ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Аустенитные стали из "Структура коррозия металлов и сплавов " Для возникновения коррозионного растрескивания (КР) необходимо воздействие на сталь постоянных или периодических растягивающих напряжений и специфической коррозионной среды. Примеры возникающих трещин на коррозионностойких сталях показаны на рис. 1.095—1.139. На поверхности металла, как правило, мало затронутой общей коррозией, возникают разветвленные или неразветвленные трещины, иногда видимые невооруженным глазом, а чаще выявляемые при осмотре с оптическим увеличением от 2—3 до 25—50 раз или выявляемые лишь металлографическими или физическими (ультразвук, вихревые токи, цветной метод и т. д.) методами. [c.107] При металлографическом исследовании поверхности или поперечных шлифов сталей, подвергшихся КР, видно, что трещины могут развиваться внутрикристадлитно рис. 1.099, 1.100, 1.103), или межкристаллитно рис. 1.105—1.109). Внутрикристаллитное КР и межкристаллитное КР существенно различаются по механизму и закономерностям. [c.107] По литературным данным и экспертным оценкам специалистов, на долю КР приходится от 20 до 40 % всех коррозионных разрушений в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и других подобных отраслях промышленности [1.68, 1.74 и др. 1, а в энергетике, особенно атомной, где коррозионностойкие стали используются особенно широко, эта доля еще повышается 11.68]. [c.107] Методы испытаний коррозионностойких сталей на устойчивость против КР разнообразны. Они регламентированы ГОСТом лишь для высокопрочных сталей (ГОСТ 9.903—81) и сварных соединений (ГОСТ 26294—84). Имеются отраслевые стандарты в энергетическом и химическом машиностроении [1.83]. [c.108] В качестве агрессивных сред для испытаний на КР используются либо кипящие концентрированные растворы хлорида (хлористого магния, кальция, цинка и т. д.) или горячие (50— 350 °С) водные растворы хлористого натрия, калия, хлорного железа, щелочей и т. д. [1, 68, 1.73, 1.74, 1.83]. [c.108] За рубежом за последние 5—10 лет подавляющее большинство испытаний проводят на машинах типа Инстрон при постоянной скорости принудительного деформирования металлов (обычно от 10 до 10 с ). Преимущество этого метода — быстрое получение результатов в условиях жесткого нагружения образцов в пластической области, недостаток — заниженная роль инкубационного периода КР при данном виде нагружения. [c.108] Хлоридное КР. Наиболее исследованы закономерности хлоридного внутрнкристаллит-ного КР. Тем не менее до сих пор не существует общепризнанного механизма этого вида разрушения. [c.109] Несколько особняком стоят водородная гипотеза, которая объясняет растрескивание повреждением металла водородом, выделяющимся при коррозии, и адсорбционная гипотеза, которая связывает развитие трещины со снижением поверхностной энергии металла при адсорбции компонентов раствора [1.74]. [c.109] Электрохимический механизм КР учитывающий полученные в последнее время данные о тонкой дислокационной структуре металла и о сложных химических процессах внутри узкого ограниченного объема трещины, представлен в 11.68]. [c.111] Зарождение трещины при умеренных напряжениях, не вызывающих разрыв оксидной пленки, рассматривается как электрохимический процесс локального нарушения целостности пассивного слоя с участием адсорбированного иона-активатора, приводящий к образованию первичных растворимых и вторичных малорастворимых продуктов коррозии, в который растягивающие напряжения вносят существенные изменения по сравнению с пит-тинговой коррозией, активируя и ориентируя растворение металла рис. 1.130—1.134, 1.138). [c.111] Термодинамические, а главное кинетические факторы приводят к облегчению локальной активации напряженного металла, не только повышая свободную энергию наиболее напряженных участков, но и ускоряя образование растворимых комплексов металла с хлоридом за счет увеличения дефектности и диффузионной проницаемости защитной пленки (растрескивание пленки представляет собой крайний случай в рассматриваемой картине). [c.111] Растягивающие напряжения на стадии распространения трещины способствуют острой локализации растворения у острия зародыша. Концентрация напряжений приводит к перемещению дислокаций в очень узкой области у острия, где они, повышая дефектность пассивного слоя, способствуют облегчению активации металла у острия по сравнению с боковыми стенками трещины. [c.112] В эффективно растущей трещине должна устанавливаться отрицательная обратная связь между степенью локализации коррозии и агрессивностью (составом) внутренней микросреды. В отсутствие такой связи агрессивность внутренней среды за счет гидролиза растворимых продуктов коррозии может вырасти до значений, вызывающих депассивацию боковых стенок трещины. Это приведет к округлению острия трещины и далее к перерождению ее в питтинг. [c.112] Наиболее вероятный регулятор связи между агрессивностью внутренней среды трещины и локализацией растворения — ион водорода. Например, при уменьшении pH до очень низкого значения, приводящего к активации боковых стенок трещины, резко возрастает их коррозия и, следовательно, расход ионов водорода на деполяризацию. Значение pH среды падает, концентрация металлических ионов возрастает. Анодный процесс тормозится, потенциал смещается в положительную сторону, стенки трещины пассивируются. [c.112] Механизм КР в других галогенидных средах, в растворах соляной кислоты, в смесях хлорсодержащих органических соединений с водой в принципе такой же, как в растворах хлоридов. [c.113] Хлоридное КР аустенитных сталей наблюдается в присутствии любых хлоридов, независимо от катиона, а также в присутствии соляной кислоты и влажных хлорорганических соединений типа U, H le, QH, 1 и др. [c.113] Вернуться к основной статье