ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозионный этап развития трещин коррозионного растрескивания в нейтральных средах из "Коррозия под напряжением " Если эдл. первого элемента определяется разностью по-теици лов полосы скольжения и остального металла, а для пленочного механизма - разностью потенциалов чистого (оголенного) металла и металла под пленкой, то (з.д.с. второго деформационного элемента) будет зависеть от двух факторов -уровня Напряжений а непосредственно в вершине трещины и способности металла к разблагораживанию (сдвигу в отрицательную сторону) его электродного потенциала. Эта способность определяется деформационной активацией а. Следует уточнить, что во всех случаях под потенциалом металла мы понимаем его не равновесное, а компромиссное значение, устанавливающееся в результате 1фотекгшия на металле как анодного, taK й катодного процессов. Этот потенциал, в отличие от равновесного потенциала, не определяет термодинамическую стойкость металла к коррозии. [c.66] Предлагаемый здесь впервые показатель а, определяющий стойкость к коррозии под механическим напряжением, является важнейшей характеристикой металла, легко определяемой экспериментально. Единица измерения его - В/мПа, Если этот показатель мал, мало будет и произведение ао, т. е. металл не склонен к растерескиванию. [c.66] Из всего сказанного следует, что для коррозионного зарождения и развития трещины большое значение имеет исходный (фоновый) уровень электрохимической гетерогенности поверхности чем он выше, чем хуже условия для коррозионного зарождения трещины, тем более устойчив металл. Действительно, отожженньхе (нормализованные) стали с гетерогенной перлит-ферритной структурой весьма стойки к коррозии Под напряжением. Стали же, закаленные на мартенсит с гомогенной структурой твердого раствора, обладают наибольшей склонностью к коррозионно-механическому разрушеншо [8, 71]. [c.67] Если а зависит от а, в уравнение (5) вместо а следует подставить его аналитическое выражение а = /(с . [c.67] Углубление трещины вследствие работы деформационной гальванопары в соответствии е уравнением (5) будет равномерно ускоренным, так как с ростом глубины трещины при постоянной нагрузке на деталь напряжения о-в вершине трещины увеличиваются. [c.67] Рассматриваемая гальванопара Эванса является короткозамкнутой. Ее электроды замкнуты накоротко (по металлу) на ее внутреннее сопротивление (на электролит в трещине). Поэтому значение электродного потенхщала непосредственно в напряжен-но-деформированной вершине трещины практически не должно отличаться от такового на берегах (стенках) трещины, где прог текает катодный процесс. Эксперименты по моделированию пары Эванса показали, что высказанное положение соответствует действительности потенциал напряженного металла в момент контакта последнего в электролите с большей по площади пластиной ненапряженного металла смещается до величины потенциала данной пластины. [c.68] Это уравнение учитывает только атомарный водород, поступающий в металл, т. е. водород, прошедший стадию восстановления. Кроме этого, в металл возможно, по-видимому, поступление ионов водорода Н Есть основание считать, что интенсивность. наводорозкиванйя и его разупрочняющее воздействие на коррозионном этане развития трещины очень невелик так как площадь анодной поверхности в вершине трещины в этом случае исчезающе мала. Следует отметить, что данные гальванопары нелинейны, т. е. — функция силы тока. [c.69] Анализ уравнений (8) и (9) приводит к выводу, что скорости коррозионного подрастания трещины и наводороживания металла в рассматриваемом случае пропорциональны квадрату напряжений в вершине трещины. Скорость наводороживания металла на коррозионном этапе относительно невелика, ткк как она пропорщсональна пове )хности напряженной вершины трещины (поверхность очень незначительна). [c.70] По мере увеличения скорости коррозионного углубления трещины, роста Ki и повышения в металле концентрации охруп-чивающего водорода увеличивается вероятность смены механизмов развития трещины, т. е. перехода к скачкообразному этапу. [c.70] В С1 ге современных представлений развитие трещины коррозионного растрескивания в высокОпрочньхх закаленных сталях может протекать по двум механизмам. Вначале трещина равномерно углубляется вследствие локальной коррозии ее вершины, а затем, в результате смены механизма, развивается дискретно, т. е. трещина начинает с некоторого момента углубляться в тело металла скачками. При коррозионном углублении трещина разветвляется. При скачкообразном механизме ветвление не наблюдается, поскольку, по мнению бодащинства исследователей, определяющим в развитии трещины является водородное охрупчивание [37,40,41]. [c.70] При рассмотрении механизма скачкообразного подрастания трещин коррозионного растрескивания в нейтральных средах вследствие только водородного охрупчивания кардинальный вопрос о том, откуда берется в металле водород, по существу даже не ставится. Роль процесса локальной коррозии на скачкообразном этапе не учитывается [33,37,41]. [c.71] Нами была проведена работа по получению СОП в результате мгновенного разлома электроизолированного металлического образца по острому концентратору напряжений в электролите. При этом имитировалось основное условие образования СОП непосредственно в трещине — мгновенный разрыв металла по концентратору напряжений вследствие деформации нормального отрыва. Есть основание полагать, что коррозионно-электрохими-ческие свойства такой СОП будут наиболее соответствовать свойствам ООП в вершине подрастающей скачками трещины. [c.73] На основании проведенных исследований была разработана -установка для получения СОП в условиях, имитирующих получение СОП в реальной трещине. Установка позволяет измерять электродный потенциал по месту СОП, силу тока короткозамкнутой гальванопары СОП — исходная старая поверхность, а также изменение этих показателей во времени [53, 55, 57, 58J. [c.73] Так как свойства СОП определяют протекание в трещине электрохимических реакций, при помощи разработанных методики и установки нами были исследованы коррозионно-электрохимические свойства СОП углеродистых сталей в широком диапазоне содержания в них углерода (от 0,037 до 1,16%) и в различном структурном состоянии в 3 %-м водном растворе хлорида натрия, а также в том же растворе, с разным подкислением (добавлением НС1) [57]. [c.73] Приведенная на рис. 3 зависимость показывает, что в момент образования СОП в 3 %-м водном нейтральном растворе Nad возникает скачок электродного потенциала металла в отрицательную сторону на 200-350 мВ спустя 60-90 с потенциал обычно стабилизируется ка значении, которое на 80—120 мВ отрицательнее стационарного потенциала старой поверхности. [c.75] С течением времени это последнее значение весьма медленно дрейфует в положительную Сторону, стремясь в пределе к потенциал. лу старой поверхности. Сравнение полученной зависимости (рис. 3) с аналогичной токовой (рис. 4) показывает, что потенциал по месту СОП и ток короткозамкнутой гальванопары СОП - старая (т. е. обычная) поверхность спадают во времени по различным закономерностям, что связано с нелинейностью данных систем. Время жизни СОП, т. е. период ее активности, по потенциалу выше, чем по току. Последнее, как показали эксперименты, находится в пределах 0,5-10 с. [c.75] Вернуться к основной статье