ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Коррозионное растрескивание высокопрочных алюминиевых сплавов (Спейдель М. О., Хитт из "Достижения науки о коррозии и технология защиты от нее. Коррозионное растрескивание металлов " Третий механизм — это предположение Запифе [365] о том, чтО водород накапливается во внутренних полостях и трещинах и давление газа в них облегчает разрушение. Предположение было высказано для объяснения разрушений в процессе наводорожи-вания и, несомненно, справедливо в некоторых отдельных случаях [62]. Общностью, в своей первоначальной форме, оно не обладает [309, 318]. Позже механизм Заппфе был модифицирован, II теперь предполагается, что давление водорода во многих случаях создается только в процессе деформации и не оказывает существенного влияния до стадии образования шейки образца [72 74, 100, 124]. В сочетании с современным представлением о неравновесном переносе водорода дислокациями [314] и о влиянии водорода на зарождение вязкого разрушения [366], эта модифицированная теория давления водорода может найти применение. В частности, она уже использовалась для объяснения некоторых данных в этой главе. [c.145] Данный обзор предполагает, что ни один из существующих в настоящее время механизмов не обладает достаточной общностью для описания поведения широкого круга рассмотренных здесь металлургических факторов. Такой же вывод встречается и в других обзорах [370]. Исключая вероятность существования неоткрытого механизма, в настоящее время с неизбежностью приходится признать, что единого и достаточно общего механизма водородного охрупчивания нет. Такая же ситуация, по-видимому, сложилась и в отношении многочисленных предположений о механизмах анодного растворения, однако обзор этих вопросов не входит в нашу задачу. [c.146] Можно отметить несколько проблем, которые повторно появлялись на протяжении данной главы. Наиболее фундаментальная из них — это параллелизм индуцированного водородом КР и водородного охрупчивания. Мы не утверждаем, что это одно и то же явление процессы анодного растворения и повторного заострения трещины (если ограничиться лишь двумя различиями) отсутствуют при испытаниях в газообразном водороде и неизбежно изменяют феноменологию КР по сравнению с водородным охрупчиванием. Дискуссия о роли водорода все еще продолжается, в частности, применительно к аустенитным сталям [61, 327, 371 — 374]. Данный обзор, подчеркнув имеющиеся и особенно новые данные по КР и водородному охрупчиванию, наводит нас на мысль, что границы между двумя названными явлениями не могут и не должны быть слишком резкими. Для решения этого вопроса должны быть (и несомненно будут) поставлены новые эксперименты. [c.146] Важным аспектом любого исследования разрушения является фрактография. Она находится в центре многих споров о механизмах тех или иных процессов и мы в данном обзоре также использовали фрактографические данные для выбора из двух альтернативных объяснений. Все же во многих случаях мы опустили подробное сравнение и обсуждение вида поверхности разрушения. Причина состоит в том, что слишком часто в исследованиях фрактография не используется совсем или же используется плохо (неправильно или неубедительно). Мы призываем исследователей больше использовать фрактографию при малых увеличениях (например, 200—1000 X) при анализе часто встречающихся разрушений смешанного или составного типа. При этом следует производить оценку относительного вклада различных типов разрушения [55, 124], а также (если возможно) приводить количественные данные о таких особенностях, как вторичное растрескивание, размер фасеток скола и лунок на поверхности разрушения. Наконец, более широкое использование оже-электронной спектроскопии, в тех случаях, когда ее применение возможно, также может дать интересные результаты. [c.147] В бесконечном ряду конструкционных материалов все чаще приходится встречаться с требованием повышенной стойкости к индуцируемому средой разрушению, причем среды нередко содержат или могут образовывать водород. Для удовлетворения таких потребностей обычно моделируют условия эксплуатации и отбирают наилучший из испытанных материалов. Однако разработчик сплавов и конструктор-материаловед нуждаются в более совершенном руководстве, чем простое моделирование, чтобы успешно решать проблемы, которые выдвигают новые среды. Рассматривая роль металлургических факторов в индуцированном средой разрушении, мы выделили те из них, которыми можно управлять, получая более совершенные материалы. Можно надеяться, что в сочетании с техническими испытаниями этот обзор поможет целенаправленно изменять свойства старых