ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние напряжений и отпуска на коррозионное растрескивание нержавеющих сталей из "Нержавеющие стали " Упругие напряжения, возникающие в материале, могут быть по природе внутренними напряжениями, появляющимися в материале в результате термической обработки, и внешними — под влиянием нагрузок. Часто в деталях действуют внутренние и внешне приложенные нагрузки (в результате сварки, быстрого охлаждения с высоких температур и при работе деталей под давлением). Наблюдаются случаи больших напряжений в биметалле из нержавеющей стали, а также в сварных швах вследствие большой разницы в коэффициентах линейного расширения. Операции штамповки, гнутья и др. часто бывают причиной больших внутренних напряжений, которые способствуют коррозионному растрескиванию при воздействии соответствующих сред. [c.627] Примеров коррозионного растрескивания под напряжением очень много и, в частности, следует отметить следующие. [c.627] Сталь 18-8 с Мо имеет более высокую коррозионную стойкость в морской воде, чем сталь 18-8 с 0,08% С. Однако сетки из холоднотянутой проволоки из стали с Мо через 2 месяца были сильно разрушены, тогда как из стали 18-8 простояли в морской воде более 14 лет. [c.627] Аппарат из стали 18-8-Мо с 0,03% С при работе с 85%-ной Н3РО4 очень быстро вышел из строя от коррозии под напряжением, тогда как такой же аппарат из этой стали, но подвергнутый отпуску при 540° С, успешно применялся в этой среде длительное время. [c.627] Часто изготовленные детали аппаратуры подвергают закалке (аустенизации) с высоких температур (950—1120° С) с быстрым охлаждением в воде для устранения у деталей склонности к меж-кристаллитной коррозии. В ряде случаев быстрое охлаждение, устраняющее склонность к межкристаллитной коррозии, создает высокие напряжения, которые способствуют в ряде сред появлению склонности к коррозионному растрескиванию под напряжением. При оформлении аппаратуры и выборе стали следует учитывать влияние этого фактора, чтобы устранить склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением. [c.627] Например, сталь 18-8 с ниобием, погруженная в кипящий 42%-ный раствор хлористого магния, разрушается под напрял е-нием порядка 14—21 кПмм . Установлено, что сталь 18-8 может разрушаться в коррозионной среде при напряжении 5 кПмм . [c.627] Наличие на поверхности точечной коррозии увеличивает склонность материала к коррозионному растрескиванию и может служить причиной появления трещин вследствие увеличивающейся концентрации напряжений. [c.627] Влияние внутренних напряжений, возникающих в изделиях при термической обработке, сварке или обработке давлением, определяют экспериментально и устанавливают связь между ними и коррозионным растрескиванием под напряжением [422 J. [c.629] Производились испытания [602 ] отрезков холоднотянутых труб из хромоникелевых сталей 18-8-Nb и 18-8-Мо в состоянии после холодной протяжки и отпуска при 538—871 С с последующим охлаждением на воздухе и в воде. Было установлено, что отрезки труб из стали 18-8-Nb и 18-8-Мо после отпуска при 870 и 840° С и испытания в кипящем 42%-ном растворе Mg l совершенно не имели коррозионного растрескивания. Отрезки труб из этих сталей в холоднотянутом состоянии, имевшие остаточные напряжения 12 и 8 кС1мм , соответственно растрескивались через 6 и 7,5 кипячения. Из данных работ [422, 602, 607, 608] следует, что стабилизирующий отпуск при 800—900° С весьма целесообразен, так как он, снимая остаточные напряжения, устраняет склонность хромоникелевых сталей к коррозионному растрескиванию под напряжением. Для сталей 18-8-Мо наилучшие результаты получены при 840 С, для стали 18-8-Nb — при 870 С, а для стали 18-8-Ti — при 800—840° С [503, 602, 603, 611 ]. Для никеля и никелевых сплавов применяется отжиг при 600— 700° С. [c.629] В работе [766] рассматривается ряд случаев коррозионного растрескивания аустенитных сталей под напряжением и для различных случаев применения и технологической обработки даются рекомендации по термической обработке для снятия напряжений, способствующих устранению коррозионного растрескивания. Подчеркивается, что наиболее полное снятие напряжений для аустенитных сталей наблюдается при температурах выше 820—900° С. Более низкий отпуск, иногда применяемый в практике при 200— 650° С, может снять только пики напряжений и снизить склонность к коррозионному растрескиванию. Такой отпуск помогает уменьшить склонность к растрескиванию под напряжением только в случае применения сплавов в менее агрессивных в коррозионном отношении средах. В сильно агрессивных средах следует применять более высокие нагревы. [c.629] Для устранения пика напряжений. . [c.630] Примечание. Режимы термической обработки А — нагрев при 1010—1120 С, медленное охлаждение. В — стабилизация при 900° С, медленное охлаждение. С — аусте-низация при 1010—1120° С, быстрое охлаждение или закалка в воде. D — отпуск для частичного снятия напряжений при 480—650° С, медленное охлаждение. Е — отпуск для частичного снятия напряжений при 427 — 482° С, медленное охлаждение. F — отпуск для частичного снятия напряжений при 200—482° С, медленное охлаждение. Обычно выдержка из расчета 4 ч на 25 мм толщины материала. [c.630] В работе [671] изучено коррозионное растрескивание нержавеющих сталей 1Х18Н9Т и сталей типа 18-12, 16-15 с присадками Ti, Р, Си, N, В, Be, Мо, W, Nb под напряжением в 42 %-ном растворе хлористого магния. [c.630] Установлено, что фосфор, медь, молибден (0,61%), вольфрам (2,7%), ниобий (0,62—1,6%), азот (0,3—0,35%), введенные в сталь раздельно, снижают склонность металла к коррозионному растрескиванию. Меньшие количества азота (0,061%), бора (0,005%) и кремния (0,81%), а также углерода после 1500- i отпуска при 600° С не оказывают существенного влияния. Повышение содержания никеля при одинаковом содержании хрома заметно повышает стойкость стали к коррозионному растрескиванию. [c.630] Предполагается, что процесс коррозионного растрескивания сталей под напряжением протекает по следующей схеме некоторые авторы [535, 603 ] отмечают в начальной стадии индукционный период, в течение которого происходит процесс коррозионного разрушения защитной пленки и образование питтингов в результате взаимодействия среды и металла. В индукционный период наличие приложенного напряжения независимо от его величины влияет мало. За этим периодом следует процесс самого растрескивания, состоящий из зарождения трещин в местах с обнаженной металлической поверхностью и их быстрого развития в направлении, перпендикулярном действующей силе. [c.631] Увеличение напряжения способствует ускорению коррозионного растрескивания, но прямой зависимости не наблюдается. Имеется много случаев, когда скорость коррозионного растрескивания в широком интервале приложенных напряжений не зависела от их величины. [c.631] Влияние коррозионной среды. Коррозионная среда, вызывающая растрескивание под напряжением, может быть жидкой и газообразной. Растрескивание нержавеющих сталей и сварных швов в жидкой коррозионной среде наблюдается только в некоторых растворах, содержащих какое-то количество хлоридов, сульфидов, азотнокислых, фосфорнокислых и других солей. [c.631] Вернуться к основной статье