, рассматриваются в разделе Коррозионное растрескивание в жидких металлах . Наиболее важные в практическом отношении проблемы, по-видимому, ветре-, чаются в связи с применением деталей с металлическими покрытиями, нанесенными гальваническим способом, вакуумным осаждением или горячим погружением. Такие проблемы возникают, когда признаки непосредственного контакта встречаются в условиях службы, например при применении крепежных деталей, болтов. Барьерные слои и видоизменение состава покрытия могут устранять такие проблемы. [c.431]

Основными преимуществами титана перед нержавеющими сталями являются устойчивость против точечной коррозии и коррозионного растрескивания металла, находящегося под напряжением, а также высокая коррозионная стойкость в растворах хлоридов и других жидкостях. Это определяет его применение в химическом машиностроении для изготовления насосов,, труб, пружин, автоклавов и т.п. Так, замена нержавеющей стали титаном при изготовлении клапанов, работающих в жидких агрессивных средах при высоком давлении, дала возможность увеличить срок их службы более чем в 20 раз. [c.19]

Помимо описанных методов исследования коррозионного растрескивания металлов, Никифоровой [29] был предложен ускоренный метод определения устойчивости стали к коррозионному растрескиванию в жидких средах. [c.86]

Таким образом, при одновременном действии механических напряжений и жидких сред характер и механизм разрушения материала может не только количественно, но и качественно отличаться от разрушения в агрессивных средах в отсутствие напряженного состояния. Такие эффекты, как коррозионное растрескивание металлов, охрупчивание стекла, озонное растрескивание резин, появление хрупкого растрескивания при повышенных температурах у ПЭ в растворах поверхностно-акти-вных веществ возникают при одновременном воздействии механических напряжений и среды. [c.121]

Жидкий аммиак, транспортируемый по аммиакопроводу, должен содержать 0,2% (масс.) воды, что предотвращает коррозионное растрескивание металла. Для этой цели на заводе в Тольятти имеются насосы, при необходимости автоматически добавляющие воду в жидкий аммиак. Насосы головной насосной станции откачивают жидкий аммиак из сферических буферных хранилищ и сжимают его до давления 8,15 МПа. [c.400]

Строительными нормами увеличивать толщину металлических конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах не допускается [86], а расчетное сопротивление не должно превышать 210 МПа. Таким образом, резервуар или другое сооружение, рассчитанные по строительным нормативам, будут иметь толщину днища и стенок (обечайки) меньше, чем если бы их рассчитывали по нормам проектирования металлического оборудования. В сильноагрессивных жидких средах долговечность металлоконструкций может быть повышена не только за счет уменьшения относительных коррозионных потерь (за счет большей толщины) и опасности коррозионного растрескивания. Металл в сооружениях и оборудовании, имеющий с внутренней стороны мощную защиту в виде футеровки, испытывает дополнительные напряжения от действий температур и набухания штучных материалов (главным образом, керамических) в агрессивных средах. Величина этих напряжений может превышать напряжения от других силовых факторов. Поэтому наливные сооружения с антикоррозионной защитой из штучных футеровочных материалов следует рассчитывать на прочность и жесткость с учетом работы системы металл — футеровка, а расчетное сопротивление желательно принимать не более 134 МПа. [c.32]

Коррозионное растрескивание стали под напряжением происходит также при контакте металла с безводным жидким аммиаком [c.133]

При этом возникает адсорбционный (физико-химический) эффект понижения поверхностной энергии металлической матрицы на границе с включением, насыщенной активной жидкой средой (эффект Ребиндера). Проявляется действие сил от остаточных внутренних напряжений и происходит поверхностное растрескивание металла в районе включений без приложения внешней нагрузки. [c.25]

Структурное растрескивание неизбежно связано с температурным градиентом, существующим в большинстве случаев в огнеупоре. Расплавы, содержащиеся в огнеупорах, перемещаются вследствие разности температур. Таким способом большое количество жидкости, возникающее в рабочем слое футеровки, движется по капиллярным каналам изделий. Жидкая фаза, включающая компоненты, поступившие из расплавленного металла и шлака, проникает по порам изделия и арматурного слоя, оплавляют изделия и насыщают их. Сквозь рабочий слой проникают все новые порции расплава, вступающие в реакцию с изделиями, и насыщают их. Необходимо обращать внимание на скорость перемещения ионов, зависящую от их вида. Можно считать, что оксиды А1, Т1, Са, Ре проникают независимо. [c.108]