сплавов и создавать новые материалы, удовлетворяющие все усложняющимся условиям эксплуатации. [c.147] Эта глава была написана весной 1975 г. и несколько переработана в ответ на замечания оппонентов весной 1976 г. С того момента и до последнего чтения книги перед выходом в свет прошло еще почти 30 месяцев. Было приятно убедиться, что за это время не возникло важных (и было лишь несколько мелких) вопросов, потребовавших внесения изменений. Однако за истекшее время появилось много последующих публикаций, касающихся содержания данной главы, и они кратко процитированы ниже. [c.147] Было несколько интересных работ по сталям. В одной из них утверждалось, что уменьшение размера зерна понижает Kth [S79] предшествующие данные всегда демонстрировали обратное. Однако приведенный в качестве подтверждения рис. 5 в работе [379] не является убедительным. Были бы полезными дополнительные исследования влияния размера зерна в сталях с различными уровнями прочности, особенно, учитывая, что имеются и данные, показывающие что уменьщеиие размера зерна повышает Kth, если содержание примесей в стали доведено до очень низкого уровня. Исследование КР сталей типа 4340 [381] также показало, что главную роль играет водород. Исследование, выполненное на нелегированных углеродистых сталях меньшей прочности (около 700 МПа) с различным содержанием Мп [382], обнаружило, что концентрация Мп не влияет на индуцированную водородом потерю пластичности, но зато определяет склонность к КР в случае перлитной микроструктуры. В то же время в случае микроструктур со сфероидальным графитом стойкость к КР не ухудшается заметным образом с увеличением содержания Мп [382]. Таким образом, в отличие от некоторых утверждений [383], микроструктура материала влияет на поведение Мп при уровнях прочности ниже 690 МПа. В то же время уместно вновь напомнить о преобладающей важности неметаллических включений [383, Э84] в процессах водородного разрушения. Наконец, не будет преувеличением заметить, что попытки оценить результаты термомеханической обработки и микроструктурные эффекты, не контролируя уровень прочности или скорость охлаждения пос.те термообработки [385], не могут дать осмысленных результатов, особенно при отсутствии как микрострук-турной, так и фрактографической информации. Как уже обсуждалось в тексте, в тщательно выполненных исследованиях термомеханическая обработка дает обнадеживающие результаты для высокопрочных сталей [386]. [c.148] Важные результаты исследования растрескивания сплава Т1 — 6А1 — 4V при длительном нагружении опубликовали Бойер и Спурр [387, 388]. Полученные ими данные о температурной зависимости процесса убедительно свидетельствуют в пользу механизма охрупчивания с участием гидридов [387], что согласуется и с ранее высказывавшимися предположениями [224]. На примере сплава Т1 — 6А1 — 4V вновь подчеркнута зависимость стойкости материала к КР от таких факторов, как содержание кислорода, текстура и присутствие 02 [388]. Гидридный механизм растрескивания был принят также в других работах [389—392], включая исследования Нельсона [393] и Марголина [394], связанные с предполагаемыми механизмами. Согласно работе [392]. водородное разрушение происходит целиком в а-фазе или в области границы раздела, но не по самой границе. [c.148] Данные по КР алюминиевых сплавов по-прежнему продолжают рассматриваться некоторыми авторами исключительно с точки зрения механизмов анодного растворения [395—397], однако новые данные все больше свидетельствуют в пользу большого вклада водорода в растрескивание [398—404]. Микроструктурные исследования на сплавах 7075 показали [405] одинаковый характер зависимости водородного охрупчивания и КР от микроструктуры. Недостаренный материал наиболее чувствителен к КР, а перестаренный сплав (Т73) склонен к КР в меньшей степени, чем Тб. Эти наблюдения согласуются С представлением об определяющей роли водорода в КР сплавов 7075, хотя и не доказывает его. По-прежнему уделяется внимание проблеме сегрегации растворенных элементов в алюминиевых сплавах и возможной роли этого процесса в КР и водородном охрупчивании [402, 406, 407]. Пока точно неясно, насколько важны такие эффекты. [c.148] можно считать, что, подавляющее большинство корреляций, анализ и обсуждение литературных данных, которые мы подготовили в 1975 г., по-прежнему остаются точными и полными. [c.149] Можно надеяться, что сделанные комментарии о необходимости контрольных экспериментов помогут стимулировать новые исследования, которые в свою очередь могут привести к более глубокому и широкому пониманию процессов разрушения с участием водорода. [c.149] Вернуться к основной статье