ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Испытания коррозионной стойкости металлов при одновременном действии напряжений из "Методы исследования коррозии металлов " Межкристаллитная коррозия представляет собой сложный вид избирательного разрушения металлов, зависящий как от свойств и состояния самого металла, так и от свойств коррозионной среды. Этот вид коррозии наблюдается в газовых средах и в растворах электролитов. [c.96] 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 ло границам зерен связывается с повышенной электрохимической неоднородностью в этих районах. Обычно последнее является следствием выделения но 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] Методы определения межкристаллитной коррозии могут быть рассмотрены с двух сторон путем оценки эффективности различных сред для испытаний и путем оценки эффективности методов фиксации степени поражения металла. [c.96] Пра-ктика использования различных методов определения межкристаллитной коррозии в заводских условиях, специальная проверка в исследовательских лабораториях и обсуждение накопившегося опыта в литературе [114, 115] все это позволило в последнее время несколько расширить и улучшить действовавший в нашей стране до 1959 г. стандарт на методы определения склонности нержавеюш,их сталей к межкристаллитной коррозии.. Тем не мекее и теперь эти методы еш,е дале-ко не всегда отвечают запросам практиков и исследователей, и, следовательно, необходимость их развития и совершенствования имеет первостепенное значение. Можно заметить, что еще хуже обстоит дело с методами определения склонности нержавеюш,их сталей к межкристаллитной коррозии в газовых средах [116]. Разработка таких методов испытаний только начинается. Принятые в нашей стране в настоящее время методы испытания нержавеющих сталей на склонность к межкристаллитной коррозии описаны в ГОСТ 6032-58. [c.97] В данном разделе мы считаем целесообразным лишь коротко остановиться на путях их развития, несколько расширить их характеристику и привести описание некоторых новых методов, не предусмотренных стандартом. Рассмотрим особенности растворов для испытания на межкристаллитную коррозию. [c.97] Одним из первых и наиболее распространенных в настоящее время растворов для испытания на склонность нержавеющих сталей к межкристаллитной коррозии является раствор серной кислоты и медного купороса, в котором кипятят образцы. Отличительной чертой этого раствора является то, что растворению в нем подвергаются преимущественно границы между зернами, в то время как тело зерен сохраняет относительную пассивность. Это связано с тем [1], что кристаллы твердого раствора Fe—Сг—Ni являются катодами по отношению к границам между ними. Деполяризация идет за счет выделения меди и водорода. Практика и специальные исследования [114, 115] показали, что в данном растворе наиболее четко и надежно выявляется межкристаллитная коррозия хромоникелевых сталей аустенитного класса. Однако испытания в этом растворе имеют и свои недостатки, а именно раствор выявляет межкристаллитную коррозию, связанную с выпадением карбидной фазы, и не выявляет ее в том случае, когда она является следствием выделения сигма-фазы. [c.97] Предполагается [118], что на стали работают мпкропары, катодами которых являются наружные стороны, а аиодами внутренние стенки межкристаллитной щели. Усиливаемая щелевым эффектом коррозия внутренних поверхностей зерна сопровождается выкрашиванием отдельных зерен. Поведение нержавеющих сталей, склонных и не склонных к межкристаллитной коррозии, характеризуется кривыми скорость коррозии — время, приведенными на рис. 42. [c.98] Существенно ускоряются испытания в азотной кислоте путем добавления фтористого натрия. В этом случае, так же как и в растворах серной кислоты и медного купороса, межкристал-литную коррозию определяют макроскопически или микроскопически после загиба образцов на 90° С. Недостатки данного метода в значительной мере похожи на недостатки испытаний в азотной кислоте. Кроме того, отмечается р5], что разъедание участков металла, не подверженного межкристаллитной корразии в этом растворе, может быть более интенсивным по сравнению с чистой азотной кислотой и работа в нем требует дополнительных предосторожностей, связанных с разъеданием стеклянной посуды плавиковой кислотой. [c.99] Рассмотрим особенности существующих способов оценки степени разрушения металла, вызываемых межкристаллитной коррозией. [c.99] Недостаток этого метода состоит в том, что он применим лишь тогда, когда межкристаллитное разрушение поражает образцы целиком или в значительной степени. При незначительном (начальном) или местном разрушении металла этот метод неприменим. Метод сугубо качественный. Кроме того, он в значительной мере субъективен. О склонности сталей к межкри-сталлитной коррозии можно в ряде случаев судить количественно [35], сравнивая электросопротивление образцов до и после обработки в соответствующем растворе. Для измерения электросопротивления образцов можно использовать методику, описанную выше (стр. 39). Отмечается [35], что точность определения склонности стали к межкристаллитной коррозии в азотной кислоте весовым методом может быть существенно повышена, если параллельно производить измерения омического сопротивления образцов. В тех случаях, когда межкристаллитная коррозия отсутствует, глубина проникновения после кипячения, рассчитанная из данных по потере веса и по изменению электросопротивления, будет примерно совпадать (расхождение связано с точностью измерений). Если имеет место межкристаллитная коррозия, то глубина проникновения, рассчитанная по увеличению электросопротивления, будет больше, чем рассчитанная по потере веса. За показатель характера коррозии берут отношение глубин проникновения, высчитанных по изменению электросопротивления и по потере веса. При равномерной поверхности K0pj)03HH это отношение мало, при наличии межкристаллитной коррозии оно сравнительно велико (табл. 9) [35]. [c.100] Помимо рассмотренных методов определения склонности металлов к межкристаллитной коррозии, часть из которых стандартна, разрабатываются и другие, основанные на измерении свойств металлической решетки после разрушения ее по границам зерен. К числу таких методов, созданных в последнее время, можно отнести, например, метод определения межиристаллитной коррозии сталей по изменению внутреннего трения l[118J. Внутреннее трение по методу вынужденных колебаний измеряют на установке конструкции МИС [121]. [c.101] Ду — ширина резонансной кривой на высоте, равной половине максимальной амплитуды, принятой равной 3 мм. [c.101] Определение внутреннего трения осуществляется путем измерения амп литуды колебаний при резонансных частотах и близких к ним. Все измерения цроизводят при одном и том же значении максимальной амплитуды, например 3 мм. [c.101] Критерием межкристаллитной коррозии служит в обоих случаях изменение величины после коррозии в выбранных растворах в процентах. [c.102] Внутреннее трение удобнее определять методом вынужденных колебаний вследствие меньших размеров образцов и возможности измерять как плоские, так. и проволочные образцы. [c.102] Как показало специальное исследование [118], при использовании в качестве показателя межкристаллитной коррозии внутреннего трения наиболее целесообразно выбирать растворы, не вызывающие значительных весовых потерь, и проводить испытания в течение максимально возможного времени. [c.102] Преимуществом данного метода определения межкристаллитной коррозии является возможность количественно оценивать склонность металла к межкристаллитной коррозии я возможность характеризовать разрушение при незначительной степени его развития. К недостаткам следует отнести громоздкость, продолжительность определений и необходимость применять специальные образцы. Перечисленные недостатки вряд ли позволят широко внедрять данный метод в практику для массовых испытаний, однако они не имеют большого значения при использовании этого метода для специальных исследований и при решении спорных вопросов, связанных с применением других методов. [c.102] Еще одним показателем межкристаллитного разрушения может служить уменьшение потерь на вихревые токи в участках металла, пораженных межкристаллитной коррозией [123]. [c.102] Для обнаружения относительно. неглубоких трещин частота генератора выбирается достаточно большой, чтобы возбуждать токи в поверхностном слое порядка долей миллиметра. [c.103] Вернуться к основной статье