ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предисловие к русскому изданию из "Достижения науки о коррозии и технология защиты от нее. Коррозионное растрескивание металлов " Публикация переводов известной зарубежной серии издательства Пленум Пресс (США) под редакцией М. Фонтана и Р. Стэйла Достижения науки о коррозии и технологии защиты от нее началась в нашей стране с 6-го тома В этом томе наряду с другими актуальными проблемами была детально рассмотрена проблема коррозионного растрескивания и водородного охрупчивания конструкционных урановых сплавов. В следующем 7-м томе вопросам влияния внешней среды на процесс разрушения механически нагруженных систем уделено заметно большее внимание. [c.6] В первой главе обобщены теоретические представления и практические результаты по воздействию среды на процессы ползучести. Эти материалы позволяют осветить изменение кинетики разрушения под напряжением не только в плане механизмов, идентичных коррозионному растрескиванию, когда речь идет о достаточно сильном солевом коррозионном воздействии при повышенных температурах, но и в общем плане, в случае сложного влияния относительно слабых сред таких, как воздух. [c.6] Во второй главе рассмотрены основные аспекты отрицательного влияния водорода, образующегося главным образом в результате электрохимических реакций, на процесс коррозионного растрескивания, а также проблемы собственно водородного охрупчивания. [c.6] При переводе 7-го тома было решено также дополнить эти главы другими обзорными материалами по проблеме коррозионного растрескивания, опубликованными в этой серии. Если не считать упомянутой главы, относящейся к урану, которая уже переведена, то таких обзоров оказалось два. Они охватывают основные закономерности коррозионного растрескивания алюминиевых (т. 2) и титановых (т. 3) сплавов. Дополнив этими двумя главами перевод 7-го тома, удалось, таким образом, создать работу по проблеме коррозии в напряженном состоянии, которая одновременно содержит и справочные сведения. В результате все материалы, относящиеся к этой проблеме в серии Достижения науки о коррозии и технологии защиты от нее , после выхода в свет данной книги будут доступны широким кругам работников научных учреждений 1( промышленности. В свете решений XXVI съезда КПСС по сокращению материалоемкости, а также рациональному использованию сплавов в новых развивающихся отраслях техники следует признать своевременным выпуск книги, рассматривающей с точки зрения последних достижений науки процесс коррозионного растрескивания сплавов. [c.6] К числу основных недостатков книги можно отнести отсутствие в данной работе ссылок на достижения советских ученых в этой области. Но мы полагаем, что читатели этой книги, безусловно. [c.6] В целях сохранения тематического единства книги две главы 7-го тома, не относящиеся к проблеме коррозионного растрескивания, были исключены. Однако эти главы, в которых рассматриваются методика измерения э. д. с. при высоких температурах и давлениях и механизм формирования оксида в процессе анодного оксидирования алюминиевых сплавов, также представляют интерес. [c.7] Перевод книги выполнен коллективом специалистов в области металловедения и химического сопротивления материалов главы 1, 2 переведены П. П. Поздеевым, глава 3 — к. т. н. В. Д. Калининым, глава 4 — к. т. н. В. В. Усовой. [c.7] Настоящая серия создана с целью публикаций обзоров в области коррозии, которые должны сосредоточить внимание исследователей на определенных проблемах в области коррозионной науки и технологии. В соответствии с этой задачей материал каждого тома подбирают таким образом, чтобы он мог представлять интерес как для ученых, работающих над проблемой коррозии, так и для кор-розионистов-технологов. Сопоставление этих подходов дает возможность решать конкретные задачи, находящиеся на стыке смежных специальностей, что чрезвычайно важно в коррозионных исследованиях. [c.7] Публикуемую серию в известной степени можно рассматривать как динамичный справочник по коррозии. Как известно, подготовка справочников сопряжена с большими затратами времени, т. е. к моменту их публикации многие данные теряют информационную новизну. Причем отдельные разработки устаревают по-разному. Кроме того, характер справочной литературы не позволяет тщательно детализировать конкретные практические разработки. Можно надеяться, что выпускаемая серия позволит преодолеть некоторые из этих трудностей. [c.8] Дополнительно к обсуждению научных и технологических аспектов проблемы коррозии материалов предлагаемая серия будет включать технические разработки отдельных конструкционных элементов, которые должны представлять практический интерес для коррозионистов. [c.8] Коррозионное воздействие, например со стороны окислительной газовой среды в турбогенераторе или установке для газификации угля, в сочетании с высокой температурой может приводить к преждевременному разрушению конструкций даже при сравнительно низких механических напряжениях. В принципе можно предусмотреть меры против пластической деформации при высоких температурах еще на стадии проектирования, повысив сопротивление ползучести, длительную прочность (время до разрушения) и вязкость разрушения материалов. Однако, к сожалению, современные знания о ползучести и разрушении материалов под напряжением, даже в отсутствие осложняющих факторов, связанных с воздействием внешней среды, являются в лучшем случае качественными [I—7], Известные проявления влияния среды на ползучесть и разрушение материалов под напряжением еще требуют