ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эффект среды из "Достижения науки о коррозии и технология защиты от нее. Коррозионное растрескивание металлов " В этом разделе представлены известные к настоящему времени экспериментальные количественные данные, касающиеся влияния среды на рост трещины при КР на высокопрочных алюминиевых сплавах. Большинство из этих данных взяты из разных источников, многие количественные результаты испытаний на КР приведены здесь впервые. [c.188] Следует помнить, что на развитие коррозионных трещин влияет не только среда, но и микроструктура сплава, и интенсивность напряжений в вершине трещины. [c.189] Влияние металлургических (структурных) параметров может быть продемонстрировано на примере сильного снижения скорости роста трещины при изменении направления трещины в соответствии с предпочтительной ориентацией границ зерен, как это показано на рис. 28. [c.189] Влияние коэффициента интенсивности напряжений на скорость роста трещин становится очевидным при низких значениях Кг (ем., например, рис. 21, 28 и 34). [c.189] Таким образом, для более надежного сравнения влияния различных сред на скорость роста трещины при КР должны быть известны и контролируемы металлургические и механические параметры. Простым и удобным методом оценки влияния различных сред на Кг является измерение только области II на кривой и—К-В этой области, названной плато скорости (областью постоянной скорости), скорость роста трещин не зависит от напряжений. Для детального исследования, конечно, необходимо полное измерение кривой V—К как функции среды. [c.189] Алюминиевые сплавы не проявляют чувствительности к охрупчиванию при любом содержании газообразного водорода высокой чистоты в условиях комнатной температуры [80]. Прочность на растяжение и пластичность сплавов 6061-Т6 и 7075-Т73 не понижаются существенно, когда среда испытаний меняется от гелия к водороду при давлении 69 МПа. Аналогичный эффект наблюдается и для образцов с надрезом, изготовленных из тех же сплавов [81]. Нет потерь механических свойств и не изменяется характер разрушения сплава 7039-Т61 во время испытаний в среде водорода под давлением 69 МПа [82]. [c.190] Эти испытания демонстрируют способность основного сплава 2219-Т6Е46 и его сварных соединений выдерживать нагрузку при повышенном давлении водорода при уровне интенсивности напряжений 80% от соответствующего значения вязкости разрушения, поэтому данный сплав рекомендуется в качестве материала для сосудов повышенного давления под газообразный водород [35]. [c.190] Четыре наиболее широко используемых высокопрочных алюминиевых сплава не показывают роста треш,ины при напряжениях близких к Ки, н выдержке в сухом водороде в течение 47 сут. (рис. 36). (Температура газообразного водорода комнатная, давление 0,1 МПа, относительная влажность сухого водорода 0,01%). Отмечаемое на рис. 36 отсутствие роста трещины было принято при условии, что скорость роста трещины 3-10- см/с. [c.191] Как показано на рис. 36, после длительного периода отсутствия роста трещины в сухом водороде рост ее начинается сразу же, как только относительная влажность увеличивается до 100%. [c.191] Как было отмечено в условиях испытания в сухом водороде, при его давлении 0,1 МПа трещина не растет. На рис. 37 показана максимальная скорость роста трещины, которую можно было измерить. В заключение следует отметить, что вода, содержащаяся при низких давлениях в газообразном водороде, можег вызывать коррозионное растрескивание высокочувствительных к этому виду коррозии алюминиевых сплавов. [c.192] На рис. 38 обобщены результаты по КР пяти чувствительных к этому виду коррозии высокопрочных алюминиевых сплавов в газообразном аргоне, который содержал менее одной миллионной части кислорода, водорода и азота. Как можно видеть при сравнении рисунков 36—38, имеется много сходного в процессе КР, протекающего в водороде и дргоне. Общие закономерности. [c.192] Следует отметить, что коррозионные трещины во влажном аргоне развиваются значительно быстрее, чем в сухом водороде (см. рис. 38 и 37). Сухой аргон иногда используется как относительно инертная среда