ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Свойства стали, влияющие на ее взаимодействие с рабочей средой из "Прочность стали в коррозионной среде " При взаимодействии стали с рабочей средой, в частности с коррозионной, основную роль играют те ее свойства, которые, во-первых, создают возможность вступления в реакцию металла и среды, и, во-вторых, позволяют этой реакции охватить значительные объемы металла. [c.28] Однако этих свойств металла оказывается недостаточно, чтобы предопределить взаимодействие среды и металла мы уже говорили, что среда должна взаимодействовать со значительными объемами металла, и только в этом случае проявляется интенсивное влияние среды на прочность, выносливость и пластичность. Регулярная диффузия не может обеспечить быстрого подвода на большие глубины внутрь металла элементов внешней среды, поэтому при взаимодействии среды и металла и приобретает большое значение его свойство — дефектность строения. Только через развитые дефекты внешняя среда может взаимодействовать со значительными объемами металла. [c.28] Если первые четыре свойства стали, влияющие на ее взаимодействие с коррозионными средами в анодных процессах, нашли некоторое освещение в литературе, то последнее — пятое свойство, а именно дефектность (рассматриваемая как пути подвода среды внутрь металла) в литературе почти не описывалось. [c.28] Химический состав стали влияет на ее коррозионную стойкость, особенно при коррозии с водородной деполяризацией. Так, увеличение количества углерода свыше 0,5% увеличивает скорость коррозии стали, но это увеличение скорости коррозии зависит также от распределения углерода в сплаве, т. е. зависит от термической обработки. [c.28] Структурное состояние стали сильно влияет как на электрохимические коррозионные процессы, так и на диффузионные процессы чел больше нестабильность фаз, из которых состоит сталь, тем выше ее чувствительность к коррозии. [c.29] Как известно, пограничные слои зерна имеют менее упорядоченную структуру и повышенную собственную энергию по сравнению с матрицей зерна. Это приводит к тому, что эти места становятся более анодными, в то время как матрица зерна — катодна. Таким образом, в некоторых случаях коррозионное (анодное) поражение стали сосредоточивается в межзерненной зоне диффузионные процессы также во многих случаях происходят в приграничных частях зерен. [c.29] Свойства стали влияют на диффузию в нее водорода, на его растворимость в решетке и поглош,ение коллекторами (замкнутыми дефектами внутри металла типа пустот), т. е. предопределяют наводо-роживание стали, например, при коррозии с водородной деполяризацией. [c.29] В реальных многокомпонентных металлах диффузия протекает избирательно и о гомогенности диффузии можно говорить, лишь обобщая это представление на весь объем металла. Диффузия водорода в этом случае будет протекать избирательно по компонентам, требующим меньшей энергии активацик. [c.29] Поглощение водорода сталью зависит в основном от дефектности структуры решетки и наличия в ней пустот — коллекторов, где мог бы скапливаться молекулярный водород или его соединения. Поэтому те структуры стали, которые обычно имеют большое количество нарушений в решетке и большое количество коллекторов, обычно поглощают большое количество водорода. В связи с этим растворимость и поглощение водорода в аустените больше, чем в перлите, и значительно больше, чем в мартенсите. [c.30] Исследования С. А. Балезина [10] показали, что скорость диффузии водорода в стали увеличивается с повышением содержания углерода до 0,9%, после чего при дальнейшем увеличении количества углерода в стали диффузия ослабевает. Это объясняется изменением структуры стали при содержании углерода около 0,9% от ферритоперлитной к перлито-цементитной. [c.30] Закалка стали снижает окклюзию в нее водорода, например в опытах Дубового и Романова [331 сталь 1020 (0,18% Q в отожженном состоянии окклюдировала в 1,5 раза больше водорода, чем в закаленном, такое же положение наблюдалось и для стали 25ХНМА (0,29% С), которая в высокоотпущенном состоянии окклюдировала в 1,5 раза больше водорода, чем в закаленном. Однако такое положение наблюдается не всегда опыты этих же исследователей со сталью ШХ-15 показали, что количество окклюдированного водорода не зависело от термообработки. [c.30] Как уже говорилось, под влиянием деформации появляется дополнительная энергия активации, способствующая течению всех физико-химических процессов, в том числе и коррозионных в последнем случае, как указывает Г. В. Акимов [1], деформация помогает иону металла разорвать металлическую связь и создает ему возможность удалиться из решетки, т. е. обусловливает более низкую работу выхода иона. Вследствие этого можно было бы ожидать значительного снижения электродного потенциала металла под влиянием его деформации. Однако эксперименты не дают возможности однозначно установить значительное снижение электродного потенциала. А. В. Рябченков [132] тщательно проведенными опытами показал понижение электродного потенциала железа на 130 мв в 3%-ном растворе Na l -(- 0,1% Н2О2 при увеличении напряжения растяжения от О до предела пропорциональности. В других же случаях [166] не удавалось установить значительного разблагораживания электродного потенциала под влиянием деформации. [c.31] Снижение электродного потенциала под влиянием деформации зависит от знака действующего напряжения. Опыты Эванса [193] показали, что при изгибе образцов из мягкой стали в 0,1 растворе Na l в растянутой зоне наблюдается снижение электродного потенциала на 20—22 мв, тогда как в сжатой зоне — его повышение на 5—6 мв, причем через 50 мин электродные потенциалы на обеих сторонах образца сравнялись. [c.31] Экспериментально установлено, что ювенильный металл, обнажающийся после разрушения окисных пленок, в связи с действием растягивающих напряжений значительно более аноден, чем металл, покрытый пленкой окислов Далее, микроэлектрохимическими методами было выяснено [132], что особо резкое снижение электродного потенциала (в некоторых случаях до 200 мв) происходит на дне концентраторов напряжения. В связи с этим можно ожидать усиленное коррозионное разъедание дна концентратора напряжений, что и было нами подтверждено экспериментально (см. VI—5). [c.31] Прп неравномерной упругой деформации стали присходит интенсивное диффузионное внедрение некоторых элементов внешних сред в связи с появлением градиентов напряжений. Пластическая деформация также активирует влияние внешних сред на металл. Это объясняется, во-первых, упругим искривлением решетки, которое сопровождает пластическую деформацию, и, во-вторых, возможностью для элементов некоторых видов сред внедряться внутрь металла вдоль дислокаций, а также но полосам скольжения. [c.32] Рентгенографические исследования показывают, что энергия искривления кристаллической решетки при пластической деформации металла распределяется по объему деформированного металла очень неравномерно около 99/0 остаточной энергии деформации сосредоточено и тонких слоях возле плоскостей сдвига, охватывающих лишь 2—3 о общего числа атомов. Здесь искривление кристаллической решетки чрезвычайно велико и энергия деформации достигает 5000-— 10 ООО кал/г-am. Это превращает зону металла около плоскостей сдвига в наиболее активные места при взаимодейсгвии с внешней средой. [c.32] Исследование [191] показало сосредоточение диффузионно внедрившейся меди вдоль дислокаций деформированных кристаллов кремния это объясняется образованием вдоль дислокаций локальных энер-1-етических уровней, которые значительно выше, чем энергетические уровни кристалла с правильной решеткой, в связи с чем для диффузии необходима меньшая энергия активации. Наши исследования 149] по наводороживанию стали в процессе ее деформации также показали увеличение скорости наводороживания в зонах полос скольжения. [c.32] Места выходов дислокаций на поверхность стали являются наиболее активными во взаимодействии с внешней средой. Именно здесь происходят усиленная адсорбция, диффузионные и коррозионные процессы. [c.32] Вернуться к основной статье