Механизм охрупчивания в жидких металлах аналогичен механизму КРН только при определенных сочетаниях жидких и напряженных твердых металлов, приводящих к межкристаллитному растрескиванию (табл. 7.2). Например, чтобы избежать катастрофического межкристаллитного растрескивания, ртутные котлы должны быть изготовлены и изготавливаются из - углеродистой стали, а не из титана, его сплавов или латуни. Адсорбированные атомы ртути снижают энергию межатомных связей на границах зерен напряженного титана или латуни, вызывая растрескивание, а в случае железа это не имеет места. [c.142]

Суммируя сказанное, можно утверждать, что адсорбционная теория объясняет большую часть характерных особенностей КРН металлов, а также некоторые виды неэлектрохимического растрескивания, например растрескивание стекла в воде, пластмасс в органических растворителях, металлов в органических средах, в жидких металлах, в атмосфере водорода. Справедливость этой модели подтверждается тем, что основной механизм влияния разрушающей среды одинаков для всех материалов. [c.142]

На рис. 54 приведены схемы возможного сочетания ввода газов и твердой фазы. Рассмотрим приведенные схемы, учитывая, что в реальных условиях происходят изменения материала в процессе технологической обработки. В одних случаях это приводит к изменению размера частиц — разбуханию, коагуляции, растрескиванию, окомкованию, в других (плавильные печи) —к изменению агрегатного состояния вследствие образования жидких фаз —металла и шлака. Изменение размеров [c.183]

Наконец, надежно доказано, что границы зерен становятся очень склонными к нарушению сплошности, если на них попадает жидкая фаза, как в случае охрупчивания при контакте с жидким металлом [89, 166]. Этот эффект дол кен быть особенно заметен в таких горячих агрессивных средах, в которых эвтектики с низкой температурой плавления не будут разнородными (например, N 382—N1 и Сг5—Сг [91]). Кроме того, известно, что газы, адсорбированные на границах и способные-, например, преимущественно диффундировать вдоль них в глубь сплава при низких температурах (когда образование коррозионных продуктов маловероятно), могут понижать поверхностную энергию и, вероятно, силы сцепления на границе [167, 168]. Этот эффект может усиливать проскальзывание по границам зерен и растрескивание. [c.34]

Образцы ДКБ особенно удобны для испытания полуфабрикатов из высокопрочных сплавов в высотном направлении, поскольку межкристаллитный характер коррозионного растрескивания в этих сплавах препятствует выходу коррозионной трещины из плоскости. Таким образом на образцах ДКБ направления ВД и ВП, изготовленных из плиты (см. рис. 7), коррозионная трещина в большей степени будет развиваться в средней плоскости материала, а не уклоняться в сторону, как это часто происходит в магниевых, титановых сплавах и в сталях. Это показано на рис. 20, где трещина межкристаллитного охрупчивания жидким металлом развивается в виде прямой линии по центральной плоскости образца ДКБ длиной 300 мм из высокопрочного алюминиевого сплава. [c.173]

В 1966 г. были представлены результаты [151] по определению общей коррозий и коррозионного растрескивания титановых сплавов в жидких металлах. [c.353]

Из имеющихся данных вероятно, что наиболее опасными компонентами в отношении КР являются ионы С1 , Вг или 1 . Содержание воды в некоторых исследованных расплавленных солях было чрезвычайно низким (6-10- %) и вследствие этого кажется неубедительным, что водород играет некоторую роль в процессе растрескивания [104]. Немного известно о типах и кинетике реакций расплавленных солей со свободными от пленки поверхностями титана, поэтому детальной дискуссии, которая могла быть дана по процессам с контролируемой скоростью, не имеется. Как отмечалось ранее, между КР в водных растворах и в расплавленных солях имеется аналогия. Может быть принято без доказательств, что область / роста трещин характеризуется кинетически контролируемым процессом (сравним кислотные и метанольные растворы). Кроме того, может быть принято без доказательств, что в азотнокислых солях область П роста трещин характеризуется процессом, контролируемым массопереносом. В чистых солях галоидов эвтектического состава ситуация более сложная, но возможно, что некоторая зависимость между процессами в этих средах и процессами в жидких металлах существует. [c.404]