при исследовании влияния других сред на субкритический рост трещины. Поэтому интересно знать количественные характеристики скорости распространения трещины в сухом аргоне, поскольку они должны использоваться как исходные данные. Для сплавов, показанных на рис. 38, рост трещины в сухом аргоне при скорости до 2,1-10 см/с не отмечался. Предполагается, что большинство промышленных высокопрочных алюминиевых сплавов будут вести себя аналогично, без роста коррозионных трещин в среде сухого аргона. Однако, как исключение в высокочистом сплаве системы А1—Mg—2п, отмечается субкритический рост трещины в сухом аргоне со скоростью 7-.10 см/с (рис. 39). Более агрессивные среды, такие как влажный воздух, особенно сильно ускоряют рост трещины в данном сплаве. Это показывает, что даже в сплавах высокой чистоты рост трещины сильно зависит от среды, поэтому данный процесс правильно назван КР. [c.193] На рекристаллизованном сплаве высокой чистоты, как это показано на рис. 39, получены два участка с постоянной скоростью роста трещины (два плато скорости) и соответственно два участка зависимости скорости от максимальных значений коэффициента интенсивности напряжений. Новый участок на кривой о—К еще не наблюдался для промышленных высокопрочных алюминиевых сплавов, рассмотренных выше, хотя и является обычным для других сочетаний среда — материал. Поскольку это является аномальным явлением и поскольку рост трещины в сухом аргоне является исключением, для практического использования данный факт не играет большой роли и представляет только академический интерес, так как речь идет о сплаве высокой чистоты с ре кристаллизованной структурой и равноосным зерном. Промышленные алюминиевые сплавы высокой прочности обладают в этой среде очень высоким сопротивлением КР даже в наиболее чувствительном высотном направлении полуфабриката. [c.193] Сообщается, что на сплаве 7075-Т651 трещина не развивается в сухом азоте [83]. Очень вероятно, что процесс КР высокочувствительных высокопрочных алюминиевых сплавов в азоте развивается так же, как было отмечено выше для сред Аг и Нг. [c.193] Закономерности развития трещин на чувствительных к КР высокопрочных алюминиевых сплавах в воздушной среде те же, что отмечены в предыдущем разделе для аргона и водорода. Однако так как влажный воздух является наиболее распространенной средой, в которой высокопрочные алюминиевые сплавы могут применяться, соответственно обзор данной среды дается более детально. [c.194] Аналогия процессов КР высокопрочных алюминиевых сплавов в сухих и влажных газах показывает, что содержание водяных паров оказывает на КР большее влияние, чем природа самих газов. Влияние концентрации водяных паров на суб критический рост трещины в газообразных средах было определено количественно для нескольких высокопрочных алюминиевых сплавов во влажном воздухе [44]. [c.195] Данные, приведенные на рис. 42 по росту трещины в воздухе с относительной влажностью 27%, показывают, что понижением влажности воздуха можно переместить область / на примере кривой V—К в сторону более высоких значений интенсивности напряжений. [c.196] метод определения кривых и—К при использовании образцов с трещиной является не только более дешевым и быстрым, чем другие, но и количественно показывает, насколько сплав 7079-Т6 более чувствителен к КР, чем другие сплавы (рис. 37, 38. 40 и 43). [c.198] В предыдущих разделах отмечалось, что вода является основной причиной КР высокопрочных алюминиевых сплавов. Можно предположить, что все водные растворы (за некоторым исключением) могут вызывать КР чувствительных высокопрочных алюминиевых сплавов. Пока еще не найден эффективный ингибитор для того, чтобы предотвратить рост коррозионной трещины в высокопрочных алюминиевых сплавах, находящихся в водных растворах Буферирование раствора до высоких значений pH хотя и пони жает чувствительность к КР по сравнению с нейтральными растворами, однако часто вызывает другие проблемы, такие как агрессивное воздействие щелочи. Поэтому угроза КР существует всегда, когда чувствительные к КР сплавы под нагрузкой находятся в водных растворах. [c.198] Вернуться к основной статье