анализа, обобщения и систематизации. [c.9] Дать подобное систематизированное изложение — одна из задач, стоявших перед авторами. Другая цель — критический анализ и построение фундаментальных моделей, позволяющих перейти к объяснению основных наблюдений, связанных с исследованием таких комплексных явлений, как коррозия — ползучесть и коррозия — разрушение под напряжением . Авторы попытались дать достаточно широкое описание рассматриваемых явлений в данном обзоре с тем, чтобы он мог стать полезным руководством для специалистов в области коррозии или механики разрушения, желающих расширить свои знания в смежной области. [c.9] Глава начинается с достаточно элементарного анализа проблемы ползучести и разрушения конструкционных сплавов под напряжением при высоких температурах и описания различных эффектов, наблюдаемых при воздействии внешней среды. Затем следует краткий обзор высокотемпературной коррозии и обсуждение многочисленных путей ее влияния на механические свойства сплавов, после чего уже непосредственно рассмотрены коррозионная ползучесть и разрушение материалов вследствие коррозии под напряжением. Следует отметить, что в данной главе рассматриваются процессы, протекающие при высоких температурах, как правило выше 0,5 Тт, где Тт — абсолютная температура плавления рассматриваемого сплава. Поэтому в круг обсуждаемых вопросов не входят такие сложные явления, как коррозионное растрескивание под напряжением, охрупчивание при контакте с жидким металлом или понижение сопротивления излому, вызванное поверхностно-активными веществами. По этим вопросам имеются авторитетные обзоры [8, 9]. [c.9] На рис. 1 схематично изображены типичные кривые ползучести. В общем случае на кривой ползучести I можно выделить четыре характерных участка. Начальный участок отражает мгновенное удлинение, т. е. упругую деформацию при приложении нагрузки. Следующий участок соответствует первой (переходной) стадии или не-установившемуся режиму ползучести и характеризуется первоначально высокой, но затем монотонно уменьшающейся скоростью деформации. Затем следует вторая стадия, соответствующая установившейся ползучести, на которой скорость деформации относительно постоянна. Наконец, третья стадия представляет режим ускоренной ползучести и завершается разрушением системы. Иногда в литературе встречаются упоминания о четвертой и даже пятой стадиях процесса, однако, как будет показано ниже, эти высшие стадии ползучести представляют собой повторение предшествующих стадий, вызванное воздействием внешней среды. [c.10] Следует также отметить, что в зависимости от приложенного напряжения и температуры одна или несколько из перечисленных стадий ползучести могут отсутствовать. Например, при низких температурах ( 0,37 то) и небольших нагрузках практически нет второй стадии (кривая 2 на рис. 1), а при очень высоких температурах ( 0,87 т) и больших нагрузках наиболее ярко выражена третья стадия процесса (кривая 3). [c.10] При низких температурах и напряжениях (см. рис. 1, кривая 2) ползучесть не представляет большого интереса для практики (за исключением, пожалуй, прецизионных приборов), так как сопровождается лишь нестационарным, быстро и почти полностью прекращающимся течением. После этого размеры системы становятся стабильными и она может оставаться под приложенной нагрузкой в течение очень длительного времени без отрицательных последствий. [c.10] Большинство конструкций, работающих при высоких температурах, проектируется таким образом, что в течение всего срока эксплуатации материал находится в стадии установившейся ползучести или даже в переходной стадии (т. е. в условиях, когда ползучесть описывается кривой 1 на рис. 1). При проектировании конструкций часто пользуются понятием предела ползучести . Эта величина в какой-то мере зависит от стационарной или минимальной скорости ползучести, поскольку определяется как напряжение, вызывающее допустимую деформацию (обычно 2—5%) после 100- или ЮОО-ч нагружения. Допустимые напряжения при более продолжительных экспозициях определяют, как правило, путем экстраполяции, например по методу Ларсона и Миллера [12]. Следовательно, при таких нагрузках, когда основным типом деформации является ползучесть, стойкость к ползучести означает низкую установившуюся скорость деформации или, наоборот, высокое значение предела ползучести (при условии достаточно малых первичных деформаций). [c.11] Юнга Ь — вектор Бюргерса. [c.11] Величины 5 и (3, являющиеся константами при заданных напряжении и температуре, могут сильно зависеть, как будет показано ниже, от окружающей среды. Интересно отметить, что если Р=1, то соотношение (3) характеризует деформацию, обусловливающую разрушение под напряжением, так как В при этом зависит от пластичности при разрушении. Видно, что для заданной системы в определенной среде изменение скорости ползучести, например путем модификации состава сплава или его микроструктуры, неизбежно повлияет и на длительную прочность. Согласно соотношению (3), уменьшение гв вызовет обратно пропорциональное повышение и. [c.12] Верхний индекс А означает, что данный параметр описывает поведение материала на воздухе, а индекс Е соответствует среде, отличной от воздуха. Таким образом, положительные значения показателей Р означают, что воздух ухудшает данное свойство материала в большей степени, чем рассматриваемая среда. Наоборот, отрицательным Р соответствует ситуация, когда агрессивная среда оказывает на данное свойство материала более отрицательное влияние, чем воздух. [c.12] Вернуться к основной статье