Было показано, что покрытие другими металлами, например цинком или никелем, служит в качестве удовлетворительного метода устранения высокотемпературного солевого коррозионного растрескивания. Применение цинковых покрытий может вызывать сомнения, поскольку цинк в твердом и жидком состояниях способствует охрупчиванию основного металла. [c.431]

Можно предположить, что для полимеров в инактивных средах, не являющихся растворителями и химически активными агентами, кривые долговременной прочности также могут иметь предельное напряжение, ниже которого разрушение практически не происходит. Такое предельное напряжение наблюдается при коррозионном растрескивании различных металлов [54, с. 43] и резин [52, с. 122]. Однако в литературе отсутствует экспериментальное подтверждение этого предположения для жестких полимеров [52, с. 69 53, с. 182]. Наши исследования по влиянию различных жидких сред на долговечность пластмасс также не позволяют пока однозначно утверждать наличие безопасного напряжения в зависимости lg т—а. [c.126]

При взаимодействии алюминия со ртутью образуется амальгама, но она не защищает мета 1Л от воздействия среды и не умень-(пает скорость коррозии. Латуни в жидкой и парообразной ртути подвергаются коррозионному растрескиванию. Благородные металлы вступают в реакцию со ртутью уже при нп )-мальиой температуре. [c.840]

При очистке газов от кислых компонентов наряду с общей коррозией происходит также коррозионное растрескивание. При этом коррозионному растрескиванию подвержены сравнительно малопрочные стали с пределом текучести ниже критического значения, которые обычно не поддаются растрескиванию. Это несоответствие объясняется более агрессивными условиями, возникающими в парогазовой фазе в связи с образованием на поверхности металла пленки влаги. Из-за малой толщины этой пленки создаются условия более легкого, чем в жидкой фазе, доступа сероводорода (стимулятора наводороживания и растрескивания) к поверхности металла, и в то же время сохраняется электролитический характер среды. Коррозионному растрескиванию подвержены абсорберы, десорберы, теплообменники, подогреватели, трубопроводы. Как правило, коррозионное растрескивание возникает вблизи сварных швов и трещины направлены вдоль сварных швов. Для предотвращения коррозионного растрескивания рекомендуется применять термическую обработку (обжиг) для снятия остаточных напряжений. Наличие хлоридов в сероводородном растворе увеличивает склонность стали к коррозионному растрескиванию. Высокую стойкость к коррозионному растрескиванию проявили стали с 3% молибдена типа Х17Н13МЗТ. [c.176]

Адсорбционный механизм растрескивания лежит в основе растрескивания под напряжением пластмасс в органических растворителях [33, 34], а также растрескивания твердых металлов под действием жидких металлов (охрупчивание в жидких металлах). Таков и механизм, предложенный ранее Петчем и Стейблсом Т35], объясняющий коррозионное растрескивание стали, вызванное на-водороживанием (см. разд. 7.4). [c.142]

На рис. 7.11 показаны участки I и II роста трещины в Al-сплаве (1,2—2,0 % Си 2,1—2,9 % Mg 0,3 % Сг 5,5 % Zn) в растворе Na l, а также в жидкой ртути (охрупчивание в жидких металлах) при комнатной температуре. Скорости растрескивания в ртути выше, чем в водных растворах, но характер зависимости скорости от интенсивности напряжения одинаков. Металлургические факторы, влияющие на скорость роста трещин в одной среде, аналогичным образом влияют и в других. Вполне возможно, что некоторые аспекты механизма растрескивания справедливы в различных условиях. [c.147]

Общую и локальную виды коррозии контролируют не реже 2 раз в месяц по зондам электросопротивления или аналогичным, но другого типа по всей технологической линии в жидких фазах, газовой фазе и по возможности на границах раздела, а также не менее 1 раза в год по образцам-свидетелям и замерам толщины стенок ультразвуковым или другим дефектоскопом. За сероводородным растрескиванием ведется наблюдение косвенным методом по степени водородпроницаемости водородных зондов на первой стадии (в течение года) не реже 1 раза в неделю и на последующей—1 раза в квартал по напряженным образцам и образцам для гиба-перегиба — не реже 1 раза в год. По мере проведения ремонтных работ необходимы вырезка образцов металла и полный анализ их состояния определение механических свойств, содержания водорода, стойкости к сероводородному растрескиванию, а также металлографические исследования. Кроме того, периодически проводится визуальный осмотр внешнего состояния и не реже 1 раза в год — внутренний осмотр сосудов с проведением соответствующих замеров и техническим освидетельствованием их. [c.176]

Основным разделом справочника является его последняя, третья часть, содержащая систематизированные сведения о коррозионной стойкости материалов в различных жидких и газовых средах. Для металлов приведены количественные данные по скоростям коррозии. В отличие от большинства справочников, в таблице указаны также специфические виды коррозии точечная, язвенная, межкристаллитная, коррозионное растрескивание. Для неметаллических материалов принята трехиндексная качественная система оценки стойкости. В тех случаях, когда коррозионные исследования проводились на материалах уже устаревших марок, в таблицах 1 и 2 указаны, где возможно, современные марки, наиболее близкие к исследованным. [c.5]

Тнтан I его сплавы могут охрупчиваться иод действием нескольких жидких металлов, Охрунчиванне жидким металлом — одна из первых проблем в эксплуатационных условиях, вызванная сообщением о растрескивании дисков компрессора из сплава Ti—4 Al—4V в Westinghouse XJS 4 Engine [3]. Такое растрескивание происходило в результате воздействия кадмиевого покрытия болтов на деталь. Хотя рабочие температуры конструкций были близки к темиературе плавления кадмия, наблюдаемое охрупчивание могло быть вызвано и твердым кадмием, как обсуждается в дальнейшем. [c.353]

Имеется ограниченное число данных о характере разрушения титановых сплавов в жидких металлах. Разрушение сплава Ti— —8 Al—1 Mo—IV в ртути согласуется с обобщенным поведением, представленным иа рис. 83. Так, в области II рост трещины происходит за счет транскристаллитного скола при низких уровнях К (область I) растрескивание в основном межкристаллитное [104], Все другие наблюдения за растрескиванием, вызываемым воздействием жидкого металла, были получены в опытах, в которых зависимости и от /С не были определены точно. Например, было показано, что титан марки СР-50 [157] и сплав Ti—13 V— —11 Сг—ЗА1 [103] разрушаются в жидком кадмии транскристаллитно. Наблюдался смешанный транскристаллитный и межкристаллитный характер разрушения сплавов Ti—8 Al—1 Mo—IV и Ti—б Al—4V после охрупчивания твердым кадмием [160], В противоположность этому поведению в жидком кадмии, сплав Ti—13 V—ПСг—3 А1 разрушается в жидком цннке преимущественно транскристаллитно [103]. [c.382]

Микромасштаб, примененный во многих случаях к хрупкому разрушению, основывается на том, что высокие нормальные напряжения возникают на конце плоскостного скопления краевых дислокаций, блокированных препятствиями в виде границ зерен. Следует отметить обзорную работу [211] по применению та кого подхода к проблемам разрушения. Этот вид анализа был успешно приме ней [I58i] для объяснения напряженного состояния, вызывающего зарождение трещин в жидких металлах. Однако анализ не может быть использован для прогнозирования сопротивления коррозионному растрескиванию титановых сплавов могут быть определены лишь некоторые тенденции качественного характера. [c.393]

Метод оцеики антикоррозионных свойств покрытий (A3) при испытании в жидких агрессивных средах (воде, кислотах, щелочах, растворах солей, органических соединениях) заключается в определении следующих видов разрушения покрытий пузырей (П), отслаивания пленкн от подложки (С), сморщивания (СМ), растрескивания (Р), растворения пленки (Т), коррозии металла (К) с учетом относительных оценок соответствукяцих видов разрушения (П, С, СМ, Р, К) и относительной оценки по размеруразрушения (ЛР). [c.176]

Число разрушений конструкций из титана и его сплавов, произошедших по вине коррозионного растрескивания, к настояшему времени достаточно мало. Однако в ряде сред и условий эксплуатации титановые сплавы оказываются склонны к коррозионному растрескиванию. К основным механизмам коррозионного растрескивания титановых сплавов относятся солевое высокотемпературное растрескивание и растрескивание при комнатной температуре. Растрескивание при комнатной температуре в основном происходит в водных и метанольных средах, содержащих хлориды при прямом контакте сплава с рядом жидких и твердых металлов, газов в ряде других сред, например, тетраоксиде диазота — N2O4, дымящей азотной кислоте и т. п. Солевое растрескивание происходит под действием внешних или внутренних напряжений при непосредственном контакте материала с твердыми хлоридами в присутствии кислорода и водяного пара при температурах выше 250 °С. Такое растрескивание носит преимущественно межкристаллитный характер. В зависимости от степени коррозионного воздействия на титановые сплавы, хлориды по степени интенсивности воздействия можно распределить следующим образом [c.78]

Электрические методы НК в настоящее время успешно применяются при решении задач дефектоскопии, толщинометрии, структуроскопии, термометрии объектов, анализа состава вещества. Контролю подвергаются как электропроводящие, так и диэлектрические материалы в твердом, жидком и газообразном агрегатном состоянии. В качестве областей наиболее эффективного использования электрических методов можно выделить обнаружение расслоений в прокатном листовом металле, дефектов в отливках, некачественных спаев, дефектных швов, расслоений в биметаллических пластинах, трещин в металлических изделиях, растрескиваний эмалевых покрытий, трещин в электрических изоляторах, сортировка или идентификация металлических изделий, измерение толщин пленок, проверка химического состава и определение степени термообработки металлических деталей, контроль и диагностика трибосопряжений, контроль влажности материалов, кон- [c.396]

При взаимодействии алюминия со ртутью образуется амальгама, но она не защищает металл от воздействия среды и не умень-и)ает скорость коррозии. Латунн в жидкой и парообразной ртути подвергаются коррозионному растрескиванию. Благородные металлы вступают в реакцию со ртутью уже при нормальной температуре. Окисные пленки, имеющиеся на металлах, защищают их от взаимодействия со ртутью, в восстановительных средах скорость реакции обычно возрастает. [c.840]

Рис. 2.01,4. Сероводородное растрескивание под напряжением металла (сталь 16ГС, лнс толщиной 18 мм) околошовной зоны и шва сварного соединения абсорбционно-отпарной кс лонны К-2 Коробковского ГПЗ. Среда — жидкие и газообразные углеводороды с содержа нием сероводорода от 0,5 до 1,9 г/100 гл газа, присутствует вода. Срок эксплуатации 11 лет Трещины идут вдоль стыкового сварного шэа (по зоне термического влияния), а также пс перек шаа [данные Романова В. В., Котельникова Ю, А., Рыжковой Л. С.]

Проведены исследования солей металлов и аминов сульфо-оксиалкилянтарной кислоты, получаемой сульфированием 50з в жидком ЗОг алкенилянтарного ангидрида [18, 20, 101]. В качестве маслорастворимых ингибиторов перспективны соли карбамида, Мп, Са, Ва, 2п, А1 и особенно Си, N1, Со, Мо, так как последние помимо высоких защитных свойств обладают хорошими смазывающими, противоизносными и противозадирными свойствами и весьма эффективны в условиях коррозии при трении, коррозионного растрескивания, коррозионной усталости, питтинг- и фреттинг-коррозии. [c.133]

Коррозия в жидких металлах помимо других обычно действующих факторов зависит от скорости движения металла и изменения -температуры в системе. Жидкий металл может удалить один элемент из сплава (нарример, расплавленные висмут и литий удаляют никель из нержавеющей стали) либо проникать по границам зерен (например, ртутное растрескивание отлатуни). Термический перенос металла осуществляется от более нагретых зон в более холодные зоны с пониженной растворимостью растворяющегося металла, Перенос металла возможен также в отсутствие градиента температуры под действием градиента активности. Действительный характер возникающего разъедания зависит от многих факторов, и в этом направлении еще много предстоит сделать. Важными факторами являются взаимная растворимость двух металлов или двух металлов в третьем, наличие загрязняющих вдимесей, образование. интерметаллических соединений, скорости диффузии присутствующих частиц. . [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология